830纳米光生物调节治疗糖尿病足溃疡的剂量效应与疗效：一项随机双盲临床试验方案

《Lasers in Medical Science》：Dose-response and efficacy of 830-nanometer photobiomodulation in healing diabetic foot ulcers: randomized, double-blind, clinical trial protocol

本刊推荐一项针对糖尿病足溃疡(DFU)治疗的前沿研究。为解决DFU愈合缓慢、复发率高的问题，研究团队开展了一项随机双盲临床试验，探讨830纳米波长光生物调节(PBM)在不同能量密度(4 J/cm2、8 J/cm2、12 J/cm2)下的剂量效应。结果显示PBM可能通过调节胶原合成、降低氧化应激等机制促进溃疡愈合，为DFU临床治疗提供了新的非侵入性治疗方案。

　　

糖尿病足溃疡(DFU)作为糖尿病最严重的并发症之一，已成为全球公共卫生领域面临的重大挑战。这类慢性创面不仅导致患者身体功能受限，日常生活能力下降，还伴随着沉重的情绪负担，焦虑和抑郁症状频发。更令人担忧的是，持续性、复发性的溃疡问题，以及由此导致的严重截肢和行走功能障碍，都对患者的生活质量(QOL)造成了巨大冲击，同时带来了沉重的经济负担。尽管现代医学不断进步，但现有的DFU治疗方法仍然价格昂贵且效果有限。数据显示，仅有35%的溃疡能在12个月内愈合，平均愈合时间长达4.4个月。更严峻的是，即使经过长期治疗，仍有40%的患者在溃疡闭合后一年内复发，三年内复发率接近60%，五年内高达65%。在巴西，每年用于DFU管理的费用就达到约3.61亿美元。

在这种背景下，光生物调节(PBM)技术作为一种无痛、非侵入性且成本较低的治疗选择逐渐受到关注。这种疗法通过能量吸收促进胶原合成调节、氧化应激降低、细胞因子释放和血管生成刺激等多重机制发挥作用。然而，PBM产生的生物刺激或生物抑制效应高度依赖于波长(nm)、能量密度(J/cm²)、脉冲频率(Hz)和照射时间等参数。前期体外研究表明，830纳米波长(5 J/cm²)对糖尿病伤口具有积极影响，能够刺激多种细胞粘附分子(CAMs)的表达，降低促炎细胞因子水平，并通过激活NF-kB通路发挥作用。虽然临床前研究已证实830纳米PBM对伤口愈合的效果，但迄今为止尚无临床试验专门探讨其对DFU的治疗作用。

为填补这一研究空白，Mariana Bezerra Miranda团队在《Lasers in Medical Science》杂志上发表了一项随机双盲临床试验方案，旨在系统评估830纳米砷化镓铝(GaAlAs)波长在不同剂量下对DFU组织修复过程的影响。研究假设是，与标准的904纳米砷化镓(GaAs)PBM治疗相比，830纳米GaAlAs在4、8、12 J/cm²剂量下能显著缩短DFU的愈合时间并提高完全闭合率。

研究团队采用随机双盲实验设计，在综合医疗专科中心进行。共招募136名志愿者，随机分为四组：三个实验组分别接受830纳米GaAlAs(30 mW，连续模式)三种能量密度(4 J/cm²、8 J/cm²、12 J/cm²)治疗，对照组接受904纳米GaAs(70 mW，能量密度10 J/cm²，脉冲模式)治疗。所有患者每周接受两次治疗，持续10周，总计20次会话。治疗方案采用扫描和点照射技术，探头与溃疡表面保持非接触状态。

主要结局指标是溃疡面积减少率和愈合率，次要结局指标包括德克萨斯大学分级、血糖水平、生活质量、愈合时间、复发时间和可行性。评估时间点设定为治疗第1天、5周、10周以及治疗结束后12周的随访期。

主要关键技术方法

本研究采用随机双盲设计，招募136例DFU患者，随机分为四组接受不同参数PBM治疗。通过ImageJ软件量化溃疡面积变化，采用德克萨斯大学分级系统评估溃疡深度，使用EQ-5D量表评估生活质量，定期监测血糖水平，并统计愈合时间与复发率，进行意向性治疗分析。

溃疡减少率

溃疡面积测量通过标准化程序进行：先进行溃疡无菌处理，将纸质尺规置于溃疡旁作为校准参照，拍摄照片后使用ImageJ软件进行分析。这种方法确保了溃疡面积测量的客观性和准确性，为评估治疗效果提供了可靠依据。

德克萨斯大学分级

溃疡影像资料在基线期、5周和10周时采集，并采用德克萨斯大学伤口分级系统进行分类。根据溃疡深度，志愿者被分为A1和C1(表浅溃疡)、A2和C2(涉及肌腱或关节囊的溃疡)以及A3(涉及骨骼的溃疡)等类别。这种分级系统有助于标准化评估溃疡严重程度和治疗效果。

血糖水平评估

每周一次监测参与者的血糖水平，使用AccuCheck active血糖仪进行检测。患者被要求将手臂垂直伸展约一分钟，使用无菌采血针进行穿刺，将血样应用于设备的专用试纸条上。这一评估旨在探究血糖指数与DFU愈合之间的相关性。

生活质量评估

采用EQ-5D工具评估生活质量，该工具包含五个维度：活动能力、自我照顾、日常活动、疼痛或不适、焦虑/抑郁。问卷在入组时、5周、10周以及治疗完成后12周随访时进行。这一评估有助于全面了解PBM治疗对患者整体生活状态的影响。

愈合时间分析

愈合时间通过首次临床记录溃疡日期与伤口被认为完全愈合日期之间的天数差确定。完全愈合定义为上皮化完全、无分泌物、无坏死组织。20次治疗后未愈合的患者将继续治疗和随访，直至溃疡完全愈合。

复发时间分析

伤口复发通过完全愈合日期与同一区域溃疡复发日期、截肢和/或死亡日期之间的天数差评估。治疗后进行12周随访，每周重新评估以监测愈合情况并记录首次复发事件。

可行性分析

为评估可行性，计算参与者保留率和招募率。招募率通过初步评估患者数与表示参与研究兴趣个体数之比确定。保留率基于10周随访结束时仍可进行数据收集的参与者比例计算。研究采用多种策略确保足够的招募和保留率，包括遵守 eligibility criteria、完整解释研究方案、专业监测等。

研究讨论部分指出，这是首个探讨830纳米波长不同剂量对糖尿病溃疡影响的随机双盲临床试验。DFU管理困难主要源于血糖控制不佳、血液灌注受损和感染导致的愈合时间延长。复发性溃疡增加了感染和截肢风险，导致住院、门诊和手术成本高昂。Chan等人的研究表明，伤口愈合与生活质量改善相关。临床前研究显示，830纳米波长光子吸收有利于新生血管形成，刺激超氧化物歧化酶产生，帮助抑制自由基活性并降低促炎细胞因子，从而减少坏死并增加组织上皮化。

研究强调PBM效果取决于波长、能量密度、功率、照射时间和靶组织等因素。根据Arndt-Schultz定律，PBM与生物组织之间存在剂量依赖关系：极低剂量不产生治疗刺激，而过量剂量可能产生有害效应。生物刺激和生物抑制效应之间的变化凸显了治疗参数标准化的必要性。

该临床试验通过研究830纳米GaAlAs波长从低(4 J/cm²)、中(8 J/cm²)到高(12 J/cm²)剂量的剂量反应，并与GaAs 904(10 J/cm²)比较，旨在确立光生物调节不仅有效且在临床实践中可作为DFU易获得且适用的治疗资源的可行性。

研究结论表明，该研究结果可能为PBM在DFU临床实践中的有效参数化和可行性提供相关证据，推动这一无创、低成本治疗方案的标准化应用。通过系统评估830纳米波长的最佳治疗参数，该研究有望为DFU患者提供更有效的治疗选择，改善生活质量，降低医疗负担。