Culoarea pielii poate influența eficiența fototerapiei la nou-născuții cu icter

Un studiu publicat în Biophotonics Discovery a investigat influența proprietăților optice ale pielii asupra eficienței fototerapiei în tratamentul hiperbilirubinemiei neonatale. Cercetarea a fost realizată prin simulări Monte Carlo pentru a evalua modul în care culoarea pielii, concentrația de hemoglobină și bilirubină dermică, coeficienții de dispersie luminoasă, grosimea epidermului și tipul de țesut subdermic influențează doza de lumină absorbită de bilirubină și, implicit, eficiența tratamentului.
Hiperbilirubinemia neonatală este o afecțiune frecventă, afectând aproximativ 80% dintre nou-născuții la termen. Fototerapia este standardul de tratament, transformând bilirubina în forme solubile în apă. În ciuda eficienței sale generale, protocoalele actuale nu iau în considerare diferențele individuale ale pielii, deși caracteristicile optice ale acesteia pot influența semnificativ absorbția luminii.

Despre studiu

Modelul utilizat

A fost utilizat un model Monte Carlo tridimensional pentru a simula transportul luminii printr-un model de piele neonatală format din patru straturi: epiderm, derm, hipoderm și țesut subdermic. Proprietățile optice ale fiecărui strat au fost definite pentru o lungime de undă de 460 nm, aproape de maximul de absorbție al bilirubinei. Parametrii variați au inclus:

• Absorbția epidermică de melanină (culoarea pielii)
• Absorbția dermică de hemoglobină și bilirubină
• Coeficienții de dispersie ai luminii în (epi)derm
• Grosimea epidermului
• Tipul de țesut subdermic (os, mușchi, grăsime)

Parametri suplimentari și setări

Sursa de lumină a fost modelată ca fiind uniformă, cu o intensitate de 30 μW/cm², conform recomandărilor actuale pentru fototerapia intensivă. Simulările au fost realizate pentru lungimi de undă între 450 și 520 nm, în trepte de 5 nm. A fost calculată puterea absorbită de bilirubină (Q_bilirubin) și scăderea estimată a bilirubinei serice totale după 24 ore, folosind un model validat clinic (Vandborg et al.).

Rezultate

Influența culorii pielii

Volumul fracționar de melanozomi în epiderm determină variații semnificative în absorbția luminii. Doza absorbită de bilirubină a scăzut progresiv de la pielea deschisă (174–258 μW/cm³) la pielea pigmentată moderat (126–174 μW/cm³) și apoi la pielea închisă (45–126 μW/cm³). Raportul de doză între cele două extreme a fost de 5,7, ceea ce corespunde unei scăderi a eficienței fototerapiei de până la 15% la pielea închisă comparativ cu cea deschisă.

Concentrația de hemoglobină dermică

Variabilitatea absorbției cauzată de hemoglobină a fost modestă, generând o variație de doar 1,1 în raportul de doză și o diferență de 1,5% în eficiența estimată a tratamentului.

Concentrația de bilirubină dermică

Creșterea concentrației bilirubinei dermice a condus la o creștere proporțională a dozei absorbite, cu o variație a eficienței tratamentului între 28,8% și 39,8%.

Coeficienții de dispersie și grosimea epidermului

Dispersia luminii în epiderm și derm a avut un impact minor asupra dozei (raport 1,04), însă grosimea epidermului a influențat semnificativ absorbția, cu o variație a eficienței între 32,7% și 40,0%.

Tipul țesutului subdermic

Tipul de țesut subdermic (os, grăsime, mușchi) a avut un impact neglijabil asupra absorbției luminii în derm.

Influența lungimii de undă

Pentru pielea deschisă, maximul de absorbție de către bilirubină s-a menținut la 460 nm, însă pentru pielea închisă acesta s-a deplasat la 470 nm. Astfel, lungimea de undă optimă pentru fototerapie poate fi specifică fiecărui tip de piele.

Interpretare

Rezultatele acestui studiu demonstrează că proprietățile pielii, în special pigmentarea epidermică, au un impact major asupra eficienței fototerapiei. În timp ce alte caracteristici cutanate (hemoglobină, dispersie, grosime epidermică) au influențe moderate sau minime, pigmentarea intensă a pielii reduce semnificativ doza de lumină livrată bilirubinei. De asemenea, studiul sugerează că fototerapia ar putea fi optimizată prin alegerea unei lungimi de undă adaptate pigmentării pielii.

Implicații clinice

Aplicarea uniformă a fototerapiei în ghidurile clinice, fără a lua în considerare variațiile de culoare ale pielii, poate conduce la diferențe semnificative în eficiența tratamentului. O lungime de undă fixă în jur de 465 nm ar putea oferi o eficiență acceptabilă pentru majoritatea tipurilor de piele. Totuși, fototerapia personalizată, care să țină cont de caracteristicile optice ale pielii nou-născutului, ar putea optimiza eficiența tratamentului și ar reduce durata necesară. Sunt necesare studii in vivo suplimentare pentru validarea acestor concluzii.

Concluzie

Studiul evidențiază importanța considerării proprietăților optice individuale ale pielii în planificarea fototerapiei pentru hiperbilirubinemia neonatală. O abordare standardizată poate conduce la subtratament în cazul pielii închise la culoare, cu potențial impact negativ asupra sănătății nou-născutului. Adaptarea fototerapiei la caracteristicile pielii ar putea îmbunătăți semnificativ rezultatele clinice și eficiența tratamentului.