疼痛研究的最新进展凸显了使用绿色发光二极管（GLED）进行光神经调节作为非药物治疗手段的潜力。GLED可调节疼痛通路，提供有效的镇痛效果。本文旨在标准化和优化GLED照射方案，提高不同研究之间的一致性，并推动该疗法在临床中的应用。
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方法文章
优化光神经调节技术以评估绿光发光二极管在疼痛管理中的作用
* These authors contributed equally
本文内容
摘要
摘要
尽管已开展大量研究并鉴定了众多镇痛靶点，目前可用于疼痛治疗的药物疗法种类仍然有限。然而，一种潜在的范式转变可能带来一波新型非药物性疼痛治疗方法，具有显著的安全性、有效性和耐受性。其中一个颇具前景的研究方向是使用绿色发光二极管（GLED，525 nm）进行光神经调节，该方法在缓解急性和慢性疼痛方面已显示出潜力，从而推动了大量临床前和临床研究对其疗效的探索。这些研究揭示了暴露于GLED光照后，通过视网膜M视锥细胞的激活，可增强脑和脊髓内源性阿片系统的活性。研究结果表明，GLED可能通过调节下行性疼痛通路来缓解疼痛。鉴于GLED显著的治疗效应，光神经调节研究的迅速发展凸显了建立明确定义且标准化的暴露方案在临床前和临床试验中保持一致性的必要性。在临床前研究中，每日在12小时光照期中的8小时接受100 lux光照，持续至少2天后即可观察到有益效果。在临床试验中，暴露方案则根据所研究的具体病理状况进行调整。对于急性术后疼痛的调节，15分钟的光照暴露已被证明具有积极效果；而对于慢性疼痛的调节，患者被指导在家中每天使用GLED照射1至2小时，持续10周。本文详细阐述了临床前和临床研究中的实验方案，旨在提高评估光神经调节疗效的各项研究之间的可重复性和一致性。通过建立这些标准化方案，本研究旨在推动GLED光疗作为一种可行的非药物性疼痛治疗手段向临床应用转化。
引言
药物治疗，特别是阿片类药物，目前仍被广泛用于急性和慢性疼痛状况的管理1。阿片类药物使用相关副作用的频率和严重程度会显著影响疼痛管理的效果2。因此，大量接受阿片类药物治疗的患者未能实现有效的疼痛管理3。为此，疼痛科医生和患者群体 increasingly 寻求避免传统止痛药物副作用的非药物治疗方法。光神经调节作为一种有前景且安全的疗法，已在疼痛管理领域崭露头角。
光神经调节（photoneuromodulation, PNM）是一种利用发光二极管（LED）调控生物过程的非侵入性技术4。光疗早在数千年前就已出现，当时使用阳光（即日光疗法）治疗皮肤疾病5。此后，光影响生物组织的概念不断拓展，进而发展出“光神经调节”这一术语。目前，PNM 研究正在全球范围内扩展，并已在多种临床应用中显示出其有效性，包括疼痛管理6,7,8,9、改善阿尔茨海默病患者的睡眠质量10....
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方案
所有动物实验程序均经亚利桑那大学机构动物护理与使用委员会批准，并符合美国国立卫生研究院关于实验动物使用指南的要求。无特定病原体级成年斯普拉格-多利大鼠（测试时体重：275–330 g）饲养于标准动物房鼠笼中（每笼3只），环境为温度可控的房间，光照周期为12小时明/暗循环，可自由摄取食物和饮水。所有行为学实验均由对处理条件设盲的实验人员进行操作。所有涉及人类的实验程序均已获得亚利桑那大学机构审查委员会（IRB）批准，批准编号为STUDY00000370。本研究已在ClinicalTrials.gov注册，注册编号为NCT05295225。
1. 动物光照暴露方案
- 优化光照暴露与动物饲养准备
- 获取具有以下特性的可见光谱发光二极管（LED）柔性灯带：（i）绿色LED（材料清单），波长525 nm，功率8 W，电压120 V，以及一个 120° 光束角。（ii）白光LED（材料表），功率为9.6 W，电压为120 V，以及一个 120° 光束角度
- 使用光谱仪确保光谱的准确性（本研究中使用了亚利桑那大学BIO5研究所的生物医学设备原型制作服务）。
注意：绿色LED的中心波长应为525 ± 10 nm（发射光最强点），半高全宽（FWHM）应小于40 nm，光强下降至最大值50%时的记录强度下降点（Recor....
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结果
绿光照射以剂量依赖性方式增加足爪回缩潜伏期
图1A 显示，在7天的照射期内，与对照组相比， naïve 大鼠模型暴露于不同强度的绿光发光二极管（GLED）（4、50、100 和 200 lux）后，足爪回缩潜伏期显著延长，表明 GLED 具有抗伤害感受作用。各组在光照前的基础潜伏期具有可比性。从第1天开始，接受 GLED 处理的各组与白光发光二极管（WLED）对照组相比，回缩潜伏期开始逐步延长，至第4天差异达到统计学显著水平（p < 0.04）。回缩潜伏期的延长与 GLED 照射强度呈正相关，其中最高强度（200 lux）产生的抗伤害感受效应最强，而较低强度（4 lux）仍表现出明显效应，但与对照组相比无统计学显著性。
GLED 的镇痛效应具有强度依赖性
图 1B
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讨论
近期研究已探讨了绿光（GLED）镇痛作用的潜在机制13,21,22,23,24。然而，仍需进一步标准化实验方法，以促进其向临床实践的转化。在临床前模型中观察到的剂量依赖性抗伤害效应，凸显了优化照射参数以最大化治疗效果的重要性。但这些在啮齿类动物模型中观察到的效应仍需在临床环境中加以验证。为了研究GLED在人体中的作用，评估时间总和（TS）和条件性疼痛调节（CPM）可使研究人员分别分析上行性和下行性疼痛通路的活动。CPM基于“对抗性刺激”现象，即对身体某一部位施加有害刺激可通过激活下行抑制系统，抑制另一部位的疼痛31。TS则是指在频繁且以相同强度施加一系列有害刺激后，疼痛感知逐渐增强的现象，用于评估上行性疼痛易化通路32。.......
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披露
Ibrahim 博士已向亚利桑那大学披露其在 Luxxon Therapeutics 的外部利益。亚利桑那大学正根据其政策对该利益可能产生的利益冲突进行管理。其他所有作者均无任何需要申报的利益冲突。本论文的作者均未以任何形式获得报酬、补偿或酬金。作者与本研究相关的任何供应商或制药公司均无隶属关系。本研究、论文或摘要均未曾在其他场合发表，也未向其他期刊投稿或正在考虑发表。
致谢
本研究由亚利桑那大学疼痛与成瘾综合中心（M.M.I.，L.F.M.）、亚利桑那大学麻醉学系（L.F.M.）以及亚利桑那大学图森医学院医学科学家培训项目（MSTP）资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
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| AC 5050 SMD LED 灯带绳状灯条照明 | LED Supply Co | LS-AC50-WH | https://www.ledsupply.com/led-strips/ac-power-5050-led-strips 所有暴露室用白色灯带照明 120V AC，60Hz |
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| 大鼠和小鼠用模块化固定笼具 | Bioseb | BIO-PVF | https://bioseb.com/zh/pain-mechanical-allodynia-hyperalgesia/1206-modular-holder-cages-for-rats-and-mice.html |
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| 触觉测试感觉评估器（von Frey纤维丝） | 中国台湾北部海岸医疗与康复产品 | NC12775-20 | https://www.ncmedical.com/products/touch-test-sensory-evaluators_1278.html |
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参考文献
- Alorfi, N. M. Pharmacological methods of Narrative review of medication used. Int J Gen Med. 16, 3247-3256 (2023).
- Cherny, N., et al. Strategies to manage the adverse effects of oral morphine: an evidence-based report. J Clin Oncol. 19
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