Fotobiomodulacija in odmerek svetlobe: valovna dolžina, moč in čas

Kaj pomeni odmerek svetlobe pri fotobiomodulaciji?

Odmerka svetlobe ne opiše zgolj število minut. Vedeti moramo, kakšno svetlobo uporabljamo, kolikšna optična moč doseže določeno površino, kako dolgo in katero tkivo obsevamo. Pri ponavljanju sta pomembna tudi število uporab in razmik med njimi. Fotobiomodulacija (PBM) preučuje biološke odzive na svetlobni dražljaj; njihova velikost ni nujno sorazmerna z dovedeno energijo. [2] [3]

Moč vira, energija, ki doseže površino, in energija, ki jo absorbira ciljno tkivo, so različne količine. Koža, nosna sluznica in kri v žili ustvarjajo različne optične razmere. Enakega časa ali enake vrednosti v J/cm² zato ni mogoče samodejno prenesti med različnimi načini uporabe.

Valovna dolžina, moč in čas: kaj povedo enote?

Naslednji pregled ločuje fizikalne parametre od biološkega rezultata. Vsak podatek opisuje drug vidik izpostavljenosti. [3]

Razlikovati je treba med velikostjo diode in dejansko osvetljeno površino tkiva. Povprečna vrednost za celotno površino lahko prikrije neenakomerno porazdelitev svetlobe.

Kako izračunamo energijo: mW, sekunde in jouli

Za povprečno optično moč med uporabo velja:

Dva povsem fizikalna primera iz avtorjevega gradiva:

• 5 mW v 10 minutah: 0,005 W × 600 s = 3 J.
• 10 mW v 5 minutah: 0,010 W × 300 s = 3 J.

Oba vira oddajata enako energijo, vendar z različno hitrostjo. Izračun ne pomeni, da postopka povzročita enak celični ali klinični odziv.

Če bi na 1 cm² površine dejansko padli 3 J, bi bila povprečna energija na površino 3 J/cm². Če bi iste 3 J enakomerno porazdelili na 3 cm², bi znašala 1 J/cm². To je ponazoritveni izračun, ne priporočeno odmerjanje. Iz izhodne moči diode še ne poznamo energije, ki se absorbira v ciljnem tkivu.

Zakaj več svetlobe ne pomeni nujno boljšega rezultata?

Pri PBM opisujejo dvofazni oziroma bifazni odziv: določen razpon izpostavljenosti lahko podpira opazovano reakcijo, nadaljnje povečanje pa jo oslabi ali obrne. S tem je povezano pogosto omenjeno Arndt–Schulzevo načelo. Vendar ne gre za univerzalno krivuljo, iz katere bi lahko izračunali odmerek za vsakega človeka. [2] [8]

Šibek dražljaj morda ne povzroči merljive spremembe. Svetloba se na poti do cilja tudi odbija, sipa in absorbira. Po drugi strani višja izpostavljenost ne poveča samodejno koristi. Rezultat je odvisen od tkiva, njegovega stanja in tega, kaj merimo: denimo viabilnost celic, njihovo gibanje ali funkcionalni rezultat pri človeku. [8]

Ena od preučevanih razlag vključuje celično signaliziranje, tudi reaktivne kisikove zvrsti. V majhnih količinah lahko prenašajo signale, pri visokih koncentracijah pa prispevajo k poškodbam. Posamezni kazalniki ne sledijo nujno istemu vzorcu; to je delna razlaga mehanizma, ne dokončen napotek za izbiro odmerka. [2]

Kaj so pokazali poskusi z različnimi odmerki?

Enaki J/cm², različni rezultati: Lanzafame 2007

V mišjem modelu razjed zaradi pritiska so raziskovalci uporabili svetlobo 670 nm in enako dnevno energijo na površino 5 J/cm², ob tem pa spreminjali intenzivnost, trajanje in razporeditev izpostavljenosti. Nekateri režimi so izboljšali hitrost zapiranja ran. Povprečne ocene stopnje razjed pa so bile podobne kot pri kontrolah. Rezultati so se torej razlikovali glede na režim in ocenjevani kazalnik. [4]

Poskus na živalih; preverjeno na podlagi javnega povzetka. Založnik navaja morebitna finančna navzkrižja interesov več avtorjev; nekateri so bili povezani z družbo Eastman Kodak. Celotno besedilo med pripravo ni bilo dostopno.

Celična kultura: Chang 2024

Na gojenih človeških mezenhimskih matičnih celicah iz maščobnega tkiva so preučevali laser 830 nm in izpostavljenosti 0–10 J/cm². Skupina s 5 J/cm² je imela med preučevanimi skupinami večjo viabilnost in sposobnost migracije. Rezultat kaže ugodno območje v razmerah določenega poskusa. Ne določa odmerka za nos, možgane ali celotno telo. [5]

Laboratorijska raziskava; preverjena sta bila povzetek in izjava avtorjev, da nimajo navzkrižja interesov. Celotne metodologije in financiranja iz dostopnega povzetka ni bilo mogoče preveriti.

Kaj pomeni frekvenca 40 Hz?

Pri pulznem viru 40 Hz pomeni 40 ponovitev na sekundo. Celotna perioda traja 25 milisekund. Frekvenca sama ne določa trajanja svetlobnega pulza, njegove moči ali deleža časa, ko vir oddaja svetlobo.

Za preproste pravokotne pulze z ničelno močjo med njimi velja: povprečna moč = moč med pulzom × delež časa svetenja. Pri moči med pulzom 10 mW in 50-odstotnem deležu svetenja je povprečje 5 mW; pri 10 % je 1 mW. Oba načina lahko delujeta s frekvenco 40 Hz.

To je matematični primer. Enaka frekvenca ne pomeni enake energije ali enakega biološkega rezultata. Pri primerjavi naprav mora biti jasno, ali proizvajalec navaja vršno ali povprečno optično moč. Frekvence v Hz prav tako ne smemo zamenjevati z valovno dolžino svetlobe v nm.

Zakaj so pomembni ponavljanje in premori?

Biološki procesi, ki jih sproži svetlobni dražljaj, se lahko nadaljujejo po koncu osvetljevanja. Naslednja uporaba zato doseže tkivo, katerega stanje se je morda že spremenilo. To ne pomeni kopičenja svetlobe v telesu niti zagotovljenega enakega dodatnega učinka po vsaki uporabi. [2]

Ena, tri ali štirinajst uporab pri miših

Xuan in sodelavci so leta 2013 preučevali transkranialni laser 810 nm po eksperimentalni poškodbi možganov pri miših. Ena uporaba je izboljšala nekatere funkcionalne rezultate, tri dnevne uporabe pa so prinesle večjo korist. Pri štirinajstih dnevnih uporabah je začetna prednost v nevrološki oceni izginila; na koncu spremljanja ni bilo razlike v primerjavi s poškodovanimi kontrolami z navideznim obsevanjem. [6]

To podpira preučevanje števila ponovitev, ne določa pa števila nosnih uporab pri človeku. Raziskava navaja podporo NIH, CIMIT in ameriških vojaških raziskovalnih programov. Avtorji so izjavili, da nimajo navzkrižja interesov in da financerji niso sodelovali pri zasnovi, analizi ali objavi raziskave.

Prekinitev uporabe v majhni seriji primerov demence

Saltmarche in sodelavci so leta 2017 spremljali pet ljudi, ki so 12 tednov uporabljali kombinacijo transkranialne in intranazalne PBM. Skupinski rezultati kognitivnih testov so se izboljšali. Med načrtovanim štiritedenskim premorom se je del rezultatov poslabšal, vendar se vsi niso spremenili v isto smer. En udeleženec je prekinil spremljanje in znova začel uporabo; njegovi končni testi so manjkali. [7]

Brez kontrolne skupine ni mogoče določiti vzroka sprememb, potrebne rednosti ali samostojnega prispevka nosne uporabe. Med uporabo niso poročali o neželenih učinkih, vendar pet primerov ne zadostuje za oceno varnosti. Raziskavo je financiral Vielight in zagotovil naprave. Dva avtorja sta bila plačana svetovalca, eden pa ustanovitelj in izvršni direktor podjetja.

Podrobnejša obravnava je v članku Intranazalna fotobiomodulacija: načelo delovanja in znanstvene raziskave.

Lokalni in sistemski učinki: kaj pravi metodološka literatura?

Moskvin in Khadartsev v monografiji iz leta 2018 opisujeta združevanje postopka, namenjenega sistemskemu delovanju, na primer intravenskega obsevanja krvi, z lokalnim osvetljevanjem prizadetega predela. Neinvazivno obsevanje krvi opredeljujeta kot uporabo nad velikimi žilami. [1]

Avtorja sta hkrati kritična do endonazalnih postopkov. Njune knjige zato ni mogoče navajati kot splošno potrditev nosne PBM. Gre za metodološko in avtorsko stališče; priporočila sama ne dokazujejo, da določena kombinacija prekaša posamezne metode.

To mora preveriti primerjalna raziskava z jasno določenim ciljem, odmerki in kontrolami. Razlike pojasnjuje članek Lasersko obsevanje krvi: metode in raziskave, ki je del serije Srce.

Kaj to pomeni pri branju navodil in raziskav?

Nosna uporaba ne zahteva vboda v žilo. Obvladljiva časovna zahtevnost in preprosta uporaba lahko olajšata upoštevanje režima, vendar ti praktični lastnosti sami ne določata klinične koristi. Tudi redno uporabo je treba presojati skupaj s konkretnimi parametri in namenom naprave.

• Primerjajte isti način uporabe, ciljno tkivo in merjeni rezultat.
• Razlikujte optično moč, obsevanost, energijo in energijo na površino.
• Pri pulzih preverite tudi povprečno moč in delež časa svetenja.
• Bodite pozorni na skupno število uporab, premore in čas ocenjevanja rezultatov.
• Upoštevajte navodila konkretne naprave; raziskovalni protokol druge naprave ali metode jih ne nadomešča.

Članek razlaga načela in izbrane raziskave. Ne določa osebnega protokola zdravljenja in ne nadomešča predpisanega zdravljenja. Navedeni poskusi ne pomenijo klinične potrditve določene naprave za dobro počutje.