Błękit metylenowy w badaniach nad ranami: opatrunki, światło i wyniki gojenia

Bandaż zabarwiony na niebiesko i butelka z kroplomierzem zawierająca niebieski płyn wyglądają jak ta sama interwencja. W badaniach nad ranami tak nie jest. Pierwszy to produkowany opatrunek o stałej zawartości barwnika, badany jako gotowy wyrób. Drugi to roztwór nanoszony ręcznie, którego stężenie, objętość i czas kontaktu różnią się przy każdym zastosowaniu. Badania nad tymi dwiema metodami odpowiadają na różne pytania, a ich punkty końcowe odpowiednio się różnią.

Ten przegląd traktuje je oddzielnie. Pokazuje, co badacze stosowali, na czym to stosowali i co mierzyli: powierzchnię rany, tempo jej zamykania, liczebność bakterii lub laboratoryjny wskaźnik zastępczy, taki jak zamykanie szczeliny w teście zarysowania w naczyniu hodowlanym.

Trzy konteksty badawcze, wyjaśnione wprost

Badania nad błękitem metylenowym w kontekście ran obejmują trzy obszary. W każdym z nich inaczej rozumie się rolę barwnika.

Po pierwsze, opatrunki piankowe zawierające barwniki. Produkty takie jak pianka z alkoholu poliwinylowego nasycona błękitem metylenowym i fioletem gencjanowym (sprzedawana jako antybakteryjna pianka Hydrofera Blue) zawierają barwniki związane w strukturze opatrunku. Deklarowany mechanizm to działanie antybakteryjne związane z opatrunkiem, które ma pomagać kontrolować obciążenie bakteryjne w środowisku rany, podczas gdy pianka absorbuje wysięk. Decyzje dotyczące leczenia takim produktem należą do klinicysty dobierającego opatrunek do konkretnej rany; czas pozostawienia opatrunku i częstotliwość jego zmiany określa instrukcja użytkowania, a nie ogólna receptura stosowania niebieskiego barwnika.

Po drugie, terapia fotodynamiczna z błękitem metylenowym. W tym przypadku roztwór błękitu metylenowego jest nanoszony jako fotouczulacz, a następnie naświetlany, zwykle czerwonym światłem o długości fali zbliżonej do maksimum absorpcji barwnika. Światło i tlen uczestniczą w powstawaniu reaktywnych form chemicznych, które uszkadzają drobnoustroje. To inny mechanizm chemiczny niż antyoksydacyjne uzasadnienie stosowane w marketingu kosmetyków do pielęgnacji skóry; to rozróżnienie przedstawia również nasz przewodnik po błękicie metylenowym w pielęgnacji skóry. Interwencją jest połączenie barwnika, dawki światła i tlenu, a zmiana któregokolwiek z tych trzech elementów zmienia samą interwencję.

Po trzecie, błękit metylenowy bez światła w badaniach na komórkach i zwierzętach. Eksperymenty te sprawdzają, czy sam barwnik zmienia zachowanie fibroblastów, białka macierzy lub zamykanie ran doświadczalnych. Są to badania mechanizmów, a nie badania opatrunków.

Mapa modeli badawczych: co badano, na czym i co się zmieniło

Ta tabela stanowi mapę artykułu. Każdy wiersz należy czytać od lewej do prawej: materiał, model i punkt końcowy, o którym można wnioskować na podstawie danego wiersza. Żaden wiersz nie przejmuje punktu końcowego z innego.

Opatrunki: gotowy wyrób, a nie receptura barwnika

Opatrunki piankowe badane w leczeniu ran to produkowane wyroby. Gama Hydrofera Blue opisana na stronie produktu producenta łączy oba barwniki w sterylnej piance: wersja CLASSIC z alkoholu poliwinylowego zawiera najwyżej 0.00025 g każdego barwnika na gram pianki, a poliuretanowa wersja READY najwyżej 0.00035 g na gram. Ponieważ barwniki są wprowadzane podczas produkcji, każdy opatrunek zawiera znaną ilość, a doniesienia kliniczne opisują produkt za pomocą jego nazwy, czasu pozostawienia na ranie i harmonogramu zmian.

Są to wyroby medyczne dopuszczone do obrotu, a nie zatwierdzone leki. Pierwotny opatrunek uzyskał dopuszczenie FDA K013462 w 2002 roku, poliuretanowa wersja Hydrofera Blue uzyskała dopuszczenie K130670 w 2014 roku, a wersja READY z obrzeżem uzyskała dopuszczenie K190268 w 2019 roku. Dopuszczenie w ramach procedury 510(k) potwierdza zasadniczą równoważność z wcześniejszym wyrobem; nie jest zatwierdzeniem skuteczności. Deklaracje działania przeciwdrobnoustrojowego w dokumentacji wyrobów opierają się w dużej mierze na aktywności wewnątrz opatrunku i w badaniach laboratoryjnych. Nie należy z nich wyprowadzać twierdzenia, że opatrunek sterylizuje zakażoną tkankę, zapewniając określoną redukcję logarytmiczną liczby drobnoustrojów.

Opublikowane doświadczenia kliniczne pochodzą głównie z niewielkich serii bez grupy kontrolnej. W prospektywnym badaniu 29 ran przewlekłych przeprowadzonym przez Woo i Heil, w którym Hydrofera Blue Classic zmieniano trzy razy w tygodniu przez cztery tygodnie, średnia powierzchnia rany zmniejszyła się z 21.4 do 12.3 cm² (redukcja o 42.5%), a wyniki w skali PUSH spadły z 13.3 do 10.7. W serii 15 przypadków ran kończyn dolnych opisanej przez Coutts, Ryana i Sibbalda po czterech tygodniach stwierdzono zmniejszenie rozmiaru 8 z 14 ran nadających się do oceny oraz zmniejszenie bólu u części pacjentów, szczególnie u osób z owrzodzeniami stopy cukrzycowej. W retrospektywnej kohorcie 53 ran opisanej przez Lullove’a piankę łączono z macierzą kolagenową pochodzenia owczego, dlatego średniej redukcji powierzchni o 91.3% po dwunastu tygodniach nie można przypisać samej piance. Duża retrospektywna analiza programu przeprowadzona przez Hurd wykazała szybsze gojenie tam, gdzie opatrunki stosowano w ramach standaryzowanego pakietu opieki. Także w tym przypadku badano pakiet, a nie barwnik.

Wszystkie te badania mają wspólne ograniczenie: obciążenie bakteryjne oceniano za pomocą klinicznych skal zakażenia lub półilościowych wymazów, a nie seryjnych ilościowych posiewów tkankowych. Rzetelne podsumowanie jest takie: badania pianek z dwoma barwnikami wykazują zmniejszenie powierzchni rany, poprawę ocen łożyska rany, a czasem mniejszy ból, lecz nie ustalają zależności efektu od dawki specyficznej dla błękitu metylenowego ani zmierzonego tempa zabijania bakterii w tkance. Nic w badaniach opatrunków nie potwierdza też, że nasączenie gazy roztworem z butelki z kroplomierzem jest równoważną metodą. Różnią się stężenie, rozmieszczenie barwnika, szybkość uwalniania, sterylność i czas pozostawienia na ranie.

Światło i barwnik: badania fotodynamiczne nad ranami

Badania fotodynamiczne nad ranami dodają naświetlanie do protokołu. Stężenia błękitu metylenowego w badaniach u ludzi zwykle mieszczą się między 0.01% a 1%, a czerwone światło ma długość fali około 635 do 660 nm i fluencję od kilku dżuli na centymetr kwadratowy do ponad stu. Grupy kontrolne różnią się między badaniami: w niektórych porównuje się interwencję ze standardową opieką, w innych podaje się liczebność bakterii przed interwencją i po niej w tych samych ranach.

Najbardziej spójne obserwacje u ludzi dotyczą stanu i powierzchni ran, a nie liczebności bakterii. W kontrolowanym badaniu 12 owrzodzeń cukrzycowych przeprowadzonym przez Carrinho i współpracowników zastosowanie 0.01% błękitu metylenowego ze światłem 660 nm o fluencji 6 J/cm², trzy razy w tygodniu przez dziesięć sesji, przyniosło istotnie większą redukcję powierzchni niż leczenie kontrolne. W serii pięciu przypadków zakażonych ran opisanej przez Shen i współpracowników odnotowano całkowite wygojenie po średnio czterech sesjach z użyciem 1% barwnika i światła 635 nm, bez ilościowych bakteryjnych punktów końcowych. Największe dotychczas randomizowane badanie, podwójnie zaślepione badanie owrzodzeń stopy cukrzycowej z udziałem 94 uczestników, przeprowadzone przez Chagas i współpracowników, wykazało poprawę ocen ran w skali Bates-Jensen od trzeciej sesji aż do kontroli po trzydziestu dniach przy użyciu 1% barwnika i lasera 660 nm. Nie odnotowano zdarzeń niepożądanych związanych z leczeniem, ale ponownie nie uwzględniono ilościowego punktu końcowego dotyczącego obciążenia bakteryjnego.

Dwa zastrzeżenia pozwalają rzetelnie interpretować tę literaturę. Po pierwsze, spektakularny wynik dotyczący amputacji, czasem cytowany z pracy Tardivo i współpracowników, uzyskano z użyciem błękitu metylenowego połączonego z błękitem toluidynowym, więc nie można go przypisać samemu błękitowi metylenowemu. Po drugie, gojenia po sesji naświetlania nie można automatycznie przypisać przeciwdrobnoustrojowej fotochemii, ponieważ samo czerwone światło może wpływać na procesy naprawcze. W eksperymencie na ranach szczurów przeprowadzonym przez Sperandio i współpracowników, obejmującym grupy z samym barwnikiem, samym światłem, ich połączeniem i grupę kontrolną, sam laser wpływał na gojenie. Przypisanie efektu zabijaniu bakterii wymaga badań mikrobiologicznych i odpowiednich grup kontrolnych. Badania na zwierzętach wyraźniej pokazują tę kwestię: w modelu zakażonej rany u myszy opracowanym przez Péreza i współpracowników terapia fotodynamiczna dała najlepszy widoczny wynik gojenia, podczas gdy mupirocyna przyniosła największą redukcję liczby bakterii, wyraźnie rozdzielając te dwa punkty końcowe. Nasz przegląd dowodów dotyczących błękitu metylenowego i czerwonego światła zestawia te protokoły dotyczące ran z zastosowaniami światła niezwiązanymi z ranami, aby wspólnej fotochemii nie mylono ze wspólnym wskazaniem.

Komórki i modele skóry: skąd pochodzi sygnał dotyczący gojenia

Laboratoryjnym źródłem twierdzenia o gojeniu ran jest badanie Xiong i współpracowników z 2017 roku dotyczące ludzkich fibroblastów skóry właściwej i zrekonstruowanej skóry. Fibroblasty od dwóch dawców, poddane wcześniej działaniu 100 nM błękitu metylenowego, po 24 godzinach wypełniały szczelinę w teście zarysowania istotnie szybciej niż komórki niepoddane takiemu działaniu. W zrekonstruowanej skórze pełnej grubości dłuższa ekspozycja zwiększała mierzone nawodnienie i grubość skóry właściwej, a wśród zmian dotyczących macierzy odnotowano wzrost ekspresji elastyny i COL2A1.

Są to rzeczywiste punkty końcowe istotne dla ran, ale odnoszą się do konkretnych modeli. Test zarysowania mierzy zbiorową migrację komórek przez szczelinę w naczyniu hodowlanym. Nie uwzględnia odpowiedzi immunologicznej, kolonizacji bakteryjnej, wysięku ani opatrunku. Zrekonstruowana skóra dodaje architekturę tkankową, ale nadal nie ma krążenia ani pełnej kaskady procesów gojenia. Żaden z tych modeli nie testuje opatrunku piankowego ani protokołu fotodynamicznego i żaden nie pozwala określić stężenia do domowego stosowania.

Błękit metylenowy w opracowanych formulacjach badano również na ranach gryzoni. Żel niosomalny o stężeniu 0.005%, badany przez Farmoudeh i współpracowników, przyspieszał wczesne zamykanie ran wycięciowych u szczurów w porównaniu z wolnym barwnikiem i samym podłożem, przy korzystniejszym obrazie histologicznym i wskaźnikach stresu oksydacyjnego. Nanoemulsja o stężeniu 0.1 mg/mL, badana przez Gao i współpracowników u myszy z cukrzycą, przyspieszała zamykanie ran, czemu towarzyszył wzrost markerów angiogenezy oraz spadek sygnałów związanych ze stresem oksydacyjnym i apoptozą. W obu przypadkach formulacja ma znaczenie; żadnego z tych wyników nie można automatycznie przenieść na zwykły wodny roztwór barwnika.

Kierunek działania nie jest też uniwersalny. W eksperymencie dotyczącym zespoleń u szczurów, przeprowadzonym przez Dinc i współpracowników, 1% błękit metylenowy podany do jamy brzusznej obniżał ciśnienie powodujące rozerwanie zespolenia i zawartość hydroksyproliny w trzecim dniu. Wskazywało to na mniejszą wytrzymałość gojącego się zespolenia we wczesnej fazie przy tej dawce i drodze podania. O wyniku decydują stężenie, tkanka, formulacja i droga podania.

Jakie pytania zadawać wobec każdego twierdzenia dotyczącego ran

Każde twierdzenie dotyczące błękitu metylenowego i ran powinno wytrzymać cztery pytania. Po pierwsze, co dokładnie zastosowano: konkretny produkowany opatrunek, określony protokół łączący fotouczulacz ze światłem czy nieokreślony roztwór? Po drugie, na czym: na komórkach, ranie u zwierzęcia czy ranach określonego typu u ludzi? Po trzecie, z czym to porównywano i przez jaki czas? Po czwarte, jaki punkt końcowy mierzono: zmianę powierzchni, zamknięcie rany, liczebność bakterii czy laboratoryjny wskaźnik zastępczy?

Najczęstszy błąd pojawia się w twierdzeniach, które zacierają odpowiedź na pierwsze pytanie. Wynik uzyskany z użyciem pianki zawierającej barwnik nie potwierdza zasadności malowania rany na niebiesko, a sygnał działania przeciwdrobnoustrojowego po sesji fotodynamicznej nie potwierdza zasadności nanoszenia roztworu bez światła. Przygotowywany przewodnik po interpretacji twierdzeń dotyczących błękitu metylenowego i ran zapewni tej liście pytań stałe miejsce wraz z omówionymi przykładami; do tego czasu mapa znajduje się w powyższej tabeli.

Rany głębokie, powiększające się, wydzielające nieprzyjemny zapach, z towarzyszącą gorączką lub niewykazujące poprawy wymagają oceny klinicznej, a nie barwnika. Warto śledzić omówione tu badania właśnie dlatego, że precyzyjnie określają materiały, modele i pomiary. Powiązanie tych trzech elementów z każdym twierdzeniem pozwala jasno odczytać stan badań.