Summary
Il test minimo della dose di erithema (MED) viene utilizzato per stabilire orari di dosaggio per la fototerapia delle radiazioni ultraviolette. Può valutare la variazione individuale nella risposta infiammatoria, ma manca di metodologia per ottenere risultati riproducibili. Qui, presentiamo un'implementazione di precisione di MED e dimostriamo la sua capacità di catturare variazioni individuali nella risposta infiammatoria.
Abstract
Il test minimo della dose di erithema (MED) viene spesso utilizzato in ambienti clinici per determinare la minima quantità di irradiazione ultravioletta (UV) necessaria per produrre l'erithema (arrossamento infiammatorio) sulla superficie della pelle. In questo contesto, il MED è considerato un fattore chiave nel determinare le dosi iniziali per la fototerapia UV per condizioni comuni della pelle come la psoriasi e l'eczema. Nelle impostazioni di ricerca, il test MED ha anche il potenziale per essere un potente strumento per valutare la variazione all'interno e tra le persone nelle risposte infiammatorie. Tuttavia, i test MED non sono stati ampiamente adottati per l'uso in contesti di ricerca, probabilmente a causa della mancanza di linee guida pubblicate, che è un ostacolo per ottenere risultati riproducibili da questo saggio. Inoltre, i protocolli e le attrezzature per stabilire il MED variano ampiamente, rendendo difficile confrontare i risultati tra i laboratori. Qui descriviamo un metodo preciso e riproducibile per indurre e misurare l'erithema superficiale utilizzando protocolli e metodi di nuova progettazione che possono essere facilmente adattati ad altre apparecchiature e ambienti di laboratorio. Il metodo qui descritto include dettagli sulle procedure che consentiranno l'estrapolazione di un programma di dosaggio standardizzato ad altre apparecchiature in modo che questo protocollo possa essere adattato a qualsiasi fonte di radiazione UV.
Introduction
Il test minimo della dose di erythema (MED) è una procedura approvata dalla FDA per valutare la sensibilità cutanea alle radiazioni tipicamente nella gamma UVB, anche se il MED può essere determinato ad altre lunghezze d'onda nei raggi UV e nello spettro visibile1. L'erythema è definito come arrossamento superficiale sulla superficie della pelle causato dall'ingorgo dei capillari (le fasi successive dell'erythema sono più comunemente conosciute come scottature solari). I test MED sono stati ampiamente utilizzati nella letteratura dermatologica e nelle impostazioni di fototerapia clinica per identificare la quantità minima di radiazioni ultraviolette (UV) che produrranno la più piccola unità di cambiamento misurabile nel rossore della pelle. I test MED possono essere effettuati con una lampada UV disponibile in commercio, equivalente a quella utilizzata nella maggior parte degli impianti di concia commerciali.
Il test MED comporta la dispersione continua della radiazione UV o della luce dallo spettro visibile sulla superficie della pelle per un periodo di tempo predeterminato, con programmi di dosaggio a seconda principalmente della pigmentazione della pelle e dell'intensità e del tipo di radiazioni . Questa procedura è comunemente utilizzata in ambienti clinici per determinare gli orari di dosaggio per i pazienti che ricevono radioterapia UV per condizioni della pelle come la psoriasi e l'eczema2,3. Le procedure di base per determinare il MED in ambienti clinici sono state descritte altrove4e possono essere utilizzate per regolare il dosaggio totale delle radiazioni UV verso l'alto o verso il basso, a seconda della variazione individuale nella sensibilità della pelle.
La pigmentazione della pelle è forse la variabile più importante specifica del soggetto nel condurre e misurare i risultati della procedura MED6. Questo perché la durata dell'esposizione ai raggi UV necessaria per evocare la risposta minima dell'erithema è determinata principalmente dalla leggerezza o dall'oscurità della pelle del partecipante, come definito dal tipo di pelle Fitzpatrick (FST) del partecipante. FST7 è uno schema numerico per classificare il colore della pelle umana. La scala Fitzpatrick è uno strumento riconosciuto per la ricerca dermatologica sulla pigmentazione della pelle umana8,9, e classifica la pelle umana in una delle sei categorie dalla più leggera (FST I) alla più scura (FST VI).
Le tipologie FST più scure richiedono una durata UV più lunga, quindi è importante una classificazione accurata del FST. Esiste una vasta letteratura sui metodi per una valutazione accurata dell'FST, utilizzando un'ampia varietà di approcci, tra cui l'auto-report, l'intervista dermatologica e la valutazione basata sulla strumentazione. Le valutazioni degli osservatori di FST hanno dimostrato di essere correlate con l'attuale colore della pelle10,ma non il colore naturale della pelle 10, tuttavia l'FST può essere determinato soggettivamente11 utilizzando l'auto-report tramite questionario12 e/o valutazione oggettiva tramite Spettrofotometria. Fitzpatrick digitazione da spettrofotometria ha dimostrato di correlare strettamente all'auto-relazione dei partecipanti in una serie di studi10,13,14,15.
Nonostante l'utilità e l'uso diffuso dei test MED nei servizi clinici, questa procedura non è stata ampiamente adottata in ambienti di laboratorio per la misurazione della variazione individuale in risposta alla stimolazione pro-infiammatoria. Lo scopo della metodologia qui delineata è quello di fornire tecniche e procedure passo-passo che aumentino la precisione e la riproducibilità della procedura di test MED, al fine di facilitare il lavoro futuro in ambienti di laboratorio incentrati su valori la quantificazione della variabilità intra-individuale nella risposta infiammatoria. Forniamo inoltre risultati rappresentativi che illustrano la capacità di questo protocollo standardizzato di catturare con precisione la variazione da persona a persona nell'infiammazione.
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Protocol
Tutti i metodi descritti di seguito, compreso l'uso di volontari umani, sono stati esaminati e approvati dal Comitato di revisione istituzionale locale (IRB) e sono conformi alla Dichiarazione di Helsinki e al rapporto Belmont. Tutti i partecipanti (N. 72) hanno firmato il consenso informato come indicato dal protocollo IRB. I criteri di inclusione/esclusione e le procedure di interruzione sono stati concepiti per massimizzare la sicurezza dei partecipanti e qualsiasi deviazione da queste procedure dovrebbe essere considerata alla luce del loro impatto sul rischio e sulla tollerabilità dei soggetti umani. Nel contesto del lavoro qui presentato, i criteri di esclusione limitavano la partecipazione agli individui senza storia personale o familiare di condizioni infiammatorie, o a sostanze lecite o illecite. La giustificazione è che questi fattori possano influenzare le risposte alla procedura di test MED.
1. Selezione dei partecipanti
- Utilizzare i seguenti criteri di inclusione: 18-55 anni; in buona salute generale come determinato da Medical Symptom Checklist (MSCL)5; può comprendere e comunicare il protocollo di sicurezza di laboratorio presentato in inglese; può fornire il consenso scritto.
- Utilizzare i seguenti criteri di esclusione: Fitzpatrick skin type I, come determinato dall'auto-segnalazione; utilizza regolarmente attrezzature concia commerciali; ferite cutanee o lesioni nel sito di esposizione previsto; cancro della pelle attuale, o storia personale del cancro della pelle; storia familiare del cancro della pelle; diabete; psoriasi o altre condizioni infiammatorie della pelle; malattia vascolare periferica, malattia arteriosa periferica, malattia di Raynaud, o qualsiasi altro disturbo circolatorio diagnosticato; eventuali disturbi motori involontari; allergico al nastro adesivo; prende steroidi inalati per l'asma (ad esempio, Fluticasone); prende qualsiasi corticosteroidi; 2 o più dei seguenti (ipertensione diagnosticata, iperlipidemia, colesterolo alto, sigarette di fumo, storia familiare di malattia coronarica o aterosclerotica (genitori/fratelli prima dei 55 anni)); dipendenza da sostanze attive - legale o illecito; persone con dipendenza da sostanze nuove al recupero (meno di un anno); uso di farmaci che colpisce la funzione del SNC, compresi psicotropi, farmaci oppiacei o corticosteroidi, durante gli ultimi 3 mesi; eventuali farmaci psicotropi prescritti, attualmente o durante gli ultimi 3 mesi (Questi includono farmaci per l'ansia, depressione, o altri problemi psicologici).
2. Pianificazione e preparazione del MED
- Programmare i partecipanti per due appuntamenti: il primo, l'evento di esposizione MED (circa 45 min) e il secondo, un follow-up per raccogliere le letture spettrofotometria (circa 10 min). Programmare l'appuntamento di follow-up per 24 h dopo il primo appuntamento.
- Prima dell'arrivo dei partecipanti, disporre e predisporre attrezzature essenziali, tra cui due polsini per la prova delle dosi e attrezzature di sicurezza. Avere una varietà di indumenti UV-protettivi (come maniche sportive UV-protettive, guanti UV-protettivi, scrub medici a maniche lunghe, fogli protettivi UV e nastro adesivo per apporre i fogli) sia per il partecipante che per il ricercatore per coprire tutta la pelle esposta ai raggi UV radiazione.
- Calibrare lo spettrofotometro in base alle specifiche del produttore. Eseguire questa operazione per ogni argomento e per ogni sessione.
3. Determinazione del tipo di pelle Fitzpatrick (FST)
- Quando il partecipante arriva per l'evento di esposizione MED (Visita 1), identificare l'FST tramite auto-report o spettrofotometria. Per massimizzare la sicurezza dei partecipanti, non condurre test MED sui partecipanti classificati come FST 1. Per tutti gli altri tipi di pelle Fitzpatrick (2-6), utilizzare il punteggio FST per determinare quale programma di esposizione deve essere utilizzato.
4. Applicazione del bracciale 1
- Spiega al partecipante come funziona il test MED e sollecita domande prima di procedere.
- Generalmente, eseguire la procedura MED all'interno dell'avambraccio non dominante.
- Posizionare Cuff 1 (con tutti i rivestimenti di apertura rimossi) evitando lentiggini, talpe, cicatrici, capelli (nella misura possibile), e eventuali tagli, lividi o lesioni sulla pelle. Rimuovere solo il sostegno protettivo della carta cerata dalle porzioni laterali (non centrali) del bracciale 1. È importante che la carta cerata dalla parte centrale di Cuff 1 non venga rimossa, in quanto l'adesivo ha un forte potenziale per irritare la pelle quando viene staccata dopo le letture del basale, causando l'arrossamento della pelle prossimale alle aperture.
-
Dopo aver collocato Cuff 1 presso il sito di esposizione previsto, posizionare i punti di riferimento utilizzando un indicatore permanente per garantire che Cuff 2 sarà situato esattamente nella stessa posizione. Contrassegnare la pelle in quattro punti all'esterno delle pieghe di ciascuno dei lembi laterali di Cuff 1, i punti in alto a destra, in alto a sinistra, in basso a destra e in basso a sinistra.
- Rendere questi segni abbastanza scuro per sopravvivere circa 24 h, in quanto saranno utilizzati anche per posizionare Cuff 3 esattamente nella stessa posizione all'appuntamento di follow-up 24 h più tardi.
5. Lettura di base: Applicazione del bracciale 1
- Utilizzando uno spettrofotometro che è stato calibrato secondo le specifiche del produttore, ottenere e registrare in modo permanente le letture a ciascuna delle sei aperture aperte in sequenza.
- Assicurarsi che lo spettrofotometro sia posizionato al centro delle aperture del polsino evitando talpe, cicatrici o altre imperfezioni nella misura possibile.
- Registrare in modo permanente tutti i valori "SCI" (L, A, B). Per garantire letture coerenti con lo stesso punto di calibrazione, mantenere lo spettrometro nell'ON per tutta la durata della procedura MED e non spegnerlo fino al completamento delle letture post-esposizione.
- Dopo aver registrato le misurazioni della spettrometria di base, rimuovere Polsino 1. Per ridurre al minimo il disagio del partecipante, applicare il solvente adesivo medico al perimetro di Cuff 1 in quanto è staccato, che impedirà la rimozione dolorosa dei capelli sul braccio.
6. Lettura pre-esposizione: Applicazione del bracciale 2
- Dopo la rimozione di Cuff 1, situato Cuff 2 nella stessa posizione utilizzando i punti di riferimento disegnati sulla pelle per Polsino 1. Il supporto adesivo completo può essere esposto e applicato per garantire che Cuff 2 sia sufficientemente sigillato per impedire l'esposizione incrociata tra le aperture a causa dell'insufficiente aderenza alla pelle.
- Chiedi al partecipante che al ricercatore di indossare indumenti UV-protettivi e accessori di sicurezza. Come minimo, il partecipante, il tecnico che amministra la procedura e tutte le altre parti nella stanza devono indossare occhiali UV-protettivi. I tecnici devono indossare maniche lunghe o indossare una custodia UV-protettiva.
- Prima di attivare la lampada, chiedi al tecnico di assistere il partecipante nel coprire tutta la pelle esposta, compreso il braccio sopra la patch, il braccio e il polso sotto la patch, la mano e parti della parte anteriore o posteriore del braccio che possono essere esposte ai lati del cerotto (UV- fogli protettivi e nastro adesivo per apporre i fogli possono essere utili per questo). Inoltre, alcuni partecipanti che indossano camicie con scollature aperte potrebbero voler drappeggiare panno UV-protettivo sul collo e sul torace se queste aree saranno vicine alla fonte UV.
- Stendere un panno UV-protettivo sotto il braccio del partecipante (per ridurre la riflessione fuori dalla superficie del tavolo).
7. Procedura MED: Pre-esposizione
NOT: I raggi della lampada devono essere perpendicolari al sito di esposizione. In generale, il movimento fisico della lampada è meno possibile del movimento o della disposizione dell'angolo del braccio dei partecipanti.
- Prima di attivare la lampada, disporre il braccio del partecipante in modo che i raggi UV della lampada siano perpendicolari all'angolo di Bracciale 2 sul braccio del partecipante.
- Identificare la distanza corretta tra la lampada e il bracciale 2 sul braccio del partecipante. Posizionare il sensore del radiometro rivolto verso la lampada UV parallelamente alla superficie della pelle e il più vicino possibile alla posizione di Cuff 2.
-
Coprire il braccio dei partecipanti con un panno a prova di UV per evitare l'esposizione e attivare brevemente la lampada per regolare la distanza a Cuff 2 fino a quando il sensore del radiometro non legge 270 w/cm2.
- Per ottenere questa lettura, regolare la distanza tra la lampada e la superficie della pelle fino a quando il radiometro non legge 270 W/cm2 (10 gradi). Una volta determinata la distanza corretta, disattivare la lampada.
NOT: È importante notare qui che piccole differenze nell'angolo del radiometro influenzeranno notevolmente la lettura. Pertanto, l'angolo del radiometro dovrebbe essere il più vicino possibile al parallelo alla superficie della pelle.
- Per ottenere questa lettura, regolare la distanza tra la lampada e la superficie della pelle fino a quando il radiometro non legge 270 W/cm2 (10 gradi). Una volta determinata la distanza corretta, disattivare la lampada.
- Effettuare ulteriori regolazioni a distanza durante tutta la sessione di esposizione per evitare deriva nella posizione del braccio. Ad ogni lettura, confermare la distanza e riadattare in base alle esigenze per mantenere le letture del radiometro a circa 270 w/cm2 (10 w).
8. Procedura MED: Esposizione
- Utilizzare un cronometro per implementare la pianificazione MED. Rimuovere il primo rivestimento di apertura prima di attivare la sorgente UV. Attivare contemporaneamente la sorgente e il cronometro e rimuovere ogni rivestimento di apertura su Cuff 2 in base alla pianificazione specificata di seguito, in base all'FST.
- Nel punto di rimozione per ogni rivestimento di apertura, registrare la lettura del radiometro quando il radiometro è tenuto parallelo alla superficie della pelle e puntato verso la lampada. Se la distanza è cambiata, regolare la distanza dalla lampada per assicurarsi che il radiometro legga ancora una volta 270 (10) - cm2.
- Chiedi al tecnico di monitorare il braccio del partecipante per garantire un posizionamento coerente. In particolare, riregolare il braccio se il braccio ruota, come molti partecipanti ruoteranno il braccio come si rilassano. In seguito a eventuali regolazioni, riconfermare che il radiometro legge 270 W/cm2 (o 10 W).
- Spegnere la lampada all'ora precisa specificata dal programma di dosaggio nella Tabella 1. Non disattivare il cronometro, come descritto di seguito, deve essere raccolta una serie aggiuntiva di letture spettrofotometrie esattamente 7 minuti dopo la disattivazione della lampada.
9. 7 Lettura post-esposizione
- Esattamente 7 minuti dopo la disattivazione della lampada, registrare le letture dello spettrofotometro finale da ogni apertura in Cuff 2. Lo scopo della raccolta dei dati immediatamente successiva alla procedura di esposizione è quello di confermare prima nessuna reazione avversa alla radiazione UV, e il secondo valutare le risposte iniziali, che in alcuni casi possono essere lievi, ma misurabilmente diverse dalla linea di base ( pre-esposizione). Qualsiasi aumento del rossore dopo 7 minuti è probabile che sia un effetto termico e non un erythema.
NOT: Una reazione avversa all'esposizione alle radiazioni UV dopo 7 minuti è probabilmente correlata alla dose urticarica minima di orticaria solare, un disturbo fotosensibilità acquisito. I disturbi di fotosensibilità vengono valutati prima della procedura MED e i soggetti con questi disturbi dovrebbero essere esclusi. Tuttavia, se questo viene osservato in qualsiasi momento durante il test, il protocollo di esposizione deve essere interrotto immediatamente. - Dopo l'esposizione alle radiazioni UV, Cuff 2 può essere particolarmente difficile da rimuovere. Utilizzare un solvente adesivo di qualità medica, se necessario, per ridurre al minimo il disagio ai partecipanti durante la rimozione del bracciale 2. I partecipanti con una pelle particolarmente irsuta o altrimenti sensibile possono trovare utile applicare l'olio d'oliva o l'adesivo a base di alcol sotto il bordo di Cuff 2, in quanto rimuovono lentamente la patch. Dopo Cuff 2 viene rimosso i partecipanti possono avere adesivo residuo sulla pelle, che può anche essere rimosso con olio d'oliva o solvente adesivo medico.
- Prima della partenza dalla sessione di esposizione, ricordare ai partecipanti di non lavare i punti di riferimento e di non applicare lozioni al sito di esposizione.
10. Appuntamento di follow-up: Applicazione del bracciale 3
- Prima dell'arrivo del partecipante, calibrare lo spettrofotometro in base alle specifiche del produttore.
- Preparare Polsini 3 rimuovendo tutti i rivestimenti di apertura (lasciando la carta cera bianca appoggiata sulla parte centrale del cerotto). Quando si posiziona Polsini 3 sul braccio del partecipante, rimuovere la carta cererosa bianca che si appoggia dai due lembi laterali del cerotto. Utilizzando i punti di riferimento sull'avambraccio del partecipante, posizionare Cuff 3 nella stessa posizione delle due patch precedenti.
- Prendere una lettura a ciascuna delle sei aperture aperte in sequenza. Inoltre, ispezionare visivamente ogni apertura e registrare se sembra esserci prova visiva di una risposta dell'erithema in ciascuna delle sei aperture (la pelle rossa o rosa indica l'erithema). Dopo aver registrato in modo permanente le letture spettrofotometrie, rimuovere Cuff 3, utilizzando il solvente se necessario.
- Per migliorare ulteriormente il comfort e la sicurezza del partecipante, fornire 4-6 gel di ustione monouso o aloe vera, e indicare al partecipante che se il sito di esposizione diventa prurito o scomodo, può essere trattato come una scottatura solare con questi o simili sopra i prodotti contatore.
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Representative Results
Il programma di cronometraggio presentato nella Tabella 1 è un nuovo programma di dosaggio che è stato calcolato per catturare il MED, in media, al punto medio dell'evento di esposizione (cioè, apertura 3 o 4) per ogni FST. La base per la programmazione calcolata è la seguente.
I lavori precedenti hanno stabilito che per gli individui con FST 2, il MED mediano per le radiazioni nella gamma UVB è 66,9 milliwatt (mW) per cm2, 77.429 mW/cm2 per FST 3 e 85.0 per FST 416. Presupponendo una costante energia UVB di 270 W/cm2,abbiamo estrapolato questa costante nel dominio temporale per determinare il numero di secondi necessari per catturare il MED al centro di un determinato programma di dosaggio per ogni FST in base a queste fST mediana Valori. Abbiamo inoltre incorporato un programma in espansione, in modo che ogni apertura (da 2 a 6) riceva il 25% di energia in più rispetto a quella precedente, in linea di principio simile alla serie di rapporti in espansione che vengono tipicamente utilizzati nei test MED. Sebbene non esistano intervalli di riferimento per il MED all'interno delle FST 5 e 6, abbiamo calcolato gli orari per questi tipi di skin estrapolando le differenze tra gli intervalli di riferimento da 2 a 4 per determinare la costante per la moltiplicazione delle serie temporali in espansione in un stima teoricamente corretta dell'energia necessaria per raggiungere il MED in questi individui, se esiste. Va anche notato che i lavori precedenti hanno dimostrato che differenze statisticamente significative nel MED possono emergere solo quando si confronta nov fST I con FST IV20. Di conseguenza, nel contesto dei metodi qui descritti, non si prevede necessariamente che emergano differenze statisticamente significative tra categorie DiST contigue.
La figura 1 illustra i dati completi per un singolo soggetto rappresentativo, suddivisi per periodo di valutazione (Pre-esposizione, 7 minuti dopo l'esposizione e 24 ore di follow-up). La Figura 2 fornisce i dati completi per tutti gli argomenti di questo studio, al fine di fornire una panoramica completa dei singoli modelli e variazioni che possono verificarsi. Nella figura 3 vengono fornite statistiche di riepilogo che rappresentano i risultati aggregati per tutti gli argomenti, per illustrare i modelli complessivi di variabilità all'interno di ogni apertura. I dati grezzi di questa procedura potrebbero essere correlati ad altre variabili di interesse scientifico, a seconda del contesto e della natura delle applicazioni di ricerca che utilizzano test MED di precisione come descritto qui.
| Programma MED per ogni tipo di pelle Fitzpatrick (FST) | ||||
| FST 2 | FST 3 | FST 4 | ||
| Rimuovere la patch 2 | 1:22 | 1:38 | 1:55 | |
| Rimuovere la patch 3 | 3:05 | 3:42 | 4:19 | |
| Rimuovere la patch 4 | 5:13 | 6:16 | 7:19 | |
| Rimuovere la patch 5 | 7:54 | 9:29 | 11:03 | |
| Rimuovere la patch 6 | 11:14 | 13:29 | 15:44 | |
| Chiusura della lampada | 15:25 | 18:31 | 21:36 | |
| 7m Post-esposizione | 22:25 | 25:31 | 28:36 | |
Tabella 1: programma di dosaggio calcolato in base a FST. Le unità rappresentano la durata dell'esposizione in min:s).
Figura 1: Risultati rappresentativi per un argomento. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Risultati aggregati per 72 soggetti che illustrano il cambiamento di A a da linea di base a follow-up. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Risultati del box plot che riassumono la variabilità per 72 soggetti che illustrano il cambiamento di A a da linea di base a follow-up. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
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Discussion
L'implementazione di precisione dei test MED come descritto qui potrebbe offrire diversi vantaggi rispetto ad altre sfide infiammatorie esistenti in laboratorio che hanno raggiunto l'uso popolare. Ad esempio, i protocolli di blister di aspirazione17,18,19 sollevano un blister pieno di liquidi sulla pelle che viene successivamente aspirato con una siringa per ottenere l'accesso diretto al microambiente citochine. Anche se la vesciche della pelle è uno strumento ben noto per studiare l'immunologia cutanea e l'infiammazione20, e può essere particolarmente efficace per ottenere l'accesso a popolazioni rare di cellule e proteine21, tali procedure richiedono personale specializzato e sono spesso proibitivamente invasivi e scomodi per un uso generale in soggetti di ricerca presentando così sfide sia etiche che pratiche. Lungo queste stesse linee, le procedure di sfida infiammatoria superficiale come la vasodialazione indotta dalla crema di capsaicina sono efficaci nello stimolare l'infiammazione cutanea, ma la quantificazione della risposta infiammatoria localizzata (flare) si basa su tracciamento e valutazione umana che può essere oggetto di errore, riducendo così l'affidabilità di questa procedura in laboratorio.
Nelle impostazioni della fototerapia lo scopo di determinare il MED prima della fototerapia UVB è quello di calcolare la dose iniziale individuale per un protocollo di radiazione UV. Nel caso dei metodi qui descritti, non cerchiamo di identificare il MED a questo scopo, ma forniamo invece un metodo replicabile per valutare la variazione intra-individuale nelle risposte alle radiazioni UV. In un senso simile, va anche notato che i risultati di questa procedura non possono essere utilizzati nel calcolo della soglia dell'erithema sotto il sole, che invece richiederebbe un simulatore solare e non una lampada UV. Lungo queste stesse linee, è importante valutare la precedente concia e lo stato di esposizione al sole sul sito di prova. In questo studio, abbiamo escluso soggetti che hanno riferito un uso coerente di attrezzature concia commerciali. Questi fattori, se non presi in considerazione, potrebbero interferire con la determinazione accurata dei fototipi cutanei.
Abbiamo usato uno spettrofotometro portatile per definire oggettivamente il colore della pelle di base prima dell'esposizione e per misurare la variazione del colore della pelle indotta dalla radiazione UV. Gli spettrofotometri sono dispositivi leggeri e palmari che misurano la tonalità o il rosso rispetto al verde (scala a z), la luminosità o il nero rispetto al bianco (scala Di O), la saturazione o il giallo contro il blu (scala b) . Il lavoro precedente ha dimostrato che l'aumento dei componenti in scala B e le diminuzioni della scala L - indicano meglio l'oscuramento della pelle causato dall'esposizione cumulativa ai raggi UV22, mentre la scala a - misura l'erithema o il rossore della pelle (cioè le scottature solari). Anche se il MED è, per definizione, un aumento dell'erithema visibile, l'uso della spettrofotometria fornisce un'ulteriore metrica quantitativa che integra l'ispezione visiva del sito di esposizione. L'uso della spettrofotometria per misurare l'erithema riduce simultaneamente il rischio per i soggetti e aumenta la precisione nella misurazione dell'erithema. Questo perché lo spettrofotometro è in grado di misurare i cambiamenti nel rossore della pelle con una precisione notevolmente maggiore rispetto all'osservazione visiva. L'utilizzo di strumenti come la spettrofotometria per misurare le risposte superficiali alle radiazioni UV ha quindi il vantaggio aggiuntivo di ridurre la quantità di radiazioni UV necessarie per produrre un cambiamento percepibile. Le valutazioni osservazionali per misurare l'erythema (tipicamente eseguite con una scala di valutazione visiva di tipo Likert)23 sono altamente soggettive e limitano l'utilità dei test MED. Coerentemente con il lavoro precedente che ha stabilito le procedure MED per le impostazioni cliniche4, riportiamo la metrica a - visualizzata direttamente dallo spettrofotometro, che è una misura di arrossamento. L'uso della spettrofotometria (in particolare il fattore a) per misurare l'erestesia cutanea ha un notevole precedente nella letteratura scientifica4,14,24,25 ,25, ed è considerato più precisione rispetto alla sola valutazione visiva.
È inoltre necessario utilizzare un radiometro in grado di misurare microwatt per cm2 nella gamma UVB. Al fine di monitorare l'intensità delle radiazioni UV e di garantire che il dosaggio sia mantenuto coerente tra i soggetti, un radiometro in tempo reale deve essere posizionato immediatamente adiacente al sito di esposizione della pelle del soggetto in ogni momento. Tra gli altri vantaggi dell'utilizzo del radiometro (ad esempio, nel monitoraggio dell'affaticamento della lampadina nel tempo), la radiometria assicura che la distanza tra la lampadina e la pelle produca un risultato costante tra i soggetti. Questo fornisce anche un ulteriore grado di sicurezza per i soggetti, assicurando che la fonte non sia mai troppo vicina alla pelle che aumenterebbe anche la radiazione UV proiettata sulla pelle. Lo sperimentatore deve registrare l'intensità UV in tempo reale, o almeno ogni volta che viene rimossa una copertura di apertura nel cerotto di dose-test (polsino), per confermare la consistenza della dispersione durante l'intero evento di esposizione. Assicurando che l'intensità rimane costante, aumenta ulteriormente la sicurezza prevenendo una dose UV che è più grande di quello che è delineato negli orari di dosaggio forniti qui.
La valutazione dell'infiammazione relativa all'erithema e la sua utilità per lo studio di altri tipi di infiammazione rimane un argomento per lo studio futuro. In particolare, il lavoro futuro dovrebbe esaminare il rapporto tra le risposte epiteliali indicizzate dalle procedure di test MED qui descritte e i processi biologici che le producono al fine di stabilire la base concettuale e teorica necessaria per un ulteriore esame di tali collegamenti. Come tale, consigliamo vivamente cautela nell'uso dei test MED come marcatore generale dell'infiammazione sistemica e incoraggiamo ulteriormente il lavoro utilizzando questo metodo per sondare i fattori che regolano le risposte cellulari alle radiazioni UV.
Il test MED non è privo di rischi. C'è il rischio di studiare i partecipanti che il sito di esposizione può diventare prurito o scomodo nei prossimi 24-48 h. I partecipanti possono sperimentare la sensazione di calore nel sito, ed è possibile che la pelle possa sbucciarsi o diventare dolorante, come nel caso di una scottatura solare. È possibile adottare diverse misure per ridurre al minimo la possibilità di questo risultato. In primo luogo, prima di eseguire la procedura MED la tipizzazione FST deve essere condotta al fine di determinare il periodo di tempo in cui il partecipante sarà esposto alla radiazione UV. Nei casi in cui il tipo di pelle Fitzpatrick dei soggetti non è chiaro o non può essere determinato, si consiglia di non condurre test MED. Nei casi in cui vi è disaccordo tra FST auto-riferito o FST osservato dall'osservatore, di default al FST inferiore che comporterà una dose più bassa di radiazioni UV. Inoltre, nei casi in cui i soggetti FST è I (pelle più leggera possibile) si consiglia di non condurre la procedura, perché in questo caso i soggetti possono avvicinarsi al MED entro 6-8 min, il che significa che l'esagerazione può diventare un po 'più probabile. I test MED non devono essere condotti se le letture dei radiometri non sono disponibili (ad esempio, a causa di un guasto dell'apparecchiatura). Prima di lasciare il laboratorio dopo la procedura di esposizione ai raggi UV, ai partecipanti dovrebbe essere data la possibilità di portare a casa rimedi da banco come i pacchetti di aloe, e dovrebbe essere detto di monitorare da vicino il sito di esposizione per i prossimi 48 h. I partecipanti dovrebbero essere informati che se qualsiasi disagio si verifica, possono applicare l'aloe in base alle esigenze, o acquistare i propri rimedi da banco. Questi rischi si collegano anche ad alcune considerazioni etiche che devono essere valutate prima di effettuare test MED. Ad esempio, i rischi associati all'esamposizione e ad altre conseguenze indesiderate dovrebbero essere chiaramente spiegati nel documento di consenso informato. Allo stesso modo, va detto chiaramente che, mentre il test MED è ampiamente utilizzato, le conseguenze a lungo termine, qualunque esse siano, sono inmodo comprensibili.
I risultati rappresentativi qui presentati dovrebbero essere presi in considerazione alla luce delle limitazioni dello studio. In primo luogo, abbiamo cercato solo di dimostrare il potenziale di test MED di precisione per catturare tra i soggetti variabilità in questo studio, e il lavoro futuro sarà necessario al fine di esaminare l'affidabilità test-retest di questa procedura. In secondo luogo, abbiamo raccolto dati da FST 2 a 5, e non presentiamo dati qui su FST 6 (pelle più scura), poiché il lavoro precedente ha dimostrato che gli individui con pelle molto scura in genere non mostrano prove di eretofeo in risposta alle radiazioni UV. Il lavoro futuro sarà necessario al fine di applicare e valutare criticamente i risultati dal nostro programma di dosaggio calcolato per FST 6. Anche gli individui con pelle più chiara (FST I e II) possono beneficiare di un periodo di follow-up più lungo, poiché gli individui con pelle più chiara possono mostrare prove del MED dopo 48 h. Terzo, riportiamo i dati estratti dall'area dell'avambraccio non dominante, che è un posizione meno invasiva per la valutazione dei tipi di risposte infiammatorie di interesse scientifico in questo studio. Tuttavia, questo contrasta con molti altri studi che valutano le risposte MED nelle regioni del corpo che sono meno esposte alla luce naturale come la schiena e glutei. La scelta dell'avambraccio come sito principale di registrazione spettrofotometria è stata principalmente per motivi di convenienza, in quanto la raccolta di dati da regioni personali sensibili come questo può causare indebiti disagi o imbarazzo per i soggetti. Tuttavia, le aree che sono tipicamente schermate dall'abbigliamento possono essere un'opzione migliore per la misurazione dell'erthema esente dall'influenza dell'esposizione solare precedente, e il lavoro futuro potrebbe prendere in considerazione questa questione valutando comparativamente i risultati di questa procedura a diverse posizioni fisiche sul corpo. Va inoltre osservato che le procedure qui descritte non hanno lo scopo di istituire il MED per le impostazioni della fototerapia, né dovrebbero essere utilizzate per indagini fotobiologiche come la determinazione del fattore di protezione solare (SPF) per la determinazione commerciale crema a schermo totale. Inoltre, anche se siamo stati in grado di ottenere tolleranze strette nel dosaggio delle radiazioni di 10 dollari per cm2, il lavoro futuro dovrebbe valutare l'utilità di stabilizzare la disposizione fisica del radiometro UV, che nel nostro approccio è tenuto manualmente. Anche se non necessariamente una limitazione, abbiamo selezionato 7 minuti dopo l'esposizione come punto di follow-up semi-arbitrario, per valutare se si sono verificati cambiamenti immediati, anche se questi cambiamenti non sono legati all'erithema, e possono invece riguardare il riscaldamento localizzato o altre risposte non correlate. Un'altra limitazione potenziale è il costo della strumentazione, in particolare lo spettrofotometro. Infine, notiamo che il gran numero di criteri di esclusione può limitare la generalizzabilità.
Le potenziali applicazioni dei test MED di precisione si estendono a qualsiasi ambiente di ricerca in cui è richiesta la quantificazione della risposta infiammatoria sistemica nell'uomo. In particolare, questo metodo può essere particolarmente rilevante per il campo della psiconeuroimmunologia, che esamina l'interfaccia tra fattori psicologici, neurobiologici e di stile di vita (stress, dieta, stato ormonale, ansia e depressione) che si riferiscono a risposte immunitarie, compresa l'infiammazione sistemica. Il lavoro futuro potrebbe anche esaminare l'utilità di regolare alcune configurazioni fisiche delle procedure di test MED descritte di seguito. Ad esempio, la regolazione della distanza dalla superficie della pelle alla sorgente di radiazione UV potrebbe essere eseguita manualmente (come è stato il caso qui) o, in alternativa, le letture in tempo reale dal radiometro potrebbero essere utilizzate per regolare il tempo di esposizione. L'influenza della durata di follow-up potrebbe anche essere valutata, per esaminare sistematicamente le differenze individuali nel tempo di raggiungimento del MED di picco, e si potrebbero aggiungere anche periodi di follow-up più lunghi, al fine di valutare la variazione intra-individuale nel tempo di recupero. Va anche notato che i metodi qui descritti esistono in un contesto più ampio di standard a livello mondiale per i metodi di prova di protezione solare, i cosmetici e i test del fattore di protezione solare (SPF) (ad esempio, ISO 24444). I metodi qui presentati non sono pensati per essere utilizzati in questi contesti, né dovrebbero essere applicati per la determinazione del MED in ambienti di fototerapia o valutazioni SPF come descritto dalla Food and Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti. Gli standard per i test SPF si basano su singoli MED e non sono appropriati per le valutazioni all'intra-individuali, come descritto di seguito. Infine, i lavori futuri dovrebbero tener conto anche della durata del periodo di follow-up. Nello studio attuale, la maggior parte dei soggetti sono stati valutati a 24 ore dopo l'esposizione, con alcune rare eccezioni dovute alla variazione degli orari e alla disponibilità dei soggetti (mai superiori a 48 h dopo l'esposizione). L'influenza della durata di follow-up potrebbe anche essere valutata, per esaminare sistematicamente le differenze individuali nel tempo di raggiungimento del MED di picco, e si potrebbero aggiungere anche periodi di follow-up più lunghi, al fine di valutare la variazione intra-individuale nel tempo di recupero.
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Disclosures
Gli autori di questo studio non dichiarano conflitti di interesse, finanziari o di altro tipo.
Acknowledgments
Questo lavoro è stato sostenuto da una sovvenzione del Virginia Tech College of Science Discovery Fund.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 6-aperture dose testing patch (“Cuff”) | Daavlin | ||
| Medical grade adhesive solvent | |||
| Non-reflective UV proof cloth | |||
| Radiometer | SolarLight | Model 6.2 UVB Meter | |
| Single use aloe or burn gel | |||
| Spectrophotometer | Konika-Minolta | CM-2600D | |
| Stopwatch | |||
| UV lamp – Fiji Sun | Sperti | Emission spectrum 280 nm-400 nm, approximately 25% UVB | |
| UV-proof safety glasses (2 pair) | |||
| UV-proof sleeve | |||
| White cotton gloves (2 pair) |
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