به عنوان یک روش غیر تهاجمی و بدون درد برای درمان آکنه، بهبود زخم و جوانسازی پوست، درمان LED (دیود ساطع کننده نور) به طور فزاینده ای محبوب شده است. با این حال، ابزاری که نور رنگی{2}}ساطع میکند چقدر میتواند باعث تغییرات بیولوژیکی در پوست شود؟ ظرفیت آن برای تغییر مسیرهای بیوشیمیایی و تعامل با اجزای سلولی، به ویژه میتوکندری، کلید راه حل را نگه می دارد. علم زیربنای درمان LED در این مقاله با توجه خاص به مکانیک بیولوژیکی، طول موج ها و کاربردهای بالقوه آن در پزشکی مورد بررسی قرار می گیرد.
اصول درمان LED: محرک بیولوژیکی نور
چراغ درمانی LEDکه اغلب به عنوان تعدیل نوری (PBM) شناخته می شود، شامل نفوذ به پوست در اعماق مختلف با استفاده از طول موج های نور خاص، معمولا آبی [400-470 نانومتر] یا قرمز و نزدیک به مادون قرمز [630-850 نانومتر] است. نور LED در محدوده مرئی و مادون قرمز نزدیک{6} عمل میکند و انرژی را به سلولها بدون ایجاد آسیب حرارتی میرساند، برخلاف تابش UV، که DNA را تجزیه میکند. مولکولهای حساس به نور بدن که به عنوان کروموفور شناخته میشوند، این انرژی را جذب کرده و یک سری واکنشهای بیولوژیکی را آغاز میکنند.
درس مهم آموخته شده:
بدون ایجاد گرما یا ایجاد آسیب بافتی، نور به عنوان یک "سیگنال" به سلول ها عمل می کند و رفتار آنها را تغییر می دهد.
نور LED نیروگاه را هدف قرار می دهد: میتوکندری
سیتوکروم c اکسیداز، آنزیم ضروری در زنجیره انتقال الکترون میتوکندری (ETC)، به عنوان کروموفور اصلی در درمان LED عمل می کند. ارز انرژی سلول ها، ATP (آدنوزین تری فسفات) توسط میتوکندری تولید می شود. نور LED به روش های زیر بر عملکرد میتوکندری تأثیر می گذارد:
الف. افزایش تولید ATP
انتقال الکترون در ETC زمانی بهبود می یابد که سیتوکروم c اکسیداز نور قرمز یا نزدیک{0}}مادون قرمز را جذب کند.
این امر باعث کاهش تولید گونههای فعال اکسیژن (ROS) میشود که میتوانند به سلولها آسیب برسانند، و «بافتشده» الکترونها.
افزایش تولید ATP از بازده بهبود یافته ETC به سلول ها انرژی بیشتری برای انجام فعالیت هایی مانند بازسازی و ترمیم می دهد.
ب. کاهش استرس ناشی از اکسیداسیون
ROS بیش از حد منجر به استرس اکسیداتیو می شود که با التهاب و پیری مرتبط است، در حالی که ROS سطح پایین یک پیامد متابولیکی طبیعی است.
درمان LED با متعادل کردن سطوح ROS، محیطی برای بقای حرفهای برای سلولها-ترویج میکند.
ج. فعال سازی مسیر سیگنالینگ
افزایش انتشار میتوکندری ATP و اکسید نیتریک (NO) مسیرهای پایین دستی از جمله AP-1 و NF-kB را ایجاد می کند که تکثیر سلولی، التهاب و تشکیل کلاژن را کنترل می کند.
تاثیر طول موج بر سلول های پوست
طول موج های مختلف باعث واکنش های بیولوژیکی متفاوتی می شود و پوست را تا اعماق مختلف سوراخ می کند:
یک . 630–700 نانومتر نور قرمز
نفوذ: فیبروبلاست ها را هدف قرار می دهد که سلول هایی هستند که کلاژن تولید می کنند و به عمق 1-2 میلی متر در درم نفوذ می کنند.
مکانیسم ها:
با تحریک فعالیت فیبروبلاست، تشکیل کلاژن و الاستین را افزایش می دهد.
با تشویق اتساع عروق (از طریق انتشار NO) جریان خون را افزایش می دهد.
با مهار سیتوکینهایی که التهاب را تحریک میکنند، مانند TNF- و IL-6، التهاب را کاهش میدهد.
کاربردها شامل درمان روزاسه، کاهش اسکار، و ضد پیری-می باشد.
ب. نور نزدیک-مادون قرمز (700–850 نانومتر)
نفوذ: ماهیچه ها، مفاصل و اعصاب را با رسیدن به بافت های عمیق تر (تا 5 تا 10 میلی متر) تحت تاثیر قرار می دهد.
مکانیسم ها:
رگ زایی یا ایجاد رگ های خونی جدید را افزایش می دهد که باعث تسریع بهبودی بافت می شود.
با اصلاح فعالیت سلول های ایمنی به بهبود زخم ها کمک می کند.
کاربردها شامل مدیریت درد، ترمیم زخم مزمن، و بهبودی بعد از عمل-است.
C{0}}–470 نانومتر نور آبی
نفوذ: 0.5-1 میلی متر به عمق اپیدرم هدف قرار می گیرد.
مکانیسم ها:
با ایجاد استرس اکسیداتیو متوسط، غشای سلولی Propionibacterium acnes، باکتری عامل آکنه را از بین می برد.
غدد سباسه بیش فعال را شل می کند که تولید سبوم را کاهش می دهد.
کاربردها شامل مدیریت پوست چرب و درمان آکنه است.
واکنشهای سلولهای محرک جوانسازی پوست
خواص ضد پیری و درمانیچراغ های LED درمانیاز ظرفیت آن برای تأثیرگذاری بر عملکردهای مهم سلولی ناشی می شود:
الف. سنتز کلاژن و الاستین
تحقیقات بالینی نشان داده است که فیبروبلاست هایی که در معرض نور قرمز قرار می گیرند می توانند تا 200٪ کلاژن بیشتری ایجاد کنند.
کلاژن با بازسازی ساختار پوست، انعطاف پذیری را بهبود می بخشد و چین و چروک را کاهش می دهد.
ب. تعدیل التهاب
نور LED قرمزی، تورم و اختلالاتی مانند پسوریازیس و اگزما را با مهار سیتوکینهای التهابی کاهش میدهد.
ج. افزایش گردش سلولی پوست
کراتینوسیت ها یا سلول های پوست با افزایش ATP انرژی می گیرند که باعث تسریع ایجاد سلول های جدید و ریزش سلول های مرده می شود. در نتیجه پوست صاف تر و درخشان تر می شود.
درمان ال ای دی برای بهبود زخم ها: دیدگاه سلولی
درمان ال ای دی برای بهبودی بعد از عمل و زخم های مزمن (مانند زخم های دیابتی) مفید است زیرا بر:
الف. مهاجرت و تکثیر فیبروبلاست ها
فیبروبلاست ها با انرژی نور به محل زخم کشیده می شوند و در آنجا کلاژن را برای ایجاد بافت جدید ذخیره می کنند.
ب- فرآیند رگزایی
توسعه مویرگی توسط نور مادون قرمز نزدیک-تشویق می شود، که تضمین می کند که مناطق آسیب دیده اکسیژن و مواد مغذی دریافت کنند.
ج- تنظیم سیستم ایمنی
سلولهای ایمنی به نام ماکروفاژها برای از بین بردن عفونتها و زبالهها فعال میشوند و در عین حال التهاب بیش از حد را کاهش میدهند.
داده های بالینی برای پشتیبانی از فرآیندهای سلولی
طبق یک مطالعه در سال 2013 در مورد جراحی پوست، پس از 30 جلسه، درمان LED قرمز تراکم کلاژن پوست انسان را تا 31 درصد افزایش داد.
بر اساس یک بررسی در سال 2017 (سمینارها در پزشکی و جراحی پوست)، نور آبی P. acnes را هدف قرار می دهد و ضایعات آکنه را 60-70٪ کاهش می دهد.
بر اساس یک متا{1}}2020 در جراحی پلاستیک زیبایی، نرخ ترمیم زخم بیماران سوختگی در مواجهه با نور مادون قرمز نزدیک 40 درصد افزایش یافت.
ایمنی و محدودیت های سطح سلولی
علیرغم اینکه معمولاً ایمن است، با استفاده ازچراغ درمان LEDنادرست (مثلاً با استفاده از آن برای مدت طولانی یا خیلی شدید) ممکن است منجر به موارد زیر شود:
قرمزی یا خشکی گذرا ناشی از افزایش گردش سلولی.
کاهش اثربخشی در رنگ پوست های تیره به دلیل جذب ناکافی طول موج ها (کروموفورها و ملانین برای نور با هم رقابت می کنند).
پیامدهای مفید برای کاربران
درمان ترکیبی: زمانی که LED همراه با آنتی اکسیدان های موضعی (مانند ویتامین C) یا میکرونیدلینگ استفاده شود، نتایج بهبود می یابد.
دستگاههای بالینی در برابر-خانه: تابش (قدرت) بالاتر توسط پانلهای درجه حرفهای- برای تأثیرات سلولی عمیقتر ارائه میشود.
نقطه قوت درمان LED در توانایی آن برای "ارتباط" با سلول های پوست و میتوکندری، به حداکثر رساندن تولید انرژی، کاهش التهاب و ارتقاء التیام است. نور آبی با عدم تعادل میکروبی و سبوم مقابله می کند، در حالی که نور قرمز و مادون قرمز نزدیک{1}}روی التیام و بازسازی متمرکز می شود. فناوری LED همچنان با پیشرفت تحقیقات، شکاف بین پزشکی مبتنی بر شواهد و درماتولوژی زیبایی را کم می کند و ابزاری علمی برای پوست بهتر ارائه می دهد.
