Metilen biru dalam penelitian luka: balutan, cahaya, dan hasil penyembuhan

Perban berwarna biru dan botol tetes berisi cairan biru terlihat seperti intervensi yang sama. Dalam penelitian luka, keduanya berbeda. Salah satunya adalah balutan yang diproduksi dengan kandungan pewarna tetap, diuji sebagai perangkat jadi. Yang lainnya adalah larutan yang diaplikasikan secara manual, dengan konsentrasi, volume, dan waktu kontak yang berubah pada setiap aplikasi. Studi terhadap keduanya menjawab pertanyaan yang berbeda, dan parameter hasilnya juga berbeda.

Tinjauan ini memisahkan keduanya. Tinjauan ini memetakan apa yang diaplikasikan peneliti, pada apa bahan tersebut diaplikasikan, dan apa yang diukur: luas luka, tingkat penutupan, jumlah bakteri, atau proksi laboratorium seperti penutupan goresan dalam wadah kultur.

Tiga konteks, dijelaskan secara sederhana

Penelitian luka dengan metilen biru terbagi dalam tiga konteks. Masing-masing memiliki konsep tersendiri tentang apa yang dilakukan pewarna tersebut.

Pertama, balutan busa yang mengandung pewarna. Produk seperti busa polivinil alkohol yang diimpregnasi dengan metilen biru dan gentian violet (dipasarkan sebagai busa antibakteri Hydrofera Blue) membawa pewarna yang terikat dalam matriks balutan. Mekanisme yang dinyatakan adalah aktivitas antibakteri yang terkait dengan balutan, yang dimaksudkan untuk membantu mengelola beban bakteri di lingkungan luka sementara busa menangani eksudat. Keputusan penggunaan produk tersebut berada pada klinisi yang memilih balutan untuk luka tertentu; petunjuk penggunaan balutan menentukan waktu pemakaian dan frekuensi penggantian, bukan resep umum untuk pewarna biru.

Kedua, terapi fotodinamik metilen biru. Di sini larutan metilen biru diaplikasikan sebagai fotosensitizer lalu diberi cahaya, biasanya dengan cahaya merah di dekat puncak penyerapan pewarna. Cahaya dan oksigen berpartisipasi dalam menghasilkan spesies reaktif yang merusak mikroba. Ini adalah kimia yang berbeda dari alasan antioksidan yang digunakan dalam pemasaran perawatan kulit, perbedaan yang juga dijelaskan dalam panduan kami tentang metilen biru dalam formulasi perawatan kulit. Intervensinya adalah kombinasi pewarna, dosis cahaya, dan oksigen, dan perubahan pada salah satu dari ketiganya akan mengubah intervensinya.

Ketiga, metilen biru tanpa cahaya pada sel dan hewan. Eksperimen ini menanyakan apakah pewarna tersebut sendiri mengubah perilaku fibroblas, protein matriks, atau penutupan luka eksperimental. Ini adalah studi mekanisme, bukan uji balutan.

Peta model studi: apa yang diuji, pada apa, dan apa yang berubah

Gunakan tabel ini sebagai peta artikel. Baca setiap baris dari kiri ke kanan: bahan, model, dan parameter hasil yang dapat didukung oleh baris tersebut. Tidak ada baris yang menggunakan parameter hasil dari baris lain.

Balutan: perangkat jadi, bukan resep pewarna

Balutan busa yang diteliti dalam perawatan luka adalah perangkat yang diproduksi. Rentang Hydrofera Blue yang dijelaskan pada halaman produk produsen menggabungkan dua pewarna dalam busa steril: versi polivinil alkohol CLASSIC mengandung masing-masing pewarna maksimal 0.00025 g per gram busa, dan versi poliuretan READY maksimal 0.00035 g per gram. Karena pewarna dimasukkan selama proses produksi, setiap balutan memiliki jumlah yang diketahui, dan laporan klinis mendeskripsikan produk berdasarkan nama, waktu pemakaian, dan jadwal penggantian.

Ini adalah perangkat medis yang telah mendapatkan izin, bukan obat yang disetujui. Balutan asli memiliki izin FDA K013462 dari tahun 2002, versi poliuretan Hydrofera Blue memiliki izin K130670 dari tahun 2014, dan versi READY dengan tepi memiliki izin K190268 dari tahun 2019. Izin melalui jalur 510(k) menetapkan kesetaraan substansial dengan perangkat sebelumnya; izin tersebut bukan persetujuan efektivitas. Klaim antimikroba dalam dokumentasi perangkat terutama didasarkan pada aktivitas dalam balutan dan pengujian laboratorium, yang tidak boleh diterjemahkan menjadi klaim bahwa balutan mensterilkan jaringan terinfeksi dengan pengurangan log tertentu.

Pengalaman klinis yang dipublikasikan sebagian besar terdiri dari seri kecil tanpa kontrol. Dalam studi prospektif terhadap 29 luka kronis oleh Woo dan Heil, Hydrofera Blue Classic diganti tiga kali seminggu selama empat minggu, luas luka rata-rata turun dari 21.4 menjadi 12.3 cm² (pengurangan 42.5%) dan skor PUSH turun dari 13.3 menjadi 10.7. Sebuah seri kasus terhadap 15 luka ekstremitas bawah oleh Coutts, Ryan dan Sibbald menemukan penurunan ukuran luka pada empat minggu dalam 8 dari 14 luka yang dapat dievaluasi, dengan perbaikan nyeri pada beberapa pasien, terutama mereka dengan ulkus kaki diabetik. Sebuah kohort retrospektif terhadap 53 luka yang dilaporkan oleh Lullove menggabungkan busa dengan matriks kolagen ovine, sehingga pengurangan luas rata-rata 91.3% pada dua belas minggu tidak dapat dikaitkan hanya dengan busa. Sebuah analisis program retrospektif besar oleh Hurd melaporkan penyembuhan lebih cepat ketika balutan digunakan dalam paket perawatan standar, yang sekali lagi menguji paket tersebut, bukan pewarna.

Satu keterbatasan muncul dalam semua studi ini: beban bakteri muncul sebagai skor infeksi klinis atau usapan semikuantitatif, bukan kultur jaringan kuantitatif serial. Ringkasan yang tepat adalah bahwa studi busa dua pewarna melaporkan pengurangan luas luka, peningkatan skor dasar luka, dan terkadang lebih sedikit nyeri, tanpa menetapkan hubungan dosis-respons spesifik metilen biru atau tingkat pembunuhan bakteri yang diukur dalam jaringan. Dan tidak ada dalam studi balutan yang memvalidasi perendaman kasa dalam larutan tetes sebagai sesuatu yang setara. Konsentrasi, distribusi, laju pelepasan, sterilitas, dan waktu pemakaian semuanya berbeda.

Cahaya plus pewarna: penelitian luka fotodinamik

Penelitian luka fotodinamik menambahkan pencahayaan ke dalam protokol. Konsentrasi dalam studi manusia umumnya berada antara 0.01% dan 1% metilen biru, dengan cahaya merah dekat 635 hingga 660 nm pada fluensi dari beberapa joule per sentimeter persegi hingga lebih dari seratus. Kelompok kontrol berbeda-beda: beberapa studi membandingkan dengan perawatan standar, sementara yang lain melaporkan jumlah bakteri sebelum dan sesudah pada luka yang sama.

Sinyal manusia yang paling konsisten berkaitan dengan kualitas luka dan luas luka, bukan jumlah bakteri. Dalam studi terkontrol terhadap 12 ulkus diabetes oleh Carrinho dan rekan, 0.01% metilen biru dengan cahaya 660 nm pada 6 J/cm², tiga kali seminggu selama sepuluh sesi, menghasilkan pengurangan luas yang secara signifikan lebih besar dibandingkan perlakuan kontrol. Sebuah seri kasus lima luka terinfeksi oleh Shen dan rekan melaporkan penyembuhan lengkap setelah rata-rata empat sesi pewarna 1% dengan cahaya 635 nm, tanpa parameter bakteri kuantitatif. Uji acak terbesar hingga saat ini, sebuah uji tersamar ganda terhadap 94 peserta dengan ulkus kaki diabetik oleh Chagas dan rekan, menemukan skor luka Bates-Jensen membaik dari sesi ketiga hingga tindak lanjut tiga puluh hari dengan pewarna 1% plus laser 660 nm, tanpa kejadian tidak diinginkan terkait perlakuan, tetapi sekali lagi tanpa parameter kuantitatif beban bakteri.

Dua catatan penting menjaga literatur ini tetap akurat. Pertama, hasil amputasi yang sering dikutip dari Tardivo dan rekan menggunakan metilen biru yang dikombinasikan dengan toluidine blue, sehingga tidak dapat dikaitkan hanya dengan metilen biru. Kedua, penyembuhan setelah sesi cahaya tidak otomatis dapat dikreditkan pada fotokimia antimikroba, karena cahaya merah itu sendiri dapat memodifikasi perbaikan. Dalam eksperimen luka tikus oleh Sperandio dan rekan dengan kelompok pewarna saja, cahaya saja, kombinasi, dan kontrol, kondisi laser saja memengaruhi penyembuhan secara mandiri. Atribusi terhadap pembunuhan bakteri memerlukan mikrobiologi ditambah kontrol yang tepat. Penelitian hewan lebih jelas dalam hal tersebut: dalam model luka tikus terinfeksi oleh Pérez dan rekan, terapi fotodinamik menghasilkan hasil penyembuhan visual terbaik sementara mupirocin menghasilkan pengurangan bakteri terkuat, memisahkan kedua parameter tersebut dengan jelas. Tinjauan kami tentang bukti metilen biru dan terapi cahaya merah menempatkan protokol luka ini bersama pengaturan cahaya non-luka sehingga fotokimia yang sama tidak disalahartikan sebagai indikasi yang sama.

Sel dan model kulit: tempat sinyal penyembuhan dimulai

Dasar laboratorium dari klaim penyembuhan luka adalah studi tahun 2017 oleh Xiong dan rekan pada fibroblas dermal manusia dan kulit rekonstruksi. Fibroblas dari dua donor, yang diberi perlakuan awal dengan 100 nM metilen biru, mengisi kembali celah goresan secara signifikan lebih cepat dibandingkan sel tanpa perlakuan pada 24 jam. Pada kulit rekonstruksi ketebalan penuh, paparan lebih lama meningkatkan hidrasi dan ketebalan dermis yang diukur, dengan peningkatan elastin dan COL2A1 di antara perubahan matriks.

Ini adalah parameter hasil yang relevan dengan luka, dan parameter tersebut berlaku untuk modelnya. Uji goresan mengukur migrasi kolektif sel melintasi celah dalam wadah kultur. Uji ini tidak memiliki respons imun, kolonisasi bakteri, eksudat, atau balutan. Kulit rekonstruksi menambahkan struktur jaringan tetapi tetap tidak memiliki sirkulasi dan seluruh rangkaian penyembuhan. Tidak satu pun model menguji balutan busa atau protokol fotodinamik, dan tidak satu pun menghasilkan konsentrasi untuk aplikasi di rumah.

Metilen biru yang diformulasikan juga telah diuji pada luka hewan pengerat. Sebuah gel niosom 0.005% yang dipelajari oleh Farmoudeh dan rekan mempercepat penutupan awal luka eksisi tikus dibandingkan pewarna bebas dan kendaraan, dengan histologi dan pengukuran stres oksidatif yang lebih menguntungkan. Sebuah nanoemulsi 0.1 mg/mL yang dipelajari oleh Gao dan rekan pada tikus diabetes mempercepat penutupan dengan peningkatan penanda angiogenesis serta penurunan sinyal oksidatif dan apoptosis. Formulasi penting dalam kedua kasus tersebut; kedua hasil tersebut tidak otomatis berlaku untuk pewarna air biasa.

Dan arah efeknya tidak selalu sama. Dalam eksperimen anastomosis tikus oleh Dinc dan rekan, 1% metilen biru yang ditempatkan di dalam rongga perut mengurangi tekanan pecah anastomosis dan hidroksiprolin pada hari ketiga, menunjukkan gangguan kekuatan penyembuhan awal pada dosis dan rute tersebut. Konsentrasi, jaringan, formulasi, dan rute menentukan hasilnya.

Apa yang harus ditanyakan pada setiap klaim luka

Setiap klaim luka tentang metilen biru harus melewati empat pertanyaan. Pertama, apa tepatnya yang diaplikasikan: balutan buatan yang memiliki nama, protokol fotosensitizer-plus-cahaya yang ditentukan, atau larutan yang tidak ditentukan? Kedua, pada apa: sel, luka hewan, atau luka manusia dengan jenis yang dinyatakan? Ketiga, dibandingkan dengan apa dan selama berapa lama? Keempat, dengan parameter hasil apa: perubahan luas, penutupan, jumlah bakteri, atau proksi laboratorium?

Klaim yang mencampur pertanyaan pertama adalah kesalahan yang paling umum. Hasil yang diperoleh dengan busa berisi pewarna tidak memvalidasi pemberian pewarna biru pada luka, dan sinyal antimikroba setelah sesi fotodinamik tidak memvalidasi pemberian larutan tanpa cahaya. Panduan mendatang tentang cara membaca klaim luka metilen biru akan memberikan daftar periksa ini tempat permanen dengan contoh-contoh; sampai saat itu, tabel di atas berfungsi sebagai peta.

Luka yang dalam, menyebar, berbau tidak sedap, disertai demam, atau tidak membaik memerlukan penilaian klinis, bukan pewarna. Penelitian yang ditinjau di sini layak diikuti karena spesifik mengenai bahan, model, dan pengukuran. Pertahankan ketiga hal tersebut melekat pada setiap klaim dan bidang ini menjadi lebih jelas.