Summary
Minimale Erythem-Dosis (MED) Tests wird verwendet, um Dosierungspläne für ULTRAviolette Strahlen-Phototherapie zu erstellen. Es kann individuelle Variationen in der Entzündungsreaktion bewerten, aber es fehlt die Methodik, um reproduzierbare Ergebnisse zu erzielen. Hier stellen wir eine präzise Umsetzung von MED vor und zeigen seine Fähigkeit, individuelle Variationen in der Entzündungsreaktion zu erfassen.
Abstract
Minimale Erythem-Dosis-Tests (MED) werden häufig in klinischen Umgebungen zur Bestimmung der kleinsten Menge an ultravioletter (UV) Bestrahlung verwendet, die notwendig ist, um Erythem (entzündliche Rötung) auf der Hautoberfläche zu erzeugen. In diesem Zusammenhang wird das MED als Schlüsselfaktor bei der Bestimmung der Anfangsdosen für die UV-Phototherapie bei häufigen Hauterkrankungen wie Psoriasis und Ekzemen angesehen. In der Forschung haben MED-Tests auch das Potenzial, ein leistungsfähiges Werkzeug zur Beurteilung von Variationen von Entzündungsreaktionen innerhalb und zwischen Personen zu sein. DIE MED-Tests wurden jedoch nicht weit verbreitet, da sie in Forschungsumgebungen verwendet werden können, was wahrscheinlich auf das Fehlen veröffentlichter Leitlinien hindeutet, was ein Hindernis für die Erzielung reproduzierbarer Ergebnisse aus diesem Test darstellt. Auch Protokolle und Ausrüstungen für die Einrichtung von MED sind sehr unterschiedlich, was es schwierig macht, die Ergebnisse in den Laboratorien zu vergleichen. Hier beschreiben wir eine präzise und reproduzierbare Methode zur Induziert und Messung von oberflächlichem Erythem mit neu entwickelten Protokollen und Methoden, die leicht an andere Geräte und Laborumgebungen angepasst werden können. Die hier beschriebene Methode enthält Einzelheiten zu Verfahren, die eine Extrapolation eines standardisierten Dosierungsplans auf andere Geräte ermöglichen, so dass dieses Protokoll an jede UV-Strahlungsquelle angepasst werden kann.
Introduction
Minimale Erythem-Dosis (MED) Tests ist ein FDA-zugelassenes Verfahren zur Bewertung der kutanen Empfindlichkeit gegenüber Strahlung typischerweise im UVB-Bereich, obwohl die MED bei anderen Wellenlängen im UV- und sichtbaren Spektrum bestimmt werden kann1. Erythem ist definiert als oberflächliche Rötung auf der Hautoberfläche, die durch die Verengung von Kapillaren verursacht wird (spätere Stadien von Erythem werden häufiger als Sonnenbrand bezeichnet). MED-Tests wurden ausgiebig in der Dermatologie-Literatur und klinischen Phototherapie-Einstellungen verwendet, um die minimale Menge an ultravioletter (UV) Strahlung zu identifizieren, die die kleinste Einheit messbarer Veränderungen in der Rötung der Haut erzeugen wird. DIE MED-Prüfung kann mit einer handelsüblichen UV-Lampe durchgeführt werden, die dem entspricht, was in den meisten kommerziellen Gerbanlagen verwendet wird.
MED-Tests umfassen die kontinuierliche Verteilung von UV-Strahlung oder Licht aus dem sichtbaren Spektrum auf die Hautoberfläche für einen vorgegebenen Zeitraum, wobei Die Dosierungspläne in erster Linie von der Pigmentierung der Haut und der Intensität und Art der Strahlung abhängen. . Dieses Verfahren wird häufig in klinischen Umgebungen verwendet, um Dosierungspläne für Patienten zu bestimmen, die UV-Strahlentherapie für Hauterkrankungen wie Psoriasis und Ekzeme2,3. Grundlegende Verfahren zur Bestimmung des MED in klinischen Umgebungen wurdenananderer Stelle 4 beschrieben und können verwendet werden, um die Gesamtdosis der UV-Strahlung nach oben oder unten anzupassen, abhängig von der individuellen Variation der Hautempfindlichkeit.
Die Hautpigmentierung ist vielleicht die wichtigste fachspezifische Variable bei der Durchführung und Messung der Ergebnisse des MED-Verfahrens6. Dies liegt daran, dass die Dauer der UV-Exposition, die erforderlich ist, um die minimale Erythem-Reaktion zu evozieren, hauptsächlich durch die Leichtigkeit oder Dunkelheit der Haut des Teilnehmers bestimmt wird, wie durch den Fitzpatrick-Hauttyp (FST) des Teilnehmers definiert. FST7 ist ein numerisches Schema zur Klassifizierung der menschlichen Hautfarbe. Die Fitzpatrick-Skala ist ein anerkanntes Werkzeug für die dermatologische Forschung zur menschlichen Hautpigmentierung8,9, und klassifiziert die menschliche Haut in eine von sechs Kategorien von hellster (FST I) bis dunkelster (FST VI).
Dunklere FST-Typologien erfordern eine längere UV-Dauer, daher ist eine genaue Klassifizierung von FST wichtig. Es gibt eine umfangreiche Literatur über Methoden zur genauen Bewertung von FST, mit einer Vielzahl von Ansätzen, einschließlich Selbstanzeige, Dermatologen-Interview und instrumentationsbasierte Bewertung. Beobachterbewertungen von FST haben gezeigt, dass sie mit der aktuellen, aber nicht natürlichen Hautfarbe10korreliert sind, fST kann jedoch subjektiv11 mittels Selbstanzeige mittels Fragebogen12 und/oder objektiver Bewertung über Spektrophotometrie. Die Fitzpatrick-Typisierung durch Spektrophotometrie hat gezeigt, dass sie eng mit der Selbstanzeige der Teilnehmer in einer Reihe von Studienkorreliert 10,13,14,15.
Trotz des Nutzens und der weit verbreiteten Anwendung von MED-Tests in klinischen Dienstleistungen wurde dieses Verfahren in Laborumgebungen zur Messung individueller Variationen als Reaktion auf pro-inflammatorische Stimulation nicht weit verbreitet. Der Zweck der hier beschriebenen Methodik besteht darin, Techniken und schrittweise Verfahren bereitzustellen, die die Präzision und Reproduzierbarkeit des MED-Prüfverfahrens erhöhen, um die zukünftige Arbeit in Laborumgebungen zu erleichtern, die sich auf feinkörnige Quantifizierung der intraindividuellen Variabilität der Entzündungsreaktion. Darüber hinaus liefern wir repräsentative Ergebnisse, die die Fähigkeit dieses standardisierten Protokolls veranschaulichen, Die Variationen von Mensch zu Mensch bei Entzündungen genau erfassen können.
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Protocol
Alle nachstehend beschriebenen Methoden, einschließlich des Einsatzes menschlicher Freiwilliger, wurden vom lokalen Institutional Review Board (IRB) überprüft und genehmigt und stehen im Einklang mit der Erklärung von Helsinki und dem Belmont-Bericht. Alle Teilnehmer (N=72) unterzeichneten die im IRB-Protokoll verbotene Einwilligung in Kenntnis der Sachlage. Inklusions-/Ausschlusskriterien und Einstellungsverfahren wurden entwickelt, um die Sicherheit der Teilnehmer zu maximieren, und jede Abweichung von diesen Verfahren sollte im Hinblick auf ihre Auswirkungen auf das Risiko und die Verträglichkeit von Menschen in Betracht gezogen werden. Im Rahmen der hier vorgestellten Arbeit beschränkten die Ausschlusskriterien die Teilnahme auf Personen ohne persönliche oder familiäre Vorgeschichte von entzündlichen Erkrankungen oder legalen oder illegalen Substanzen. Dies wird damit begründet, dass diese Faktoren die Reaktionen auf das MED-Prüfverfahren beeinflussen können.
1. Teilnehmerauswahl
- Verwenden Sie die folgenden Aufnahmekriterien: 18-55 Jahre alt; in guter allgemeiner Gesundheit, wie durch Medical Symptom Checklist (MSCL)bestimmt5 ; kann das in englischer Sprache vorgestellte Laborsicherheitsprotokoll verstehen und kommunizieren; schriftlichzustimmen.
- Verwenden Sie die folgenden Ausschlusskriterien: Fitzpatrick-Skintyp I, wie durch Selbstanzeige bestimmt; verwendet regelmäßig kommerzielle Gerbanlagen; Hautwunden oder Läsionen am geplanten Expositionsort; hautkrebs oder persönliche Vorgeschichte von Hautkrebs; Familiengeschichte von Hautkrebs; Diabetes; Psoriasis oder andere entzündliche Hauterkrankung; periphere Gefäßerkrankungen, periphere arterielle Erkrankungen, Raynaud-Krankheit oder andere diagnostizierte Durchblutungsstörungen; unfreiwillige motorische Störungen; allergisch gegen Klebeband; nimmt inhalierte Steroide gegen Asthma (z. B. Fluticason); nimmt alle Kortikosteroide; 2 oder mehr der folgenden (diagnostizierte Hypertonie, Hyperlipidämie, hoher Cholesterinspiegel, Rauchzigaretten, Familiengeschichte der koronaren oder atherosklerotischen Erkrankung (Eltern/Geschwister vor dem 55. Lebensjahr)); Wirkstoffabhängigkeit - legal oder illegal; Menschen mit Substanzabhängigkeit neu in der Erholung (weniger als ein Jahr); Verwendung von Medikamenten, die Die ZNS-Funktion beeinflussen, einschließlich Psychopharmaka, Opiat-Medikamente oder Kortikosteroide, während der letzten 3 Monate; alle verordneten psychotropen Medikamente, derzeit oder während der letzten 3 Monate (Dazu gehören Medikamente gegen Angstzustände, Depressionen oder andere psychische Probleme).
2. Planung und Vorbereitung des MED
- Planen Sie die Teilnehmer für zwei Termine: den ersten, das MED-Expositionsereignis (ca. 45 min) und den zweiten, ein Follow-up zum Sammeln von Spektrophotometrie-Lesungen (ca. 10 min). Planen Sie den Folgetermin für 24 Stunden nach dem ersten Termin.
- Bevor die Teilnehmer ankommen, legen Sie die wesentlichen Geräte aus, darunter zwei Dosisprüfmanschetten und Sicherheitsausrüstung. Haben Sie eine Vielzahl von UV-Schutzkleidung (wie UV-Schutz-Sporthüllen, UV-Schutzhandschuhe, langärmelige medizinische Peelings, UV-Schutzfolien und Klebeband, um die Blätter zu befestigen) für den Teilnehmer und den Forscher, um alle Haut zu bedecken, die UV-ausgesetzt ist strahlung.
- Kalibrieren Sie das Spektralphotometer nach Herstellerspezifikationen. Führen Sie dies für jedes Thema und jede Sitzung aus.
3. Bestimmung des Fitzpatrick-Hauttyps (FST)
- Wenn der Teilnehmer zum MED-Expositionsereignis (Besuch 1) eintrifft, identifizieren Sie FST entweder durch Selbstanzeige oder Spektrophotometrie. Um die Sicherheit der Teilnehmer zu maximieren, führen Sie keine MED-Tests an Teilnehmern durch, die als FST 1 kategorisiert sind. Verwenden Sie für alle anderen Fitzpatrick-Skintypen (2-6) den FST-Score, um zu bestimmen, welcher Expositionszeitplan verwendet werden soll.
4. Manschette 1 Anwendung
- Erklären Sie dem Teilnehmer, wie MED-Tests funktionieren, und fragen Sie nach Fragen, bevor Sie fortfahren.
- Führen Sie im Allgemeinen das MED-Verfahren auf der Innenseite des nicht-dominanten Unterarms durch.
- Legen Sie Manschette 1 (mit allen Blendenbelägen entfernt) Vermeidung von Sommersprossen, Maulwürfe, Narben, Haare (soweit möglich), und alle Schnitte, Prellungen oder Läsionen auf der Haut. Entfernen Sie nur die schützende Wachspapierunterlage aus den seitlichen (nicht zentralen) Teilen von Cuff 1. Es ist wichtig, dass die Wachspapierunterlage aus dem zentralen Teil von Manschette 1 nicht entfernt wird, da der Klebstoff ein starkes Potenzial hat, die Haut zu reizen, wenn er nach Basiswerten abgeschält wird, was zu einer Rötung der hautproximalen Haut zu den Öffnungen führt.
-
Nachdem Sie Manschette 1 an der vorgesehenen Belichtungsstelle platziert haben, platzieren Sie Sehenswürdigkeiten mit einem permanenten Marker, um sicherzustellen, dass Cuff 2 genau an der gleichen Stelle liegt. Markieren Sie die Haut an vier Punkten außerhalb der Falten jeder der Seitenklappen von Manschette 1, der oberen rechten, oberen linken, unteren rechten und unteren linken Punkte.
- Machen Sie diese Markierungen dunkel genug, um ca. 24 h zu überleben, da sie auch verwendet werden, um Manschette 3 an genau der gleichen Stelle bei der Nachbereitung 24 h später zu platzieren.
5. Baseline-Lesung: Manschette 1 Anwendung
- Mit einem Spektralphotometer, das nach Herstellerspezifikationen kalibriert wurde, erhalten und zeichnen Sie die Messwerte an jeder der sechs offenen Blenden nacheinander auf.
- Stellen Sie sicher, dass das Spektralphotometer in der Mitte der Manschettenöffnungen platziert wird, während Maulwürfe, Narben oder andere Flecken so weit wie möglich vermieden werden.
- Zeichnen Sie permanent alle "SCI"-Werte (L, A, B) auf. Um konsistente Messwerte mit demselben Kalibrierpunkt zu gewährleisten, halten Sie das Spektralphotometer für die Dauer des MED-Verfahrens im ON und schalten Sie sich erst ab, wenn die Messwerte nach der Belichtung abgeschlossen sind.
- Nachdem die Messung der Baseline-Spektrophotometrie aufgezeichnet wurde, entfernen Sie Manschette 1. Um die Beschwerden der Teilnehmer zu minimieren, wenden Sie medizinisches Klebelösungsmittel auf den Umfang von Manschette 1 an, wenn sie abgezogen wird, was eine schmerzhafte Entfernung der Haare am Arm verhindert.
6. Pre-Exposition Lesung: Manschette 2 Anwendung
- Nach dem Entfernen von Manschette 1, situieren Cuff 2 an der gleichen Stelle mit den Landmarken auf der Haut für Manschette 1 gezeichnet. Die volle Klebeunterlage kann freigelegt und aufgetragen werden, um sicherzustellen, dass Manschette 2 ausreichend versiegelt ist, um eine Kreuzbelichtung unter den Öffnungen aufgrund unzureichender Haftung auf der Haut zu verhindern.
- Lassen Sie sowohl den Teilnehmer als auch den Forscher UV-Schutzkleidung und Sicherheitszubehör anbringen. Zumindest müssen der Teilnehmer, der Techniker, der das Verfahren verwaltet, und alle anderen Beteiligten im Raum UV-Schutzbrillen anführen. Techniker sollten lange Ärmel tragen oder eine UV-Schutzhülle verwenden.
- Vor der Aktivierung der Lampe, lassen Sie den Techniker den Teilnehmer bei der Abdeckung aller exponierten Haut unterstützen, einschließlich des Arms über dem Pflaster, des Arms und des Handgelenks unter dem Patch, der Hand und Teilen der Vorder- oder Rückseite des Arms, die an den Seiten des Pflasters ausgesetzt werden können (UV- Schutzfolien und Klebeband zur Befestigung der Blätter können dabei hilfreich sein). Darüber hinaus können einige Teilnehmer, die Hemden mit offenen Ausschnitten tragen, UV-Schutztuch über Hals und Brust drapieren, wenn diese Bereiche in der Nähe der UV-Quelle liegen.
- Verteilen Sie ein UV-Schutztuch unter dem Arm des Teilnehmers (um die Reflexion von der Tischoberfläche zu reduzieren).
7. MED-Verfahren: Vorbelichtung
HINWEIS: Die Strahlen der Lampe müssen senkrecht zur Belichtungsstelle sein. Im Allgemeinen ist die physische Bewegung der Lampe weniger möglich als Bewegung oder Anordnung des Winkels des Arms der Teilnehmer.
- Vor der Aktivierung der Lampe, richten Sie den Arm des Teilnehmers so an, dass die UV-Strahlen der Lampe senkrecht zum Winkel von Manschette 2 auf dem Arm des Teilnehmers sind.
- Identifizieren Sie den richtigen Abstand zwischen der Lampe und Manschette 2 auf dem Arm des Teilnehmers. Platzieren Sie den Sensor des Radiometers parallel zur Hautoberfläche und so nah wie möglich an der Position von Manschette 2.
-
Bedecken Sie den Arm der Teilnehmer mit einem UV-beständigen Tuch, um eine Exposition zu verhindern, und aktivieren Sie die Lampe kurz, um den Abstand zu Manschette 2 einzustellen, bis der Sensor des Radiometers 270 W/cm2liest.
- Um diesen Messwert zu erreichen, stellen Sie den Abstand zwischen der Lampe und der Hautoberfläche so lange ein, bis das Radiometer 270 W/cm2 (ca. 10 W) liest. Sobald der richtige Abstand bestimmt wurde, deaktivieren Sie die Lampe.
HINWEIS: Es ist wichtig, hier zu beachten, dass kleine Unterschiede im Winkel des Radiometers die Messung stark beeinflussen werden. Daher sollte der Winkel des Radiometers so nah wie möglich an der Oberfläche der Haut liegen.
- Um diesen Messwert zu erreichen, stellen Sie den Abstand zwischen der Lampe und der Hautoberfläche so lange ein, bis das Radiometer 270 W/cm2 (ca. 10 W) liest. Sobald der richtige Abstand bestimmt wurde, deaktivieren Sie die Lampe.
- Nehmen Sie während der Belichtungssitzung weitere Entfernungsanpassungen vor, um eine Verdringung der Position des Arms zu verhindern. Bestätigen Sie bei jedem Messwert den Abstand und richten Sie ihn nach Bedarf um, um die Radiometerwerte bei ca. 270 W/cm2 (ca. 10 W) zu halten.
8. MED-Verfahren: Exposition
- Verwenden Sie eine Stoppuhr, um den MED-Zeitplan zu implementieren. Entfernen Sie die erste Blendenabdeckung, bevor Sie die UV-Quelle aktivieren. Aktivieren Sie die Quelle und die Stoppuhr gleichzeitig und entfernen Sie jede Blendenabdeckung auf Manschette 2 gemäß dem unten angegebenen Zeitplan, basierend auf FST.
- Zeichnen Sie an der Entfernung für jede Blendenabdeckung den Radiometer-Wert auf, wenn das Radiometer parallel zur Hautoberfläche gehalten und auf die Lampe gerichtet ist. Wenn sich der Abstand geändert hat, stellen Sie den Abstand zur Lampe ein, um sicherzustellen, dass das Radiometer erneut 270 (ca. 10) W/cm2liest.
- Lassen Sie den Techniker den Arm des Teilnehmers überwachen, um eine konsistente Positionierung zu gewährleisten. Insbesondere den Arm nachjustieren, wenn sich der Arm dreht, da viele Teilnehmer den Arm drehen, während sie sich entspannen. Bestätigen Sie nach allen Anpassungen erneut, dass das Radiometer 270 W/cm2 (ca. 10 ,W) liest.
- Schalten Sie die Lampe zum genauen Zeitpunkt aus, der durch den Dosierungsplan in Tabelle 1angegeben ist. Deaktivieren Sie die Stoppuhr nicht, da eine zusätzliche Serie von Spektralphotometer-Messungen genau 7 Minuten nach der Deaktivierung der Lampe gesammelt werden sollte, wie unten beschrieben.
9. 7 Min Nachbelichtung Lesung
- Genau 7 Minuten nach der Deaktivierung der Lampe, notieren Sie die letzten Spektralphotometer-Messungen von jeder Blende in Manschette 2. Der Zweck bei der Erfassung von Daten unmittelbar nach dem Expositionsverfahren besteht darin, erstens keine Nebenwirkung auf die UV-Strahlung zu bestätigen und zweitens die ersten Reaktionen zu bewerten, die in einigen Fällen leicht, aber messbar von der Ausgangswirkung abweichen können ( Vorbelichtung) Werte. Jede Erhöhung der Rötung nach 7 Minuten ist wahrscheinlich ein thermischer Effekt und nicht Erythem.
HINWEIS: Eine unerwünschte Reaktion auf UV-Strahlung nach 7 Minuten ist wahrscheinlich im Zusammenhang mit der minimalen urtischen Dosis von Solar-Urtikaria, einer erworbenen Lichtempfindlichkeitsstörung. Lichtempfindlichkeitsstörungen werden vor dem MED-Verfahren bewertet und Patienten mit diesen Störungen sollten ausgeschlossen werden. Wenn dies jedoch zu irgendeinem Zeitpunkt während der Prüfung beobachtet wird, sollte das Expositionsprotokoll sofort abgesetzt werden. - Nach der Exposition gegenüber UV-Strahlung kann Manschette 2 besonders schwer zu entfernen sein. Verwenden Sie medizinisches Klebstofflösungsmittel, falls erforderlich, um Beschwerden für die Teilnehmer während der Entfernung von Manschette 2 zu minimieren. Teilnehmer mit besonders hirsute oder anderweitig empfindlicher Haut können es hilfreich finden, entweder Olivenöl oder alkoholhaltigen Klebstoffentferner unter dem Rand von Cuff 2 aufzutragen, da sie das Pflaster langsam entfernen. Nach dem Entfernen von Manschette 2 können die Teilnehmer Restkleber auf ihrer Haut haben, der auch mit Olivenöl oder medizinischem Klebstofflösungsmittel entfernt werden kann.
- Erinnern Sie die Teilnehmer vor der Abreise von der Belichtungssitzung daran, die Sehenswürdigkeiten nicht zu waschen und keine Lotionen auf die Expositionsstelle aufzutragen.
10. Folgetermin: Manschette 3 Anwendung
- Bevor der Teilnehmer eintrifft, kalibrieren Sie das Spektralphotometer nach Herstellerangaben.
- Bereiten Sie Manschette 3 vor, indem Sie alle Blendenbeläge entfernen (wobei die weiße Wachspapierunterlage auf dem zentralen Teil des Pflasters bleibt). Wenn Sie Cuff 3 auf den Arm des Teilnehmers legen, entfernen Sie die weiße Wachspapierunterlage von den beiden Seitenklappen des Pflasters. Platzieren Sie Cuff 3 mit den Markierungen auf dem Unterarm des Teilnehmers an der gleichen Stelle wie die beiden vorherigen Patches.
- Nehmen Sie eine Lesung an jeder der sechs offenen Öffnungen in der Reihenfolge. Zusätzlich, visuell inspizieren jede Blende und zeichnen Sie auf, ob es visuelle Beweise für eine Erythem Reaktion in jeder der sechs Öffnungen (rote oder rosa Haut zeigt Erythem). Nach der permanenten Aufzeichnung der Spektralphotometer-Messungen, entfernen Sie Manschette 3, mit Lösungsmittel, falls erforderlich.
- Um den Komfort und die Sicherheit der Teilnehmer weiter zu erhöhen, stellen Sie 4-6 Einweg-Burn-Gel oder Aloe Vera zur Verfügung und weisen Sie den Teilnehmer darauf hin, dass, wenn die Expositionsstelle juckend oder unbequem wird, sie wie ein Sonnenbrand mit diesen oder ähnlichen Produkten behandelt werden kann.
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Representative Results
Der in Tabelle 1 dargestellte Zeitplan ist ein neuartiger Dosierungsplan, der berechnet wurde, um die MED im Durchschnitt zur Mitte des Expositionsereignisses (d. h. Blende 3 oder 4) für jeden FST zu erfassen. Die Grundlage für den berechneten Zeitplan ist wie folgt.
Bisherige Arbeiten haben ergeben, dass für Personen mit FST 2 der Median MED für Strahlung im UVB-Bereich 66,9 Milliwatt (mW) pro cm2, 77,429 mW/cm2 für FST 3 und 85,0 für FST 416beträgt. Unter der Annahme einer konstanten UVB-Energie von 270 W/cm2extrapolierten wir diese Konstante in den zeitlichen Bereich, um die Anzahl der Sekunden zu bestimmen, die erforderlich sind, um die MED zur Mitte eines bestimmten Dosierungsplans für jeden FST auf der Grundlage dieser Median zu erfassen. Werte. Wir haben einen erweiterten Zeitplan weiter integriert, so dass jede Blende (2 bis 6) 25 % mehr Energie erhält als die vor ihr, ähnlich wie die Erweiterungsverhältnisreihen, die typischerweise in MED-Tests verwendet werden. Obwohl für das MED innerhalb von FST 5 und 6 keine Referenzbereiche vorhanden sind, berechneten wir Zeitpläne für diese Hauttypen, indem wir die Unterschiede zwischen den Referenzbereichen von 2 bis 4 extrapolierten, um die Konstante für die Multiplikation der expandierenden Zeitreihen zu einem theoretisch korrekte Schätzung der benötigten Energie, um das MED bei diesen Individuen zu erreichen, sofern vorhanden. Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Vorarbeiten gezeigt haben, daß statistisch signifikante Unterschiede im MED nur beim Vergleich von FST I mit FST IV20auftreten können. Folglich sind im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Methoden statistisch signifikante Unterschiede zwischen den zusammenhängenden FST-Kategorien nicht unbedingt zu erwarten.
Abbildung 1 zeigt vollständige Daten für ein einzelnes, repräsentatives Thema, aufgeschlüsselt nach Bewertungszeitraum (Vorbelichtung, 7 Minuten nach der Exposition und 24 h Follow-up). Abbildung 2 enthält die vollständigen Daten für alle Probanden in dieser Studie, um einen umfassenden Überblick über die einzelnen Muster und Variationen zu geben, die wahrscheinlich auftreten. Abbildung 3 enthält zusammenfassende Statistiken, die die aggregierten Ergebnisse für alle Probanden darstellen, um allgemeine Variabilitätsmuster innerhalb jeder Blende zu veranschaulichen. Rohdaten aus diesem Verfahren könnten mit anderen Variablen von wissenschaftlichem Interesse korreliert werden, je nach Kontext und Art der Forschungsanwendungen, die präzise MED-Tests anwenden, wie hier beschrieben.
| MED Zeitplan für jeden Fitzpatrick Skin Type (FST) | ||||
| FST 2 | FST 3 | FST 4 | ||
| Entfernen von Patch 2 | 1:22 | 1:38 | 1:55 | |
| Entfernen von Patch 3 | 3:05 | 3:42 | 4:19 | |
| Entfernen von Patch 4 | 5:13 | 6:16 | 7:19 | |
| Entfernen von Patch 5 | 7:54 | 9:29 | 11:03 | |
| Entfernen von Patch 6 | 11:14 | 13:29 | 15:44 | |
| Lampenabschaltung | 15:25 | 18:31 | 21:36 | |
| 7m Nachbelichtung | 22:25 | 25:31 | 28:36 | |
Tabelle 1: Berechneter Dosierungsplan nach FST. Einheiten stellen die Dauer der Exposition in min:s dar).
Abbildung 1: Repräsentative Ergebnisse für ein Thema. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2: Aggregierte Ergebnisse für 72 Probanden, die die A*-Änderung von der Baseline zur Nachbeobachtung veranschaulichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3: Box-Plot-Ergebnisse, die die Variabilität für 72 Probanden zusammenfassen, die die A*-Änderung von der Baseline zur Nachbeobachtung veranschaulichen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
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Discussion
Die präzise Implementierung von MED-Tests, wie hier beschrieben, könnte mehrere Vorteile gegenüber anderen bestehenden laborbasierten entzündungshemmenden Herausforderungen bieten, die den weit verbreiteten Gebrauch erreicht haben. Zum Beispiel, Saugblase Protokolle17,18,19 heben eine flüssigkeitsgefüllte Blister auf der Haut, die anschließend mit einer Spritze angesaugt wird, um direkten Zugang zur Zytokin-Mikroumgebung zu erhalten. Obwohl Hautblasenbildung ein bekanntes Werkzeug für die Untersuchung der Hautimmunologie und Entzündung20ist und besonders effektiv für den Zugang zu seltenen Populationen von Zellen und Proteinen21sein kann, erfordern solche Verfahren spezialisiertes Personal und sind oft unerschwinglich invasiv und unbequem für den allgemeinen Einsatz in Forschungsthemen, was sowohl ethische als auch praktische Herausforderungen mit sich bringt. In diesem Sinne sind oberflächliche entzündungshemmende Herausforderungsverfahren wie Capsaicin Creme-induzierte Vasodilatation wirksam bei der Stimulierung der hautbedingten Entzündung, aber die Quantifizierung der lokalisierten Entzündungsreaktion (Flare) beruht auf manuellen Tracing und menschliche Satierbewertung, die einem Fehler unterliegen können, wodurch die Zuverlässigkeit dieses Verfahrens im Labor verringert wird.
In der Phototherapie ist der Zweck bei der Bestimmung des MED vor uvB-Phototherapie die Berechnung der individuellen Startdosis für ein UV-Strahlungsprotokoll. Bei den hier beschriebenen Methoden suchen wir nicht nach der Identifizierung des MED zu diesem Zweck, sondern einer reproduzierbaren Methode zur Beurteilung der intraindividuellen Variation der Reaktionen auf UV-Strahlung. In einem ähnlichen Sinne ist auch zu beachten, dass die Ergebnisse dieses Verfahrens nicht bei der Berechnung der Erythem-Schwelle unter der Sonne verwendet werden können, die stattdessen einen Solarsimulator und keine UV-Lampe erfordern würde. In diesem Sinne ist es wichtig, den vorherigen Bräunungs- und Sonneneinstrahlungsstatus auf dem Testgelände zu bewerten. In dieser Studie schlossen wir Probanden aus, die über eine konsequente Verwendung kommerzieller Gerbgeräte berichteten. Diese Faktoren könnten, wenn sie nicht berücksichtigt werden, die genaue Bestimmung von Hautphototypen beeinträchtigen.
Wir verwendeten ein Handspektrophotometer, um die Grundfarbe der Haut vor der Exposition objektiv zu definieren und die durch UV-Strahlung induzierte Farbabweichung zu messen. Spektralphotometer sind leichte, Handheld-Geräte, die Farbton oder Rot-Grün (a*-Skala), Leichtigkeit oder Schwarz-Weiß(L*-Skala) und Sättigung oder Gelb-Blau (b*-Skala) messen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Zunahme von b* und die Abnahme von L*-Skalakomponenten besser auf eine Hautverdunkelung hinweisen, die durch die kumulative UV-Exposition verursacht wird22, während die a*-Skala Hauterythem oder Rötung (d. h. Sonnenbrand) misst. Obwohl das MED per definitionem eine Zunahme des sichtbaren Erythems ist, bietet die Verwendung der Spektrophotometrie eine zusätzliche quantitative Metrik, die die visuelle Inspektion des Expositionsortes ergänzt. Die Verwendung der Spektrophotometrie zur gleichzeitigen Messung von Erythem reduziert das Risiko für Probanden und erhöht die Präzision bei der Messung von Erythem. Denn das Spektralphotometer ist in der Lage, Veränderungen der Hautrötung deutlich präziser zu messen als die visuelle Beobachtung allein. Die Verwendung von Instrumenten wie der Spektrophotometrie zur Messung oberflächlicher Reaktionen auf UV-Strahlung hat somit den zusätzlichen Vorteil, dass die Menge an UV-Strahlung reduziert wird, die erforderlich ist, um eine spürbare Veränderung zu erzeugen. Beobachtungsbewertungen zur Messung von Erythem (in der Regel mit einer visuellen Bewertungsskala vom Typ Likert)23 sind sehr subjektiv und begrenzen den Nutzen von MED-Tests. In Übereinstimmung mit früheren Arbeiten, die MED-Verfahren für klinische Einstellungen4etabliert haben, melden wir die a*-Metrik, die direkt vom Spektralphotometer angezeigt wird, was ein Maß für Rötung ist. Die Verwendung der Spektrophotometrie (insbesondere der a*-Faktor) zur Messung von kutanem Erythem hat einen wesentlichen Präzedenzfall in der wissenschaftlichen Literatur4,14,24,25, und gilt als genauer als visuelle Bewertung allein.
Es ist auch notwendig, ein Radiometer zu verwenden, das Mikrowatt pro cm2 im UVB-Bereich messen kann. Um die Intensität der UV-Strahlung zu überwachen und sicherzustellen, dass die Dosierung zwischen den Probanden konsistent bleibt, sollte ein Echtzeit-Radiometer unmittelbar neben der Hautexpositionsstelle des Probanden platziert werden. Neben anderen Vorteilen der Verwendung des Radiometers (z. B. bei der Überwachung der Lampenermüdung im Laufe der Zeit) stellt die Radiometrie sicher, dass der Abstand zwischen der Glühbirne und der Haut zu einem konsistenten Ergebnis zwischen den Probanden führt. Dies bietet auch ein zusätzliches Maß an Sicherheit für die Probanden, indem sichergestellt wird, dass die Quelle nie zu nah an der Haut platziert wird, was auch die UV-Strahlung erhöhen würde, die auf die Haut projiziert wird. Der Experimentator sollte die UV-Intensität in Echtzeit oder mindestens jedes Mal aufzeichnen, wenn eine Blende abdeckung im Dosistest-Patch (Manschette) entfernt wird, um die Konsistenz der Dispersion über das gesamte Expositionsereignis zu bestätigen. Indem sichergestellt wird, dass die Intensität konstant bleibt, erhöht dieSicherheit weiter, indem eine UV-Dosis verhindert wird, die größer ist als das, was in den hier angegebenen Dosierungsplänen beschrieben ist.
Die Beurteilung von Entzündungen im Zusammenhang mit Erythem und seinem Nutzen für die Untersuchung anderer Arten von Entzündungen bleibt ein Thema für zukünftige Studien. Insbesondere sollte die zukünftige Arbeit den Zusammenhang zwischen epitheliaalen Reaktionen, die in den hier beschriebenen MED-Prüfverfahren indiziert sind, und den biologischen Prozessen, die sie herstellen, untersuchen, um die erforderliche konzeptionelle und theoretische Grundlage für die weitere Prüfung dieser Zusammenhänge. Daher empfehlen wir dringend Vorsicht bei der Verwendung von MED-Tests als allgemeinem Marker für systemische Entzündungen und fördern die weitere Arbeit mit dieser Methode, um Faktoren zu untersuchen, die die zellulären Reaktionen auf UV-Strahlung regulieren.
DIE MED-Prüfung ist nicht ohne Risiken. Es besteht die Gefahr, dass die Expositionsstelle juckend oder unbequem in den nächsten 24-48 h werden kann. Teilnehmer können das Gefühl der Hitze an der Stelle erleben, und es ist möglich, dass die Haut schälen oder wunden, wie im Falle eines Sonnenbrandes. Es können mehrere Schritte unternommen werden, um die Möglichkeit dieses Ergebnisses zu minimieren. Erstens sollte vor der Durchführung des MED-Verfahrens FST-Typisierung durchgeführt werden, um zu bestimmen, wie lange der Teilnehmer der UV-Strahlung ausgesetzt wird. In Fällen, in denen der Fitzpatrick-Hauttyp der Probanden unklar ist oder nicht bestimmt werden kann, empfehlen wir, keine MED-Tests durchzuführen. In Fällen, in denen es Meinungsverschiedenheiten zwischen selbst gemeldeten FST oder Beobachter-bestimmt FST, Standard der niedrigeren FST, die eine niedrigere Dosis von UV-Strahlung mit sich bringen wird. Auch in Fällen, in denen die Probanden FST I (leichteste Haut) empfehlen wir gegen die Durchführung des Verfahrens, weil in diesem Fall Probanden können die MED innerhalb von 6-8 min nähern, was bedeutet, dass Überdosierung etwas wahrscheinlicher werden kann. MED-Tests sollten nicht durchgeführt werden, wenn Radiometermessungen nicht verfügbar sind (z. B. aufgrund von Gerätefehlern). Vor dem Verlassen des Labors nach dem UV-Expositionsverfahren sollten die Teilnehmer die Möglichkeit erhalten, rezeptfreie Mittel wie Aloe-Pakete mit nach Hause zu nehmen, und sie sollten angewiesen werden, den Expositionsort für die nächsten 48 h genau zu überwachen. bei Beschwerden auftreten, können sie die Aloe nach Bedarf anwenden oder ihre eigenen rezeptfreien Heilmittel kaufen. Diese Risiken stehen auch im Zusammenhang mit bestimmten ethischen Erwägungen, die vor der Durchführung von MED-Tests bewertet werden müssen. Beispielsweise sollten Risiken im Zusammenhang mit Einer Überdosierung und anderen unbeabsichtigten Folgen im Dokument über die Einwilligung in Kenntnis der Sachlage klar erläutert werden. Ebenso sollte klar gesagt werden, dass die MED-Tests zwar weit verbreitet sind, die langfristigen Folgen, was auch immer sie auch sein mögen, jedoch unvollständig verstanden werden.
Die hier vorgestellten repräsentativen Ergebnisse sollten unter Berücksichtigung der Studienbeschränkungen betrachtet werden. Erstens wollten wir nur das Potenzial für präzise MED-Tests zur Erfassung der Variabilität zwischen Probanden in dieser Studie aufzeigen, und zukünftige Arbeiten werden erforderlich sein, um die Test-Wiederprüfbarkeit dieses Verfahrens zu untersuchen. Zweitens haben wir Daten von FST 2 bis 5 gesammelt, und wir präsentieren hier keine Daten über FST 6 (dunkelste Haut), da frühere Arbeiten gezeigt haben, dass Personen mit sehr dunkler Haut in der Regel keine Hinweise auf Erythem als Reaktion auf UV-Strahlung zeigen. Zukünftige Arbeiten werden erforderlich sein, um die Ergebnisse aus unserem berechneten Dosierungsplan für FST 6 anzuwenden und kritisch zu bewerten. Personen mit hellerer Haut (FST I und II) können ebenfalls von einer längeren Nachbeobachtungszeit profitieren, da Personen mit hellerer Haut nach 48 h Hinweise auf das MED zeigen können. Drittens melden wir Daten aus dem Bereich des nicht-dominanten Unterarms, was eine bequeme und weniger invasiven Standort für die Bewertung der Arten von Entzündungsreaktionen von wissenschaftlichem Interesse in dieser Studie. Dies steht jedoch im Gegensatz zu vielen anderen Studien, die MED-Antworten in Regionen des Körpers bewerten, die weniger natürlichem Licht wie Rücken und Gesäß ausgesetzt sind. Die Wahl des Unterarms als Hauptort der Spektrophotometrie-Aufzeichnung erfolgte hauptsächlich aus Gründen der Bequemlichkeit, da die Sammlung von Daten aus sensiblen persönlichen Regionen wie dieser zu unangemessenen Beschwerden oder Peinlichkeiten für die Probanden führen kann. Bereiche, die typischerweise durch Kleidung abgeschirmt sind, können jedoch eine bessere Option für die Messung von Erythem ohne den Einfluss früherer Sonneneinstrahlung sein, und zukünftige Arbeiten könnten diese Frage durch eine vergleichende Bewertung der Ergebnisse dieses Verfahrens unter verschiedenen physischen Positionen am Körper. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Verfahren nicht dazu bestimmt sind, die MED für Phototherapie-Einstellungen festzulegen, noch sollten diese Verfahren für photobiologische Untersuchungen wie sonnenschutzweise (SPF) zur bestimmung des kommerziellen Sonnencreme. Auch wenn wir in der Lage waren, enge Toleranzen in der Strahlendosierung von 10 W pro cm2zu erreichen, sollten zukünftige Arbeiten den Nutzen der Stabilisierung der physikalischen Anordnung des UV-Radiometers bewerten, das in unserem Ansatz manuell gehalten wird. Obwohl nicht unbedingt eine Einschränkung, wählten wir 7 Minuten nach der Exposition als halbwillkürlichen Follow-up-Punkt, um zu beurteilen, ob sofortige Änderungen aufgetreten sind — obwohl diese Änderungen nicht mit Erythem zusammenhängen, sondern sich stattdessen auf lokalisierte Heizung oder andere nicht verwandte Antworten. Eine weitere mögliche Einschränkung sind die Kosten für die Instrumentierung, insbesondere das Spektralphotometer. Schließlich stellen wir fest, dass die große Zahl von Ausschlusskriterien die Verallgemeinerung einschränken kann.
Mögliche Anwendungen von Präzisions-MED-Tests erstrecken sich auf alle Forschungseinrichtungen, in denen eine Quantifizierung der systemischen Entzündungsreaktion beim Menschen erforderlich ist. Insbesondere kann diese Methode besonders relevant für den Bereich der Psychoneuroimmunologie sein, die die Schnittstelle zwischen psychologischen, neurobiologischen und Lifestyle-Faktoren (Stress, Ernährung, Hormonstatus, Angst und Depression) untersucht, die sich auf Immunantworten einschließlich systemischer Entzündungen. Zukünftige Arbeiten könnten auch den Nutzen der Anpassung bestimmter physikalischer Konfigurationen der hier beschriebenen MED-Prüfverfahren untersuchen. Beispielsweise könnte die Anpassung des Abstands von der Hautoberfläche zur UV-Strahlungsquelle entweder manuell erfolgen (wie hier der Fall war) oder alternativ Echtzeitmessungen vom Radiometer verwendet werden, um die Belichtungszeit anzupassen. Der Einfluss der Nachbeobachtungsdauer könnte ebenfalls bewertet werden, um systematisch individuelle Unterschiede in der Zeit bis zum Erreichen des Med-Spitzenwerts zu untersuchen, und es könnten auch längere Folgezeiträume hinzugefügt werden, um die intraindividuelle Variation der Erholungszeit zu bewerten. Es sei auch darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen Methoden in einem breiteren Kontext der weltweiten Standards für Sonnenschutztestmethoden, Kosmetika und Sonnenschutzfaktortests (Z. B. ISO 24444) existieren. Die hier vorgestellten Methoden sind nicht für die Verwendung in diesen Kontexten gedacht, noch sollten sie für die Bestimmung von MED in Phototherapie-Einstellungen oder SPF-Bewertungen, wie von der United States Food and Drug Administration (FDA) beschrieben angewendet werden. Die Standards für SPF-Tests basieren auf einzelnen MED und sind nicht für innerindividuelle Bewertungen geeignet, wie hier beschrieben. Schließlich sollten bei künftigen Arbeiten auch die Dauer des Folgezeitraums berücksichtigt werden. In der aktuellen Studie wurden die meisten Probanden nach der Exposition bei oder in der Nähe von 24 h bewertet, mit einigen seltenen Ausnahmen aufgrund von Schwankungen in den Zeitplänen und der Verfügbarkeit der Probanden (nie mehr als 48 h nach der Exposition). Der Einfluss der Nachbeobachtungsdauer könnte ebenfalls bewertet werden, um systematisch individuelle Unterschiede in der Zeit bis zum Erreichen des Med-Spitzenwerts zu untersuchen, und es könnten auch längere Folgezeiträume hinzugefügt werden, um die intraindividuelle Variation der Erholungszeit zu bewerten.
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Disclosures
Die Autoren dieser Studie erklären keine finanziellen oder anderen Interessenkonflikte.
Acknowledgments
Diese Arbeit wurde durch ein Stipendium des Virginia Tech College of Science Discovery Fund unterstützt.
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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