Summary
Minimal erythema dose (MED) testing brukes til å etablere doserings planer for ultrafiolett stråling fototerapi. Det kan vurdere individuell variasjon i inflammatorisk respons, men mangler metodikk for å oppnå reproduserbar resultater. Her presenterer vi en presisjon implementering av MED og demonstrere sin evne til å fange individuell variasjon i inflammatorisk respons.
Abstract
Minimal erythema dose (MED) testing brukes ofte i kliniske innstillinger for å bestemme den minste mengden av ultrafiolett (UV) bestråling som er nødvendig for å produsere erythema (inflammatorisk rødhet) på overflaten av huden. I denne sammenhengen regnes MED MED som en nøkkelfaktor for å bestemme Start doser for UV-fototerapi for vanlige hudtilstander som psoriasis og eksem. I forskning innstillinger, MED testing har også potensial til å være et kraftig verktøy for å vurdere innenfor-og mellom-personer variasjon i inflammatoriske responser. Men MED testing har ikke vært allment vedtatt for bruk i forskning innstillinger, sannsynligvis på grunn av mangel på publiserte retningslinjer, som er en barriere for å oppnå reproduserbar resultater fra denne analysen. Også protokoller og utstyr for å etablere MED varierer mye, noe som gjør det vanskelig å sammenligne resultater på tvers av laboratorier. Her beskriver vi en presis og reproduserbar metode for å indusere og måle overfladisk erythema ved hjelp av nydesignede protokoller og metoder som lett kan tilpasses annet utstyr og laboratoriemiljøer. Metoden beskrevet her inkluderer detaljer om prosedyrer som vil tillate ekstrapolering av en standardisert dosering tidsplan til annet utstyr slik at denne protokollen kan tilpasses alle UV-stråling kilde.
Introduction
Minimal erythema dose (MED) testing er en FDA-godkjent prosedyre for å evaluere hud følsomhet for stråling vanligvis i UVB-serien, selv om MED kan bestemmes ved andre bølgelengder i UV og synlig spektrum1. Erythema er definert som overfladisk rødhet på overflaten av huden forårsaket av overfylling av blodkar (senere stadier av erythema er mer kjent som solbrenthet). MED testing har blitt brukt mye i Dermatology litteratur og kliniske fototerapi innstillinger for å identifisere minimal mengde ultrafiolett (UV) stråling som vil produsere den minste enhet av målbar endring i rødhet i huden. Med testing kan oppnås med en kommersielt tilgjengelig UV-lampe, tilsvarende det som brukes i de fleste kommersielle tanning fasiliteter.
Med testing innebærer kontinuerlig spredning av UV-stråling eller lys fra det synlige spekteret på overflaten av huden for en forhåndsbestemt tidsrom, med dosering tidsplaner avhengig først og fremst på pigmentering av huden og intensiteten og type stråling . Denne fremgangsmåten brukes vanligvis i kliniske innstillinger for å bestemme doserings planer for pasienter som får UV-stråling terapi for hudsykdommer som psoriasis og eksem2,3. Grunnleggende prosedyrer for fastsettelse av MED i kliniske innstillinger har blitt beskrevet andre steder4, og kan brukes til å justere den totale dosen av UV-stråling oppover eller nedover, avhengig av individuell variasjon i hudens følsomhet.
Pigment i huden er kanskje den viktigste fagspesifikke variabelen i å gjennomføre og måle resultater fra MED-prosedyren6. Dette er fordi varigheten av UV-eksponering som kreves for å fremkalle den minimale erythema responsen er hovedsakelig bestemt av letthet eller mørke av deltakerens hud, som definert av deltakerens Fitzpatrick hudtype (FST). FST7 er en numerisk ordning for å klassifisere menneskets hudfarge. Fitzpatrick skalaen er et anerkjent verktøy for dermatologisk forskning på menneskelig hud pigmentering8,9, og klassifiserer menneskelig hud i en av seks kategorier fra letteste (FST i) til mørkeste (FST vi).
Mørkere FST-typologier krever lengre UV-varighet, derfor er nøyaktig klassifisering av FST viktig. Det er en omfattende litteratur om metoder for nøyaktig vurdering av FST, ved hjelp av en rekke tilnærminger, inkludert egen rapport, hudlege intervju og instrumentering-basert vurdering. Observer rangeringer av FST har vist seg å være korrelert med gjeldende, men ikke naturlig hudfarge10, kan imidlertid FST fastsettes subjektivt11 bruke egen rapport via spørreskjema12 og/eller objektiv vurdering via Spektrofotometri. Fitzpatrick typing by Spektrofotometri har vist seg å relatere seg tett til deltakerens egen rapport i en rekke studier på10,13,14,15.
Til tross for nytte og utstrakt bruk av MED testing i kliniske tjenester, har denne prosedyren ikke vært allment vedtatt i laboratorie innstillinger for måling av individuell variasjon som svar på Pro-inflammatorisk stimulering. Formålet med metodikken som er skissert her er å gi teknikker og trinnvise prosedyrer som øker presisjonen og reproduserbarheten i MED-testprosedyren, for å lette fremtidig arbeid i laboratoriemiljøer som fokuserer på finkornet kvantifisering av intra-individuell variasjon i inflammatorisk respons. Vi gir videre representative resultater som illustrerer evnen til denne standardiserte protokollen til å nøyaktig fange person-til-person variasjon i betennelse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alle metoder som er beskrevet nedenfor, inkludert bruk av frivillige har blitt gjennomgått og godkjent av den lokale institusjonelle Review Board (IRB), og er i samsvar med erklæringen av Helsingfors og Belmont Report. Alle deltakere (N = 72) signert informert samtykke som forbudt av IRB protokollen. Kriterier for inkludering/ekskludering og seponering er utformet for å maksimere deltakernes sikkerhet, og eventuelle avvik fra disse prosedyrene bør vurderes i lys av deres innvirkning på risiko og toleranse for mennesker. I sammenheng med arbeidet som presenteres her, ekskluderende kriteriene begrenset deltakelse til personer uten personlige eller slektshistorie av inflammatoriske tilstander, eller noen lovlige eller ulovlige stoffer. Begrunnelsen for å gjøre dette er at disse faktorene kan påvirke responsen på MED testprosedyren.
1. valg av deltaker
- Bruk følgende inkluderings kriterier: 18-55 år gammel; i god generell helse som bestemmes av medisinsk symptom Sjekkliste (MSCL)5; kan forstå og kommunisere om Lab sikkerhetsprotokollen presentert på engelsk; kan gi skriftlig samtykke.
- Bruk følgende kriterier for utelukkelse: Fitzpatrick hudtype jeg, som bestemmes av egen rapport; bruker Kommersiell Tanning utstyr regelmessig; hud sår eller lesjoner på det planlagte stedet for eksponering; nåværende hudkreft, eller personlig historie med hudkreft; familiens historie med hudkreft; diabetes psoriasis eller andre inflammatoriske hud tilstand; perifer vaskulær sykdom, perifer arteriell sykdom, Raynauds sykdom, eller andre diagnostisert sirkulasjonsforstyrrelser; eventuelle ufrivillige motoriske lidelser; allergisk mot selvklebende tape; tar inhalert steroider for astma (f. eks, flutikason); tar noen kortikosteroider; 2 eller flere av følgende (diagnostisert hypertensjon, hyperlipidemi, høyt kolesterol, røyk sigaretter, familie historie med koronar eller aterosklerotiske sykdom (foreldre/søsken før fylte 55)); virkestoff avhengighet-lovlig eller ulovlig; personer med substans avhengighet nye til gjenvinning (mindre enn ett år); Bruk av medikamenter som påvirker CNS-funksjonen, inkludert psychotropics, opiat medisiner eller kortikosteroider, i løpet av de siste 3 månedene; noen foreskrevne psykoaktive medisiner, for tiden eller i løpet av de siste 3 månedene (Dette inkluderer medikamenter for angst, depresjon, eller andre psykiske problemer).
2. planlegging og forberedelse til MED
- Planlegg deltakere for to avtaler: den første, MED eksponering hendelse (ca 45 min), og den andre, en oppfølging for å samle Spektrofotometri opplesninger (ca 10 min). Planlegg oppfølgings avtalen for 24 timer etter den første avtalen.
- Før deltakerne kommer, legge ut og sette opp essensielle utstyret inkludert to dose testing mansjetter og sikkerhetsutstyr. Har en rekke UV-beskyttende klær (for eksempel UV-beskyttende sport ermer, UV-beskyttende hansker, langermet medisinsk scrubs, UV-beskyttende ark og tape for å påføre arkene) for både deltakeren og forskeren til å dekke alle hud utsatt for UV Stråling.
- Kalibrer spektrofotometer i henhold til produsentens spesifikasjoner. Gjør dette for hvert emne og hver økt.
3. fastsettelse Fitzpatrick Skin type (FST)
- Når deltakeren kommer til MED eksponerings hendelsen (besøk 1), Identifiser FST enten gjennom egen rapport eller Spektrofotometri. For å maksimere deltakeren sikkerhet, ikke gjennomføre MED testing på deltakere kategorisert som FST 1. For alle andre Fitzpatrick Skin typer (2 – 6), bruk FST-resultatet for å finne ut hvilken eksponerings plan som skal brukes.
4. mansjett 1 søknad
- Forklar deltakeren hvordan MED testing fungerer og ber om spørsmål før du fortsetter.
- Vanligvis utfører MED prosedyren på innsiden av den ikke-dominerende under armen.
- Plasser mansjett 1 (med alle blender belegg fjernet) unngå fregner, føflekker, arr, hår (i den grad det er mulig), og eventuelle kutt, blåmerker eller lesjoner på huden. Fjern bare det beskyttende voks papiret fra de laterale (ikke sentrale) delene av mansjett 1. Det er viktig at voks papir backing fra den sentrale delen av mansjett 1 ikke fjernes, som limet har et sterkt potensial til å irritere huden når skrelles av etter Baseline målinger, forårsaker rødhet av huden proksimale til blenderåpninger.
-
Etter at du har situating mansjett 1 på det tiltenkte eksponerings stedet, plasserer du landemerker ved hjelp av en permanent markør for å sikre at mansjett 2 vil være plassert på nøyaktig samme sted. Merk huden på fire punkter utenfor side klaffene på mansjetten 1, øvre høyre, øvre venstre, nedre høyre og nedre venstre punkt.
- Gjør disse merkene mørke nok til å overleve ca 24 h, som de vil også bli brukt til å plassere mansjett 3 på nøyaktig samme sted ved oppfølging avtale 24 h senere.
5. grunnlinje lesning: mansjett 1 søknad
- Ved hjelp av en spektrofotometer som er kalibrert i henhold til produsentens spesifikasjoner, må du innhente og permanent registrere avlesninger ved hver av de seks åpne åpningene i rekkefølge.
- Sørg for at spektrofotometer er plassert midt på mansjetten blenderåpninger og unngå føflekker, arr, eller andre urenheter i den grad det er mulig.
- Permanent registrere alle "SCI" verdier (L, A, B). For å sikre konsistente avlesninger med samme kalibreringspunkt, må du holde spektrofotometer i på for varigheten av med-prosedyren og ikke slå av før målingene etter eksponering er fullført.
- Når det er registrert Spektrofotometri målinger for grunnlinje, fjerner du mansjett 1. For å minimere deltakernes ubehag, Påfør medisinsk lim løsemiddel til omkretsen av mansjett 1 som det er skrelles av, noe som vil hindre smertefull fjerning av hår på armen.
6. forhånds eksponering Reading: mansjett 2 søknad
- Etter fjerning av mansjett 1, situate mansjett 2 på samme sted ved hjelp av landemerkene som er trukket på huden for mansjett 1. Den fullstendige klebende bakside kan bli eksponert og anvendes for å sikre at mansjett 2 er tilstrekkelig forseglet for å hindre kryss eksponering blant åpninger på grunn av utilstrekkelig vedheft til huden.
- Har både deltakeren og forskeren Don UV-beskyttende klær og sikkerhetstilbehør. Minst, deltakeren, teknikeren administrere prosedyren og andre parter i rommet må ikke UV-beskyttende briller. Teknikere bør ha på seg lange ermer eller bruke en UV-beskyttende hylse.
- Før du aktiverer lampen, må teknikeren bistå deltakeren i å dekke all eksponert hud, inkludert armen over plasteret, armen og håndleddet under plasteret, hånden og deler av fremre eller bakre del av armen som kan utsettes på sidene av plasteret (UV- beskyttende ark og tape for å påføre arkene kan være nyttig for dette). I tillegg kan noen deltakere som har på seg skjorter med åpne necklines, ønske å tette den UV-beskyttende kluten over nakken og brystkassen hvis disse områdene vil være nær UV-kilden.
- Spre en UV-beskyttende klut under deltakerens arm (for å redusere refleksjon av bordflaten).
7. MED-prosedyre: forhånds eksponering
Merk: Strålene fra lampen må være vinkelrett på eksponerings området. Generelt, fysisk bevegelse av lampen er mindre mulig enn bevegelse eller anordning av vinkelen på deltakernes arm.
- Før du aktiverer lampen, ordner du deltakerens arm slik at UV-stråler fra lampen vil være vinkelrett på vinkelen på mansjett 2 på deltakerens arm.
- Identifiser riktig avstand mellom lampen og mansjett 2 på deltakerens arm. Plasser Radiometer mølle sensor vendt mot UV-lampen parallelt med overflaten av huden og så nært som mulig til plasseringen av mansjett 2.
-
Dekk deltakerne armen med en UV-Proof klut for å hindre eksponering, og kort aktivere lampen for å justere avstanden til mansjett 2 til Radiometer mølle sensor leser 270 μW/cm2.
- For å oppnå dette lesing, justere avstanden mellom lampen og overflaten av huden til Radiometer mølle leser 270 μW/cm2 (± 10 μW). Når riktig avstand er fastslått, Deaktiver lampen.
Merk: Det er viktig å merke seg her at små forskjeller i vinkelen på Radiometer mølle vil i stor grad påvirke lesingen. Således bør vinkelen på Radiometer mølle være så nær parallell til overflaten av huden som mulig.
- For å oppnå dette lesing, justere avstanden mellom lampen og overflaten av huden til Radiometer mølle leser 270 μW/cm2 (± 10 μW). Når riktig avstand er fastslått, Deaktiver lampen.
- Foreta ytterligere justeringer i avstand gjennom hele eksponerings økten for å hindre drift i plasseringen av armen. Ved hver avlesning, Bekreft avstanden og Juster om nødvendig for å opprettholde Radiometer mølle målinger på ca. 270 μW/cm2 (± 10 μW).
8. MED-prosedyre: eksponering
- Bruk en stoppeklokke for å implementere MED-planen. Fjern den første blenderåpningen som dekker før du aktiverer UV-kilden. Aktiver kilden og stoppeklokken samtidig og Fjern hver blenderåpning som dekker på mansjett 2 i henhold til planen spesifisert nedenfor, basert på FST.
- På det punktet av fjerning for hver blenderåpning dekker, ta opp Radiometer mølle lesing når Radiometer mølle holdes parallelt med overflaten av huden og pekte på lampen. Hvis avstanden er endret, justerer du avstanden til lampen for å sikre at Radiometer mølle igjen leser 270 (± 10) μW/cm2.
- Be teknikeren overvåke deltakerens arm for å sikre konsistent posisjonering. Juster spesielt armen hvis armen roterer, ettersom mange deltakere vil rotere armen mens de slapper av. Senere til eventuelle justeringer, Re-bekrefte at Radiometer mølle leser 270 μW/cm2 (± 10 μW).
- Slå av lampen på presis tid spesifisert av doseringsplanen i tabell 1. Ikke Deaktiver stoppeklokken, som en ekstra serie med spektrofotometer avlesninger bør samles nøyaktig 7 minutter etter deaktivering av lampen, som beskrevet nedenfor.
9.7 min post-eksponering Reading
- Nøyaktig 7 minutter etter deaktivering av lampen, ta opp de endelige spektrofotometer målingene fra hver blenderåpning i mansjett 2. Formålet med å samle inn data umiddelbart etter eksponering prosedyren er å først bekrefte ingen negativ reaksjon på UV-stråling, og andre til å evaluere første svar, som i noen tilfeller kan være liten, men målbart forskjellig fra Baseline ( pre-Exposure) verdier. Eventuell økning i rødhet etter 7 minutter vil trolig være en termisk effekt og ikke erythema.
Merk: En negativ reaksjon på UV stråling eksponering etter 7 minutter er sannsynlig knyttet til minimal urticarial dose av solenergi urticaria, en ervervet Foto uorden. Foto-lidelser vurderes før med-prosedyren og pasienter med disse lidelsene bør utelukkes. Men hvis dette er observert på noe punkt under testing av eksponerings protokollen bør seponeres umiddelbart. - Etter eksponering for UV-stråling, kan mansjett 2 være spesielt vanskelig å fjerne. Bruk medisinsk-grade selvklebende løsemiddel, om nødvendig, for å minimere ubehag for deltakerne under fjerning av mansjett 2. Deltakere med spesielt Hirsute eller på annen måte sensitiv hud kan finne det nyttig å bruke enten olivenolje eller alkohol-basert lim Remover under kanten av mansjett 2, som de fjerner plasteret langsomt. Etter mansjett 2 er fjernet deltakerne kan ha rest lim på huden, som også kan fjernes med enten olivenolje eller medisinsk lim løsemiddel.
- Før avgang fra eksponerings økten, Minn deltakerne på ikke å vaske landemerkene og ikke bruke noen lotions til eksponeringen området.
10. oppfølging avtale: mansjett 3 søknad
- Før deltakeren kommer, kalibrerer du spektrofotometer i henhold til produsentens spesifikasjoner.
- Forbered mansjett 3 ved å fjerne alle blender belegg (forlater den hvite voks papir backing på den sentrale delen av plasteret). Når du plasserer mansjett 3 på den andre siden av deltakeren, Fjern den hvite voks papirstøtten fra de to side klaffene på plasteret. Ved hjelp av landemerkene på deltakerens underarm plasserer du mansjett 3 på samme sted som de to foregående oppdateringene.
- Ta en lesning på hver av de seks åpne blenderåpninger i rekkefølge. I tillegg visuelt inspisere hver blenderåpning og registrere om det ser ut til å være visuelle bevis for en erythema respons i hver av de seks blenderåpninger (rød eller rosa hud indikerer erythema). Etter å ha spilt inn spektrofotometer målingene permanent, fjerner du mansjett 3 ved hjelp av løsningsmidlet om nødvendig.
- For ytterligere å forbedre deltakernes komfort og sikkerhet, gi 4-6 en gangs Burn gel eller Aloe Vera, og indikere til deltakeren at hvis eksponeringen området blir kløende eller ubehagelig, kan det bli behandlet som en solbrenthet med disse eller lignende over skranke produkter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tidsplanen tidsplan presentert i tabell 1 er en roman dosering tidsplan som ble beregnet å fange med, i gjennomsnitt, på midtpunktet av eksponeringen hendelsen (dvs. Aperture 3 eller 4) for hver FST. Grunnlaget for den beregnede tidsplanen er som følger.
Tidligere arbeid har fastslått at for personer med FST 2 er median MED for stråling i UVB-serien 66,9 milliwatt (mW) per cm2, 77,429 MW/cm2 for FST 3 og 85,0 for FST 416. Under en forutsetning om en konstant UVB energi av 270 μW/cm2, vi ekstrapolert denne konstanten inn i Tinning domenet for å fastslå antall sekunder som kreves for å fange med på midten av en gitt dosering tidsplan for hver FST basert på disse median Verdier. Vi ytterligere innarbeidet en ekspanderende tidsplan, slik at hver blenderåpning (2 til 6) mottar 25% mer energi enn den før den, lignende i prinsippet å utvide forholdet serien som vanligvis brukes i MED testing. Selv om det ikke finnes noen referanseområder for MED i FST 5 og 6, beregner vi tidsplaner for disse hudtyper ved å ekstrapolere forskjellene mellom referanse områdene fra 2 til 4 for å bestemme konstanten for multiplikasjon av den ekspanderende tidsserien til en teoretisk riktig estimat av den nødvendige energien til å nå MED i disse individene, hvis den finnes. Det bør også bemerkes at tidligere arbeid har illustrert at statistisk signifikante forskjeller i MED kan bare dukke opp når man sammenligner FST jeg til FST IV20. Følgelig, i sammenheng med metodene som er beskrevet her, er statistisk signifikante forskjeller mellom sammenhengende FST-kategorier ikke nødvendigvis forventet å dukke opp.
Figur 1 viser fullstendige data for ett enkelt representativt emne, inndelt etter vurderingsperiode (forhånds eksponering, 7 minutter etter eksponering og 24 timer oppfølging). Figur 2 gir hele data for alle i denne studien, for å gi en omfattende oversikt over de enkelte mønstre og variasjon som sannsynligvis vil oppstå. Figur 3 inneholder sammendragsstatistikk som representerer de aggregerte resultatene for alle, for å illustrere generelle sprednings mønstre innenfor hver blenderåpning. Rådata fra denne prosedyren kan være korrelert med andre variabler av vitenskapelig interesse, avhengig av sammenhengen og natur forskningsprogrammer ansette presisjon MED testing som beskrevet her.
| MED tidsplan for hver Fitzpatrick Skin type (FST) | ||||
| FST 2 | FST 3 | FST 4 | ||
| Fjern patch 2 | 1:22 | 1:38 | 1:55 | |
| Fjern patch 3 | 3:05 | 3:42 | 4:19 | |
| Fjern patch 4 | 5:13 | 6:16 | 7:19 | |
| Fjerne oppdateringen 5 | 7:54 | 9:29 | 11:03 | |
| Fjerne oppdateringen 6 | 11:14 | 13:29 | 15:44 | |
| Lampe nedleggelse | 15:25 | 18:31 | 21:36 | |
| 7m etter eksponering | 22:25 | 25:31 | 28:36 | |
Tabell 1: beregnet doseringsplan i henhold til FST. Enheter representerer eksponerings varighet i min: s).
Figur 1: representative resultater for ett emne. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 2: aggregerte resultater for 72 personer som illustrerer A * endring fra Baseline til oppfølging. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Figur 3: Box Plot resultater oppsummerer variasjon for 72 emner illustrerer A * endring fra Baseline til oppfølging. Vennligst klikk her for å se en større versjon av dette tallet.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Presisjon implementering av MED testing som beskrevet her kan tilby flere fordeler fremfor andre bevarte Lab-baserte inflammatoriske utfordringer som har oppnådd populær bruk. For eksempel, sug av blemmer protokoller17,18,19 Hev en væske fylt blemmer på huden som deretter pustende med en sprøyte for å få direkte tilgang til cytokin mikromiljøet. Selv om hud blemmer er et velkjent verktøy for å studere hudens immunologi og betennelse20, og kan være spesielt effektiv for å få tilgang til sjeldne populasjoner av celler og proteiner21, krever slike prosedyrer spesialisert personell og er ofte uoverkommelig invasiv og ubehagelig for generell bruk i forsknings og dermed presentere både etiske og praktiske utfordringer. Langs de samme linjene, overfladisk inflammatorisk utfordring prosedyrer som capsaicin krem-indusert vasodilatasjon er effektive i å stimulere hud betennelse, men kvantifisering av lokaliserte inflammatorisk respons (flare) avhengig av manuell sporing og menneskelig vurdering som kan være gjenstand for feil, og dermed redusere påliteligheten av denne prosedyren i laboratoriet.
I fototerapi-innstillinger er formålet med å bestemme med før UVB-fototerapi å beregne den individuelle startdosen for en UV stråle protokoll. Når det gjelder metodene skissert her, vi ikke søker identifisere MED for dette formålet, men i stedet gi en repliserbar metode for å vurdere intra-individuell variasjon i respons på UV-stråling. I en lignende forstand, bør det også bemerkes at resultatene fra denne prosedyren ikke kan brukes i beregningen av erythema terskelen under solen, som i stedet ville kreve en solenergi Simulator og ikke en UV-lampe. Langs de samme linjene, er det viktig å vurdere tidligere soling og soleksponering status på testområdet. I denne studien ekskluderte vi personer som rapporterte konsekvent bruk av kommersielt tanning utstyr. Disse faktorene, hvis ikke utgjorde, kan forstyrre nøyaktig bestemmelse av hudens phototypes.
Vi brukte en håndholdt spektrofotometer til objektivt definere Baseline hudfarge før eksponering, og å måle variasjon i hudfarge indusert av UV-stråling. Spektrofotometrene er lette, håndholdte enheter som måler nyanse eller rød versus grønn (a * skala), letthet eller svart versus hvit (L * skala), og metning eller gul versus blå (b * skala). Tidligere arbeid har vist at økninger i b * og reduksjoner i L * skala komponenter bedre indikere hud mørkere forårsaket av kumulativ UV-eksponering22, mens en * skala måler hud erythema eller rødhet (dvs. solbrenthet). Selv om MED er, per definisjon, en økning i synlig erythema, gir bruk av Spektrofotometri en ekstra kvantitativ beregning som utfyller visuell inspeksjon av området for eksponering. Bruken av Spektrofotometri for å måle erythema reduserer samtidig risikoen for forsøkspersoner og øker presisjonen i målingen av erythema. Dette er fordi spektrofotometer er i stand til å måle endringer i hud rødhet med betydelig større presisjon enn visuell observasjon alene. Ved hjelp av instrumentering som Spektrofotometri å måle overfladisk respons på UV-stråling dermed har den ekstra fordelen av å redusere mengden av UV-stråling som kreves for å produsere en merkbar endring. Observasjons rangeringer å måle erythema (vanligvis gjøres med en Likert-type visuell rating skala)23 er svært subjektive og begrense NYTTEN av med testing. I samsvar med tidligere arbeid som har etablert MED-prosedyrer for kliniske innstillinger4, rapporterer vi en *-beregning som vises direkte fra spektrofotometer, som er et mål på rødhet. Bruken av Spektrofotometri (spesielt en * faktor) for måling av hud erythema har en betydelig presedens i den vitenskapelige litteraturen4,14,24,25, og anses å være mer nøyaktig enn visuell vurdering alene.
Det er også nødvendig å bruke en Radiometer mølle stand til å måle microwatts per cm2 i UVB-serien. For å overvåke intensiteten av UV-stråling, og for å sikre at doseringen holdes konsistent mellom, en real-time Radiometer mølle bør plasseres umiddelbart tilstøtende til motivet hud eksponering området til enhver tid. Blant andre fordeler ved å bruke Radiometer mølle (for eksempel i overvåking pære tretthet over tid), sikrer radiometri at avstanden mellom pære og huden gir et konsistent resultat mellom. Dette gir også en ekstra grad av sikkerhet for, ved å sikre at kilden er aldri plassert for nær huden som også vil øke UV-stråling projisert på huden. Eksperimentator bør registrere UV-intensiteten i sanntid, eller minimum hver gang en blenderåpning som dekker i dose test oppdateringen (mansjetten) fjernes, for å bekrefte spredningen av spredning over hele eksponerings hendelsen. Ved å sikre at intensiteten forblir konstant, ytterligere øker sikkerheten ved å hindre en UV-dose som er større enn det som er skissert i doserings planene gitt her.
Vurderingen av betennelse relatert til erythema og dens nytte for studiet av andre typer betennelser er fortsatt et tema for fremtidig studie. Nærmere bestemt bør fremtidig arbeid undersøke forholdet mellom epitel responser indeksert av MED testing prosedyrer beskrevet her og de biologiske prosessene som produserer dem for å etablere den nødvendige konseptuelle og teoretiske grunnlaget for videre undersøkelse av disse lenkene. Som sådan, vi anbefaler sterkt forsiktighet i bruk av MED testing som en generell markør for systemisk betennelse, og oppmuntre til videre arbeid ved hjelp av denne metoden for å undersøke faktorer som regulerer cellulære reaksjoner på UV-stråling.
MED testing er ikke uten risiko. Det er en risiko for å studere deltakerne at eksponeringen området kan bli kløende eller ubehagelig i neste 24-48 h. deltakerne kan oppleve følelsen av varme på stedet, og det er mulig at huden kan skrelle eller bli sår, som i tilfelle av en solbrenthet. Flere trinn kan iverksettes for å minimere muligheten for dette utfallet. Først, før du gjennomfører MED prosedyren FST typing skal gjennomføres for å bestemme hvor lenge deltakeren vil bli utsatt for UV-stråling. I tilfeller der "Fitzpatrick hudtype" er uklar eller ikke kan fastslås, anbefaler vi ikke å gjennomføre MED testing. I tilfeller der det er uenighet mellom selvrapportert FST eller observatør-bestemt FST, som standard til nedre FST som vil medføre en lavere dose av UV-stråling. Også, i tilfeller der fagene FST er jeg (letteste mulig hud) anbefaler vi mot gjennomføre prosedyren, fordi i dette tilfellet fagene kan nærme seg MED innen 6-8 min, noe som betyr at over-dosering kan bli noe mer sannsynlig. MED testing bør ikke utføres hvis Radiometer mølle målinger er utilgjengelige (for eksempel på grunn av utstyrssvikt). Før du forlater laboratoriet etter UV-eksponering prosedyren, bør deltakerne gis muligheten til å ta hjem over-telleren rettsmidler som Aloe pakker, og bør få beskjed om å overvåke området for eksponering tett for neste 48 h. deltakerne bør bli fortalt at hvis eventuelle ubehag oppstår, de kan bruke aloe etter behov, eller kjøpe sine egne over-the-counter rettsmidler. Disse risikoene også knytte til visse etiske hensyn som må evalueres før foretaket MED testing. Risikoer forbundet med overdosering og andre utilsiktede konsekvenser bør for eksempel tydelig explicated i det informerte samtykke dokumentet. På samme måte bør det fremgå klart at mens MED testing er i utstrakt bruk, de langsiktige konsekvensene, uansett hva de måtte være, er ufullstendig forstått.
Representative resultatene som presenteres her bør vurderes i lys av studien begrensninger. Først rettet vi bare å demonstrere potensialet for presisjon MED testing for å fange mellom-fag variasjon i denne studien, og fremtidig arbeid vil være nødvendig for å undersøke test-teste påliteligheten av denne prosedyren. For det andre har vi samlet inn data fra FST 2 til og med 5, og vi presenterer ikke data her på FST 6 (mørkeste hud), siden tidligere arbeid har vist at personer med svært mørk hud vanligvis ikke viser tegn på erythema som følge av UV-stråling. Fremtidig arbeid vil være nødvendig for å søke og kritisk evaluere resultater fra vår beregnede doseringsplan for FST 6. Personer med lysere hud (FST I og II) kan også ha nytte av en lengre oppfølgingsperiode, da individer med lettere hud kan vise bevis på MED etter 48 h. for det tredje rapporterer vi data Hentet fra området av den ikke-dominerende under armen, som er en praktisk og mindre invasiv plassering for evaluering av hvilke typer inflammatoriske reaksjoner av vitenskapelig interesse i denne studien. Men dette kontraster med mange andre studier som evaluerer med svar i regioner av kroppen som er mindre utsatt for naturlig lys som rygg og rumpe. Valget av under armen som rektor stedet for Spektrofotometri innspillingen var hovedsakelig på grunn av bekvemmelighet, som innsamling av data fra sensitive personlige regioner som dette kan føre til unødig ubehag eller forlegenhet til. Områder som vanligvis er skjermet av klær, kan imidlertid være et bedre alternativ for måling av erythema fri fra påvirkning av tidligere soleksponering, og fremtidig arbeid kan vurdere dette spørsmålet ved forholdsvis å evaluere resultater fra denne prosedyren på forskjellige fysiske steder på kroppen. Det bør også bemerkes at prosedyrene skissert her er ikke ment å etablere MED for fototerapi innstillinger, og heller ikke bør disse prosedyrene brukes til photobiological undersøkelser som solfaktor (SPF) bestemmelse for kommersiell Solkrem. Også, selv om vi var i stand til å oppnå smale toleranser i stråling dosering av ± 10 μW per cm2, skal fremtidig arbeid vurdere nytten av å stabilisere den fysiske ARRANGEMENT av UV Radiometer mølle, som i vår tilnærming holdes manuelt. Selv om det ikke nødvendigvis er en begrensning, valgte vi 7 minutter etter eksponering som en semi-vilkårlig oppfølgings punkt, for å vurdere om noen umiddelbare endringer skjedde-selv om disse endringene ikke er relatert til erythema, og kan i stedet forholde seg til lokaliserte oppvarming eller andre urelaterte svar. En annen potensiell begrensning er kostnaden for instrumentering, spesielt spektrofotometer. Til slutt, vi oppmerksom på at det store antallet ekskluderende kriterier kan begrense generalizability.
Potensielle anvendelser av presisjon MED testing strekker seg til enhver forsknings innstilling der kvantifisering av systemisk inflammatorisk respons hos mennesker er nødvendig. Spesielt kan denne metoden være spesielt relevant for feltet av psykonevroimmunologi, som undersøker grensesnittet mellom psykologiske, nevrobiologiske og livsstilsfaktorer (stress, kosthold, hormonell status, angst og depresjon) som er knyttet til immunresponser inkludert systemisk betennelse. Fremtidig arbeid kan også undersøke nytten av å justere visse fysiske konfigurasjoner av MED testing prosedyrene beskrevet her. For eksempel kan justering av avstanden fra overflaten av huden til UV-stråling kilde enten gjøres manuelt (slik tilfellet var her) eller, alternativt, sanntids målinger fra Radiometer mølle kan brukes til å justere eksponeringstid. Påvirkningen av oppfølgings varighet kan også evalueres, for å systematisk undersøke individuelle forskjeller i tiden for å nå peak MED, og lengre oppfølgingsperioder kan også legges til, for å evaluere intra-individuell variasjon i utvinningstiden. Det bør også bemerkes at metodene som er beskrevet her eksisterer i en bredere sammenheng med verdensomspennende standarder for solbeskyttelse testmetoder, kosmetikk og solbeskyttelse faktor (SPF) testing (f. eks ISO 24444). Metodene som presenteres her er ikke ment å bli brukt i disse sammenhenger, og heller ikke bør de brukes for fastsettelse av MED i fototerapi innstillinger eller SPF rangeringer som beskrevet av USA Food and Drug Administration (FDA). Standardene for SPF-testing er basert på individuelle MED, og er ikke egnet for intra-individuelle vurderinger som beskrevet her. Til slutt bør det fremtidige arbeidet også ta hensyn til lengden på oppfølgingsperioden. I dagens studie ble de fleste fagene evaluert ved eller nær 24 h innlegg eksponering, med noen sjeldne unntak på grunn av variasjon i tidsplaner og emne tilgjengelighet (aldri overstiger 48 h innlegg eksponering). Påvirkningen av oppfølgings varighet kan også evalueres, for å systematisk undersøke individuelle forskjeller i tiden for å nå peak MED, og lengre oppfølgingsperioder kan også legges til, for å evaluere intra-individuell variasjon i utvinningstiden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne på denne studien erklærer ingen interessekonflikter, økonomisk eller på annen måte.
Acknowledgments
Dette arbeidet ble støttet av en bevilgning fra 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) |
References
- Magnus, I. A. Dermatological Photobiology: Clinical and Experimental Aspects. Blackwell Scientific Publications. , J. B. Lippincott. (1976).
- Grundmann-Kollmann, M., et al. Phototherapy for atopic eczema with narrow-band UVB. Journal of the American Academy of Dermatology. 40 (6), Pt 1 995-997 (1999).
- Honigsmann, H.
- Heckman, C. J., et al. Minimal Erythema Dose (MED) testing. Journal of Visualized Experiments. (75), e50175 (2013).
- Kroenke, K., et al. Physical symptoms in primary care. Predictors of psychiatric disorders and functional impairment. Archives of Family Medicine. 3 (9), 774-779 (1994).
- Coelho, S. G., et al. Non-invasive diffuse reflectance measurements of cutaneous melanin content can predict human sensitivity to ultraviolet radiation. Experimental Dermatology. 22 (4), 266-271 (2013).
- Fitzpatrick, T. B. The validity and practicality of sun-reactive skin types I through VI. Archives of Dermatology. 124 (6), 869-871 (1988).
- Matts, P. J., Dykes, P. J., Marks, R.
- Eilers, S., et al. Accuracy of self-report in assessing Fitzpatrick skin phototypes I through VI. JAMA Dermatology. 149 (11), 1289-1294 (2013).
- Daniel, L. C., Heckman, C. J., Kloss, J. D., Manne, S. L. Comparing alternative methods of measuring skin color and damage. Cancer Causes, Control. 20 (3), 313-321 (2009).
- Ravnbak, M. H., Philipsen, P. A., Wulf, H. C. The minimal melanogenesis dose/minimal erythema dose ratio declines with increasing skin pigmentation using solar simulator and narrowband ultraviolet B exposure. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 26 (3), 133-137 (2010).
- Miller, S. A., et al. Evidence for a new paradigm for ultraviolet exposure: a universal schedule that is skin phototype independent. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 28 (4), 187-195 (2012).
- Pershing, L. K., et al. Reflectance spectrophotometer: The dermatologists' sphygmomanometer for skin phototyping. Journal of Investigative Dermatology. 128 (7), 1633-1640 (2008).
- Kollias, N., Baqer, A., Sadiq, I. Minimum Erythema Dose Determination in Individuals of Skin Type-V and Type-Vi with Diffuse-Reflectance Spectroscopy. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 10 (6), 249-254 (1994).
- Treesirichod, A., Chansakulporn, S., Wattanapan, P. Correlation Between Skin Color Evaluation by Skin Color Scale Chart and Narrowband Reflectance Spectrophotometer. Indian Journal of Dermatology. 59 (4), 339-342 (2014).
- Gambichler, T., et al. Reference limits for erythema-effective UV doses. Photochemistry and Photobiology. 82 (4), 1097-1102 (2006).
- Kool, J., et al. Suction blister fluid as potential body fluid for biomarker proteins. Proteomics. 7 (20), 3638-3650 (2007).
- Clark, K. E., Lopez, H., Abdi, B. A., et al. Multiplex cytokine analysis of dermal interstitial blister fluid defines local disease mechanisms in systemic sclerosis. Arthritis Research & Therapy. 17, 73 (2015).
- Rosenkranz, M. A., et al. A comparison of mindfulness-based stress reduction and an active control in modulation of neurogenic inflammation. Brain Behavior and Immunity. 27 (1), 174-184 (2013).
- Smith, T. J., Wilson, M. A., Young, A. J., Montain, S. J. A suction blister model reliably assesses skin barrier restoration and immune response. Journal of Immunological Methods. 417, 124-130 (2015).
- Holm, L. L., et al. A Suction Blister Protocol to Study Human T-cell Recall Responses In Vivo. Journal of Visualized Experiments. (138), 57554 (2018).
- Seitz, J. C., Whitmore, C. G. Measurement of erythema and tanning responses in human skin using a tri-stimulus colorimeter. Dermatologica. 177 (2), 70-75 (1988).
- Henriksen, M., Na, R., Agren, M. S., Wulf, H. C. Minimal erythema dose after multiple UV exposures depends on pre-exposure skin pigmentation. Photodermatology Photoimmunology & Photomedicine. 20 (4), 163-169 (2004).
- Stamatas, G. N., Zmudzka, B. Z., Kollias, N., Beer, J. Z. In vivo measurement of skin erythema and pigmentation: new means of implementation of diffuse reflectance spectroscopy with a commercial instrument. British Journal of Dermatology. 159 (3), 683-690 (2008).
- Latreille, J., et al. Influence of skin colour on the detection of cutaneous erythema and tanning phenomena using reflectance spectrophotometry. Skin Research and Technology. 13 (3), 236-241 (2007).
