Применение поляризованного полихроматического некогерентного света для монолечения венозных язв нижних конечностей
Статьи Опубликовано в журнале:Journal of Wound Care Vol. 12, No 1, January 2003
Л.Меденица Институт Дерматовенерологии Клинического центра Белградского университета, Югославия.
М.Ленц Оксфордский университет, Великобритания.
Цель: Данное исследование оценивает эффективность применения поляризованного, полихроматического некогерентного света при лечении венозных язв. Авторы предыдущих исследований высказывались в поддержку метода светолечения в качестве дополнения к иным известным методам лечения или самостоятельного применения.
Метод: Данная работа представляет собой проспективное исследование конкретных случаев болезни. Мы исследовали 25 пациентов с венозными язвами. Все пациенты лечились только светом. Сеансы фототерапии (светолечения) проводились один раз в день в течение четырех недель.
Результаты: Все язвы, кроме одной (99%) имели положительную тенденцию к изменению при лечении к концу четвертой недели. Общее количество язв нижних конечностей, равное 73 в начале исследования, сократилось до 51 к концу четвертой недели (p<0,01). Уменьшение площади пораженной поверхности в процессе лечения было статистически значимым (среднее: 57,15%; SD: 31,87%; p<0,01).
Вывод: Лечение поляризованным, полихроматическим светом, применяемое в качестве монотерапии, было связано с позитивными показателями излечения пациентов с венозными ножными язвами. Это простой и неинвазивный метод лечения. Однако для подтверждения эффективности и объективной оценки рекомендаций по повседневному применению данной формы фототерапии в клинической практике необходимо провести тщательно продуманное, рандомизированное, контролируемое исследование.
Проявление интереса: данное исследование проводилось при поддержке компании Bioptron, AG (Швейцария), которая предоставила для работ систему светолечения Bioptron 2.
Большинство язв на ногах являются венозными и составляют 54-81% всех язвенных образований на нижних конечностях. Общий уровень заболеваемости венозными язвами нижних конечностей изменяется от 0,06% до 2,2% с тенденцией к увеличению для более пожилого населения. Около 1-4% пациентов в возрасте 70 лет страдают от венозных язв.
Лечение может длиться годами, а рецидив является серьезной проблемой. Многие пациенты испытывают боль, а некоторые из них имеют проблемы со сном и подвижностью. Венозные язвы ухудшают качество жизни, вызывая не только экономические, но также социальные и психологические проблемы.
В последние 20 лет многие исследователи изучали проблему влияния светолечения на заживление ран. Результаты носят противоречивый характер, особенно, в отношении низкоинтенсивного лазерного излучения. Роль светолечения в качестве самостоятельного метода лечения или дополнения иных известных методов терапии пока не определена.
Данное исследование проведено с целью оценки эффективности влияния поляризованного, полихроматического, некогерентного излучения малой энергии (система Bioptron 2 компании Bioptron AG, Швейцария) на заживление ран у пациентов с венозными язвами нижних конечностей. Пояснения производителя по поводу работы системы Bioptron представлены в Таблице 1.
Метод
Данное исследование было санкционировано Комиссией по этике исследований в Белградском Клиническом центре, Югославия. К исследованию были привлечены двадцать пять пациентов, и все из них дали осознанное согласие. Для повышения объективности пациенты были госпитализированы в Институт дерматовенерологии Клинического центра Белградского университета. Все пациенты получали одинаковый уход и режим жизни во избежание возможных отклонений. Критерии отбора и исключения, применяемые на этапе формирования группы, представлены в Таблице 2.
Таблица 2. Критерии включения и исключения
| Включение | Исключение |
| Старше 40 лет | Язвы инфекционного, компрессионного или послеоперационного происхождения |
| Любой пол | Пациенты с неконтролируемым диабетом и диабетической невропатией, целлюлитом, васкулитом или коллагеновым сосудистым заболеванием, а также любыми сопутствующими болезнями |
| Одна или несколько венозных язв площадью более 1 кв. см | |
| Отсутствие артериального заболевания ног (голеностопно-плечевой индекс давления >0,8) | |
| Пациент в настоящее время не получает лечения или повязки против язвы в любой иной форме | Пациенты, принимающие любую медицинскую помощь, способную оказать влияние на заживление раны, включая кортикостероиды и химиотерапию |
| Способность предоставить письменное согласие | Диагностированный или предполагаемый рак |
Источник света
Используемое оборудование представляло собой неинвазивное оптическое устройство с патентованной технологией на основе биостимулирующих эффектов поляризованного некогерентного излучения видимого и инфракрасного участков спектра. Физические параметры выходного сигнала данного оптического устройства:
За один сеанс терапии пациент получал удельную энергию (дозу), равную 19,2 Дж/см2.
Вмешательство
Лечение всех 25 пациентов проводилось только светом. Восьмиминутные сеансы лечения проводились один раз в день в течение четырех недель, то есть всего проведено 28 сеансов.
Любые иные методы лечения, способные ускорить лечение язв, были запрещены. Контрольная группа отсутствовала, поскольку было бы трудно отличить эффект от светолечения от эффекта за счет компрессионной терапии. Единственная сопутствующая терапия включала ежедневное промывание язв солевым раствором с последующим наложением сухой стерильной повязки.
В большинстве медицинских учреждений Югославии компрессионная терапия считается основным методом лечения ножных язв, хотя во многих центрах она не применяется из-за высокой стоимости.
Поляризованный свет
Волны света распространяются в параллельных плоскостях. В данной системе степень поляризации достигает примерно 95%.
Полихромия
Полихроматический свет содержит не только одну длину волны (как лазерное излучение), но достаточно широкий диапазон, включая видимый свет и часть инфракрасного диапазона. Длина волны света в данной системе изменяется от 480 нм до 3400 нм. Данный электромагнитный спектр не содержит ультрафиолетового излучения.
Некогерентность
В отличие от лазерного излучения свет данной системы является некогерентным или несовпадающим по фазе светом. Это означает, что световые волны не синхронизированы.
Низкий уровень энергии.
Свет данной системы характеризуется низким уровнем энергии (интегральная плотность потока). Это означает, что данный свет способен положительно стимулировать разные биологические процессы в теле.
Оценка состояния раны
Состояние раны оценивалось двумя независимыми экспертами до начала первого сеанса светолечения, а затем - каждую неделю в течение четырех недель. Площадь поверхности раны (размер язвы) измерялась методом компьютеризованной планиметрии (цифровой планиметр Planix 7, компания Tamaya Techniques, США), приспособленным для отображения язв нижних конечностей пациентов. Все измерения проводились по три раза, и рассчитывалось среднее значение размера язвы.
Фотографии снимались в процессе каждого осмотра для создания дополнительной истории болезни. Качественное описание раны заносилось в стандартный бланк осмотра.
Лечение было связано с первоначальным размером язвы. Язва считалась залеченной, когда эпидермис оставался неповрежденным, а кожа переставала выделять экссудат.
Гистологическая экспертиза
Изменения, происходящие в ране, мы планировали оценить на клеточном уровне, при использовании методов иммуногистохимии. Образцы биопсии кожи были взяты из основания язвы до начала первого сеанса лечения, а затем - через три недели светолечения у всех 11 пациентов, для которых это требовалось. С учетом этических факторов те пациенты, раны которых полностью заросли эпителием, или которые имели раны с небольшой площадью поверхности, к данной процедуре не привлекались.
Срезы из залитых формалином и находящихся в парафиновой оболочке тканевых блоков были подвергнуты резекции, а затем окрашены гематоксилин-эозином. Ткань раны оценивалась методу Masson's trichrome, связанному с фактором VIII антигену и альфа-актинину гладкомышечных клеток (α-SMA) методом иммуногистохимии. Основными параметрами для сравнения процесса заживления раны на клеточном уровне были:
Образцы исследовались независимым патологоанатомом, не имеющим представления о схеме исследования.
По результатам анализа биопсий никаких побочных эффектов процесса заживления не были обнаружены у 11 пациентов.
Статистика
Полученные результаты были проанализированы с применением программных средств Excel и STATA (Stata Corporation, College Station, Техас, США). Статистическая значимость между средними значениями рассчитывалась с помощью парного t-теста Стьюдента.
Результаты
Клинические данные
Всего в исследовании приняли участие 25 пациентов: 21 мужчина (84%) и четыре женщины (16%). Их средний возраст составлял 61,9 лет (в диапазоне от 46 до 84 лет). Общее количество язв нижних конечностей, зафиксированное в начале исследования - 73, средний первоначальный размер язвы составил 26,45 кв. см (SD: 24,6; в диапазоне от 1,45 до 94,66 кв. см). Все пациенты завершили исследование.
Все язвы, кроме одной (99%) имели положительную тенденцию к заживлению к концу четырех недель; 22 язвы (30%) полностью зажили. Средний размер язвы после четырех недель лечения уменьшился до 12,79 кв. см (SD: 18,2; в диапазоне от 0 до 84,5 кв. см, t = 4,09, p<0,01), что является статистической значимостью. Уменьшение площади поверхности раны по окончании срока лечения является статистически значимым (среднее значение: 57,15%; SD: 87%).
Общее количество язв, оставшихся после четырех недель, составило 51 (t=3,77, p<0,01).
Средний общий показатель заживления составил 3,53 кв.см в неделю (SD: 4,1; в диапазоне от 0,052 до 19,34). Неблагоприятные побочные эффекты не наблюдались, подтверждением чему являются два произвольно выбранных пациента. Результаты по всем пациентам представлены в Таблице 3.
Таблица 3. Скорость заживления язв нижних конечностей среди исследуемых пациентов
| Номер пациента | Кол-во язв | Уменьшение размера язвы через 4 недели (%) | Скорость заживления (см2/неделя) |
| 1 | 4 | 84,4 | 7,41 |
| 2 | 1 | 57,9 | 0,53 |
| 3 | 6 | 71,7 | 19,34 |
| 4 | 6 | 81,2 | 3,51 |
| 5 | 2 | 100 | 1,09 |
| 6 | 6 | 42,2 | 4,89* |
| 7 | 4 | 15,1 | 0,88 |
| 8 | 3 | 20,6 | 0,89 |
| 9 | 2 | 1,7 (+)* | -0,05* |
| 10 | 7 | 86,3 | 9,51 |
| 11 | 2 | 20,2 | 1,94 |
| 12 | 2 | 14,9 | 1,14 |
| 13 | 2 | 75,6 | 2,99 |
| 14 | 1 | 25,8 | 0,25 |
| 15 | 1 | 51,9 | 0,97 |
| 16 | 2 | 32,8 | 4,25 |
| 17 | 2 | 6,9 | 1,55 |
| 18 | 1 | 95,8 | 8.39 |
| 19 | 2 | 91,7 | 0,33 |
| 20 | 1 | 52,3 | 2,83 |
| 21 | 1 | 79,0 | 2,01 |
| 22 | 4 | 82,8 | 3,82 |
| 23 | 5 | 91,5 | 3,42 |
| 24 | 3 | 65,1 | 2,69 |
| 25 | 3 | 60,4 | 0,77 |
Гистологические результаты
Стандартное гистологическое исследование (гематоксилин-эозиновое окрашивание) всех 11 проб биопсии, взятых до начала курса светолечения, показало полный эпидермальный и дермальный некроз с выраженным воспалительным инфильтратом и плохой грануляцией.
Все 11 гистологических проб показали существенные гистологические изменения через три недели лечения. Отмечены реэпителизация и распространение грануляционной ткани, содержащей новые кровеносные сосуды, а также устойчивость к образованию новых крупных коллагеновых отложений.
Результаты иммуногистохимического анализа всех гистологических проб, взятых через три недели после начала лечения, оказались весьма впечатляющими. Срезы, окрашенные методом трехцветности по Мэйсону, показали существенное распространение фиброзной ткани. Все срезы были иммуногистохимически позитивными в отношении фактора VIII, демонстрируя процесс развития новых кровеносных сосудов и их повышенную плотность. Все срезы также содержали позитивные миофибропласты α-SMA.
Обсуждение результатов
После применения светолечения с использованием установки Bioptron имело место существенное уменьшение площади поверхности раны (в среднем на 57,16%), что подтверждается процентным показателем заживления ран и гистологическим анализом. Указанный метод светолечения, применяемый в качестве монотерапии для заживления ран, был ассоциирован с началом полного заживления ран.
Метод светолечения широко применяется для лечения ран разной этиологии после опубликования работы Mester et al., в которой было показано, что лечение с использованием низкоинтенсивного лазера оказывает стимулирующий эффект на заживление ран. По аналогии с лазерной терапией, система Bioptron также относится с низкоинтенсивным источникам излучения, но отличается от указанного метода тем, что она является полихроматической, а не монохроматической.
Результаты некоторых исследований, проведенных in vivo и in vitro, показывают, что применение метода светолечения с использованием разных оптических источников протонов малой энергии способствует заживлению ран. Однако результаты других исследований не подтверждают вывод о том, что светолечение с использованием низкоинтенсивных лазеров оказывает положительное влияние на заживление ран.
Указанные противоречивые результаты позволяют сделать вывод о неопределенности, существующей до настоящего времени, в отношении эффективности применения терапии с использованием низкоинтенсивных лазеров для заживления ран. Основными причинами указанных противоречивых результатов являются существенные методологические расхождения в методике исследований и использование оптических систем с разными физическими характеристиками.
Систематический анализ результатов четырех рандомизированных контролируемых исследований эффективности применения низкоинтенсивной лазерной терапии при лечении венозных язв нижних конечностей не показал явных преимуществ. Результаты одного исследования, включенного в указанный обзор, предполагали, что заживлению может способствовать сочетание гелий-неонового лазера и инфракрасного излучения. Требуются дополнительные исследования. Более того, проанализированные исследования содержали существенные расхождения и привлекали недостаточно квалифицированных экспертов, что приводило к необоснованным выводам. Таким образом, достоверных данных о том, что низкоинтенсивная лазерная терапия способствует заживлению ран, не получено.
Система Bioptron сочетает видимый свет с длиной волны 480-700 нм и инфракрасное излучение с длиной волны 700-3400 нм. Наша гипотеза в отношении того, почему данное сочетание лучше лазерного излучения, представлена ниже.
Механизм воздействия поляризованного полихроматического света не известен. Разные механизмы несут ответственность за фотобиостимулирующие эффекты обоих участков электромагнитного спектра, присутствующего в источнике полихроматического света, использованного в нашем исследовании; видимого и инфракрасного. Они приводят к одинаковым окончательным последствиям воздействия света, но запускают последовательность метаболических событий на разных клеточных уровнях.
Один предполагаемый механизм действия фотобиостимуляции представляет собой поглощение энергии видимого света митохондриями. Это может стать причиной целого ряда молекулярных событий и привести к увеличению клеточной энергии и активации синтеза нуклеиновой кислоты, что играет важную роль в заживлении ран.
Другой механизм обусловлен инфракрасным участком спектра излучения. Он инициирует реакцию на мембранном уровне, вероятно, через фотофизические эффекты на каналах Са++.
Известно, что низкоинтенсивная лазерная терапия стимулирует высвобождение факторов роста из облученных клеток. Факторы роста стимулируют развитие кровеносных сосудов, производство и разрушение дополнительного клеточного материала, высвобождение цитокина. Основными клетками в процессах уменьшения размера кожной язвы и синтеза колагена являются фибробласты и кератиноциты. Результаты некоторых исследований показывают, что их активация и распространение происходит в ответ на стимуляцию низкоинтенсивным лазерным/фотонным излучением.
Еще одним механизмом, способным нести ответственность за терапевтический эффект светолечения, является локальное расширение периферийных кровеносных сосудов, за счет чего может увеличиваться приток крови к коже и доставка кислорода к язве, увеличивая тем самым перенос питательных веществ, необходимых для заживления язвы.
Заключение
Результаты данного исследования показывают, что терапия с использованием полихроматического поляризованного света, применяемая в качестве монотерапии, ускоряет заживление ран у пациентов с венозными язвами нижних конечностей и представляет собой простой и неинвазивный метод лечения. Однако для подтверждения эффективности данной формы фототерапии в отношении пациентов с венозными язвами нижних конечностей и объективной оценки рекомендаций по повседневному применению данного метода в клинической практике необходимо провести тщательно продуманное рандомизированное контролируемое исследование с привлечением специалистов разного профиля. Подготовка к проведению такого рандомизированного контролируемого исследования уже ведется.
