Methylenblåt i sårforskning: forbindinger, lys og helingsresultater

En blåfarvet forbinding og en dråbeflaske med blå væske ligner den samme intervention. I sårforskning er de det ikke. Den ene er en industrielt fremstillet forbinding med en fast mængde farvestof, testet som færdigt medicinsk udstyr. Den anden er en opløsning, der påføres manuelt, hvor koncentration, volumen og kontakttid varierer ved hver påføring. Studier af de to besvarer forskellige spørgsmål, og deres endepunkter er tilsvarende forskellige.

Denne gennemgang holder de to adskilt. Den kortlægger, hvad forskerne anvendte, hvad de anvendte det på, og hvad de målte: sårareal, lukningshastighed, bakterietal eller et laboratoriebaseret surrogatmål såsom lukning af en ridse i et cellelag i en dyrkningsskål.

De tre sammenhænge, kort fortalt

Sårforskning med methylenblåt foregår i tre sammenhænge. Hver har sin egen forståelse af farvestoffets rolle.

For det første skumforbindinger med farvestof. Produkter som polyvinylalkoholskum imprægneret med methylenblåt og gentianaviolet (markedsført som Hydrofera Blue antibakterielt skum) har farvestofferne bundet i forbindingens matrix. Den angivne mekanisme er antibakteriel aktivitet knyttet til forbindingen, som skal hjælpe med at håndtere bakteriebelastningen i sårmiljøet, mens skummet håndterer ekssudat. Behandlingsbeslutninger med et sådant produkt hører til hos den kliniker, der vælger en forbinding til et bestemt sår; forbindingens brugsanvisning fastlægger, hvor længe den må sidde, og hvor ofte den skal skiftes, ikke en generel opskrift på blåt farvestof.

For det andet fotodynamisk terapi med methylenblåt. Her påføres en opløsning af methylenblåt som fotosensibilisator og belyses derefter, typisk med rødt lys nær farvestoffets absorptionsmaksimum. Lys og ilt medvirker til at danne reaktive forbindelser, som beskadiger mikrober. Denne kemi adskiller sig fra den antioxidantbegrundelse, der bruges i markedsføring af hudpleje, en skelnen som vores guide til methylenblåt i hudpleje også fremhæver. Interventionen er kombinationen af farvestof, lysdosis og ilt, og en ændring i én af de tre ændrer interventionen.

For det tredje methylenblåt uden lys i celler og dyr. Disse forsøg undersøger, om selve farvestoffet ændrer fibroblasters adfærd, matrixproteiner eller lukningen af eksperimentelle sår. Det er mekanismestudier, ikke forsøg med forbindinger.

Oversigt over studiemodeller: hvad blev testet, på hvad, og hvad ændrede sig?

Brug denne tabel som artiklens oversigtskort. Læs hver række fra venstre mod højre: materialet, modellen og det endepunkt, som rækken kan understøtte. Ingen række låner endepunktet fra en anden.

Forbindinger: færdigt medicinsk udstyr, ikke en opskrift på farvestof

De skumforbindinger, der er undersøgt i sårbehandling, er industrielt fremstillet medicinsk udstyr. Hydrofera Blue-serien, som beskrives på producentens produktside, kombinerer de to farvestoffer i sterilt skum: CLASSIC-versionen af polyvinylalkohol indeholder højst 0.00025 g af hvert farvestof pr. gram skum, og READY-versionen af polyurethan højst 0.00035 g pr. gram. Da farvestofferne tilsættes under fremstillingen, indeholder hver forbinding en kendt mængde, og kliniske rapporter beskriver produktet ved navn, anvendelsestid og skifteplan.

Dette er medicinsk udstyr med markedsføringstilladelse, ikke godkendte lægemidler. Den oprindelige forbinding har FDA-markedsføringstilladelse K013462 fra 2002, Hydrofera Blue-versionen af polyurethan har markedsføringstilladelse K130670 fra 2014, og READY-versionen med kant har markedsføringstilladelse K190268 fra 2019. Tilladelse via 510(k)-proceduren fastslår væsentlig ækvivalens med tidligere udstyr; den er ikke en godkendelse af effekten. De antimikrobielle påstande i dokumentationen for udstyret bygger i vid udstrækning på aktivitet inde i forbindingen og i laboratorieforsøg. Det bør ikke omsættes til en påstand om, at forbindingen steriliserer inficeret væv med en angivet logaritmisk reduktion.

Den offentliggjorte kliniske erfaring består hovedsageligt af små, ukontrollerede serier. I et prospektivt studie af 29 kroniske sår udført af Woo og Heil, hvor Hydrofera Blue Classic blev skiftet tre gange ugentligt i fire uger, faldt det gennemsnitlige sårareal fra 21.4 til 12.3 cm² (en reduktion på 42.5%), og PUSH-scorerne faldt fra 13.3 til 10.7. En caseserie med 15 sår på underekstremiteterne af Coutts, Ryan og Sibbald viste faldende sårstørrelse efter fire uger i 8 af 14 sår, der kunne evalueres, med færre smerter hos nogle patienter, især dem med diabetiske fodsår. En retrospektiv kohorte med 53 sår rapporteret af Lullove kombinerede skummet med en kollagenmatrix fra får, så den gennemsnitlige arealreduktion på 91.3% efter tolv uger kan ikke tilskrives skummet alene. En stor retrospektiv programanalyse af Hurd rapporterede hurtigere heling, hvor forbindingerne blev brugt som led i en standardiseret behandlingspakke, hvilket igen tester pakken snarere end farvestoffet.

Én begrænsning går igen i alle disse studier: bakteriebelastningen fremgår som kliniske infektionsscorer eller semikvantitative podninger, ikke som gentagne kvantitative vævskulturer. Den redelige opsummering er, at studier af skum med to farvestoffer rapporterer arealreduktion, forbedrede scorer for sårbunden og undertiden færre smerter, uden at fastslå en methylenblåt-specifik dosis-respons-sammenhæng eller en målt bakteriedrabsrate i væv. Og intet i studierne af forbindinger dokumenterer, at gaze gennemvædet med en opløsning fra en dråbeflaske er tilsvarende. Koncentration, fordeling, frigivelseshastighed, sterilitet og anvendelsestid er alle forskellige.

Lys plus farvestof: fotodynamiske sårstudier

Fotodynamisk sårforskning tilføjer belysning til protokollen. Koncentrationerne i studier på mennesker ligger generelt mellem 0.01% og 1% methylenblåt, med rødt lys omkring 635 til 660 nm og energitætheder fra nogle få joule pr. kvadratcentimeter til over hundrede. Kontrolgrupperne varierer: nogle studier sammenligner med standardbehandling, mens andre rapporterer bakterietal før og efter i de samme sår.

De mest konsistente signaler hos mennesker vedrører sårets tilstand og areal snarere end bakterietal. I et kontrolleret studie af 12 diabetiske sår af Carrinho og kolleger gav 0.01% methylenblåt med 660 nm lys ved 6 J/cm², tre gange ugentligt i ti sessioner, signifikant større arealreduktion end kontrolbehandlingen. En caseserie med fem inficerede sår af Shen og kolleger rapporterede fuldstændig heling efter gennemsnitligt fire sessioner med 1% farvestof og 635 nm lys, uden kvantitative bakterielle endepunkter. Det hidtil største randomiserede forsøg, et dobbeltblindet forsøg med 94 deltagere med diabetiske fodsår af Chagas og kolleger, fandt forbedringer i Bates-Jensen-sårscorer fra den tredje session til opfølgningen efter tredive dage med 1% farvestof plus 660 nm laser, uden behandlingsrelaterede uønskede hændelser, men igen uden et kvantitativt endepunkt for bakteriebelastning.

To forbehold sikrer en redelig læsning af denne litteratur. For det første blev det markante amputationsresultat, som undertiden citeres fra Tardivo og kolleger, opnået med methylenblåt kombineret med toluidinblåt, så det kan ikke tilskrives methylenblåt alene. For det andet kan heling efter en lyssession ikke automatisk tilskrives antimikrobiel fotokemi, fordi rødt lys i sig selv kan påvirke vævsreparationen. I et sårforsøg på rotter af Sperandio og kolleger med grupper, der fik henholdsvis farvestof alene, lys alene, kombinationen og kontrolbehandling, påvirkede laser alene helingen. At tilskrive resultatet bakteriedrab kræver mikrobiologi og de rette kontroller. Dyreforsøgene er tydeligere på dette punkt: i en model med inficerede sår hos mus af Pérez og kolleger gav fotodynamisk terapi det bedste synlige helingsresultat, mens mupirocin gav den største bakteriereduktion, hvilket klart adskilte de to endepunkter. Vores oversigt over evidensen for methylenblåt og rødt lys sætter disse sårprotokoller i sammenhæng med lysanvendelser uden for sårbehandling, så fælles fotokemi ikke forveksles med en fælles indikation.

Celler og hudmodeller: hvor helingssignalet begynder

Det laboratoriemæssige udgangspunkt for påstanden om sårheling er et studie fra 2017 af Xiong og kolleger på humane dermale fibroblaster og rekonstrueret hud. Fibroblaster fra to donorer, forbehandlet med 100 nM methylenblåt, genbefolkede en ridse i cellelaget signifikant hurtigere end ubehandlede celler ved målingen efter 24 timer. I rekonstrueret hud i fuld tykkelse øgede længere eksponering den målte hydrering og dermistykkelse, med opregulering af elastin og COL2A1 blandt matrixændringerne.

Dette er reelle, sårrelevante endepunkter, og de hører til deres respektive modeller. Et ridseassay måler kollektiv cellemigration hen over et mellemrum i en dyrkningsskål. Det omfatter ingen immunrespons, ingen bakteriel kolonisering, intet ekssudat og ingen forbinding. Rekonstrueret hud tilføjer vævsarkitektur, men mangler stadig blodcirkulation og den fulde helingskaskade. Ingen af modellerne tester en skumforbinding eller en fotodynamisk protokol, og ingen af dem giver en koncentration til anvendelse i hjemmet.

Methylenblåt i formuleringer er også blevet testet i sår hos gnavere. En niosomal gel med 0.005%, undersøgt af Farmoudeh og kolleger, fremskyndede den tidlige lukning af excisionssår hos rotter sammenlignet med frit farvestof og formuleringens grundlag, med mere gunstig histologi og mål for oxidativt stress. En nanoemulsion på 0.1 mg/mL, undersøgt af Gao og kolleger i diabetiske mus, fremskyndede lukningen med øgede angiogenesemarkører og reducerede oxidative og apoptotiske signaler. Formuleringen har betydning i begge tilfælde; ingen af resultaterne kan automatisk overføres til farvestof i en simpel vandig opløsning.

Og effektens retning er ikke universel. I et anastomoseforsøg på rotter af Dinc og kolleger reducerede 1% methylenblåt anbragt i bughulen anastomosens bristningstryk og hydroxyprolin på dag tre, hvilket viste nedsat styrke under den tidlige heling ved denne dosis og administrationsvej. Koncentration, væv, formulering og administrationsvej afgør udfaldet.

Hvilke spørgsmål bør man stille til enhver påstand om sår?

Enhver påstand om methylenblåt og sår bør kunne bestå fire spørgsmål. For det første: Hvad blev præcist anvendt — en navngiven, industrielt fremstillet forbinding, en defineret protokol med fotosensibilisator plus lys eller en uspecificeret opløsning? For det andet: På hvad — celler, et sår hos et dyr eller sår hos mennesker af en angivet type? For det tredje: Sammenlignet med hvad og over hvor lang tid? For det fjerde: Med hvilket målt endepunkt — arealændring, lukning, bakterietal eller et laboratoriebaseret surrogatmål?

Påstande, der udvisker det første spørgsmål, er den mest almindelige fejl. Et resultat opnået med farvestofholdigt skum dokumenterer ikke, at det er tilsvarende at male et sår blåt, og et antimikrobielt signal efter en fotodynamisk session dokumenterer ikke, at det er tilsvarende at duppe en opløsning på uden lys. Den kommende guide til at læse påstande om methylenblåt og sår vil give denne tjekliste et fast hjem med gennemarbejdede eksempler; indtil da fungerer tabellen ovenfor som oversigtskort.

Sår, der er dybe, breder sig, lugter grimt, ledsages af feber eller ikke bedres, kræver klinisk vurdering frem for et farvestof. Den forskning, der gennemgås her, er værd at følge, netop fordi den er præcis om materialer, modeller og målinger. Hold disse tre knyttet til hver påstand, så bliver forskningsfeltet lettere at læse.