UV LED στον τομέα της φροντίδας του δέρματος

Τα τελευταία χρόνια, οι τεχνολογίες που σχετίζονται με τις διόδους εκπομπής υπεριώδους φωτός (LED) έχουν προχωρήσει αλματωδώς και έχουν πραγματοποιηθεί εμπορικές εφαρμογές πηγών φωτός LED όπως UVA, UVB και UVC σε ορισμένες ζώνες μήκους κύματος. Αν και η τρέχουσα ιατρική ισχύς LED, ειδικά η απόδοση εξαγωγής φωτός, δεν είναι ιδανική, έχει σημαντικά πλεονεκτήματα στην προστασία του περιβάλλοντος και στη διάρκεια ζωής της πηγής φωτός. Δεν είναι ασυνήθιστο να αναφέρουμε την εφαρμογή του στον τομέα της υγείας στο εσωτερικό και στο εξωτερικό, ιδιαίτερα στη θεραπεία δερματικών παθήσεων. Με τη συνεχή βελτίωση των διαφόρων τεχνικών σχεδίων, η ισχύς των UV LED αυξάνεται σταδιακά και ο χρόνος ακτινοβόλησης για διάγνωση και θεραπεία φωτός μειώνεται σημαντικά, γεγονός που βελτιώνει αποτελεσματικά την αποτελεσματικότητα της κλινικής εργασίας και εξοικονομεί χρόνο γιατρούς και ασθενείς.

Αρχή και πλεονεκτήματα φωτισμού LED

Το LED είναι μια συσκευή ημιαγωγών στερεάς κατάστασης που μπορεί να μετατρέψει απευθείας την ηλεκτρική ενέργεια σε υπεριώδες φως. Κάθε LED αποτελείται από μια σύνδεση PN, η οποία έχει το χαρακτηριστικό της μονοκατευθυντικής αγωγιμότητας. Όταν η μπροστινή τάση εφαρμόζεται στη δίοδο εκπομπής φωτός, οι οπές που εγχέονται από την περιοχή P στην περιοχή N και τα ηλεκτρόνια που εγχέονται από την περιοχή N στην περιοχή P ανασυνδυάζονται με τα ηλεκτρόνια στην περιοχή N και τις οπές στην περιοχή P περιοχή αντίστοιχα κοντά στον κόμβο ΠΝ. Φθορισμός που παράγει αυθόρμητη εκπομπή (Εικόνα 1, 2). Τα LED από διαφορετικά υλικά εκπέμπουν φως διαφορετικού μήκους κύματος. Για παράδειγμα, τα UVB LED από νιτρίδιο του γαλλίου αλουμινίου (AlGaN), ένα ημιαγωγικό υλικό νέας γενιάς, μπορούν να εκπέμπουν υπεριώδες φως με μέγιστο μήκος κύματος 308 nm και άλλες στενές ζώνες UVB.

Το UV LED, ένας νέος τύπος πηγής υπεριώδους φωτός, χαρακτηρίζεται από υψηλή απόδοση φωτοηλεκτρικής μετατροπής και καλή μονοχρωματικότητα της ζώνης. Πριν από την κλινική χρήση των πηγών φωτός UV LED, οι πηγές φωτός UV ήταν κυρίως λαμπτήρες φθορισμού υδραργύρου, φως excimer χλωριούχου ξένου/λέιζερ, λαμπτήρες αλογονιδίου μετάλλου κ.λπ. Οι σωλήνες φθορισμού περιέχουν υδράργυρο. Καθώς αυξάνεται η ευαισθητοποίηση των πολιτών για την προστασία του περιβάλλοντος και η έκδοση διεθνών συμβάσεων περιβαλλοντικής προστασίας, όπως η Σύμβαση της Minamata, η χρήση της θα περιορίζεται σταδιακά. Η πηγή φωτός του φωτός/λέιζερ excimer χλωριούχου ξένου είναι αναλώσιμο, το οποίο είναι ακριβό και το κόστος επεξεργασίας είναι αντίστοιχα υψηλό. Έχει ορισμένους περιορισμούς στην κλινική χρήση. Ο λαμπτήρας μεταλλικού αλογονιδίου έχει ευρύ φάσμα και απαιτεί ειδικό φίλτρο για να εκπέμπει φως στη ζώνη μήκους κύματος που απαιτείται για την επεξεργασία. Τα UV LED καλύπτουν τις ελλείψεις των προαναφερθεισών πηγών φωτός και έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής και σταθερή απόδοση. Η πηγή φωτός δεν χρειάζεται να αντικατασταθεί κατά τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού. Το κόστος χρήσης στα νοσοκομεία είναι χαμηλότερο και έχει καλή προοπτική εκλαΐκευσης και εφαρμογής.

Εφαρμογή του εξοπλισμού UVALED στη δερματολογία

Η βασική έρευνα δείχνει ότι κάτω από την ίδια δόση ακτινοβολίας, ο σωλήνας φθορισμού UVA1 LED και UVA1 έχουν παρόμοια αποτελέσματα στην αναλογία απόπτωσης και νέκρωσης των κυττάρων Jurkat [1]. Στο πείραμα με ποντίκια των Shunko A. Inada et al. [2], η θερμοκρασία του σώματος και της επιφάνειας μετρήθηκαν όταν ακτινοβολήθηκαν UVA1 LED και λαμπτήρας φθορισμού. Η θερμοκρασία του σώματος των ποντικών στην ομάδα λαμπτήρων φθορισμού UVA1 έφτασε τους 40,5℃ όταν ακτινοβολήθηκε με ένταση 30 mW/cm2 για 18 λεπτά. Το πείραμα τερματίστηκε λόγω μη ανταπόκρισης. Στο τέλος του πειράματος, η θερμοκρασία της επιφάνειας του σώματος της ομάδας LED αυξήθηκε κατά 3°C-4°C. η θερμοκρασία της επιφάνειας του σώματος της ομάδας λαμπτήρων φθορισμού αυξήθηκε κατά 8°C -10°C, υποδεικνύοντας ότι η πηγή φωτός UVA1 LED είχε μεγαλύτερη αίσθηση καψίματος από το χαμηλό φως φθορισμού.

Ένας υψηλής έντασης, 365nm UVA LED φωτομετρητής δέρματος με μήκος κύματος 365nm χρησιμοποιήθηκε για σύγκριση με έναν ελεγκτή φωτός μονόχρωμου (δοκιμή φωτός μονοχρωματικού) αυτού του μήκους κύματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το αποτέλεσμα της δοκιμής φωτοευαισθησίας του είναι καλύτερο από το τελευταίο και έχει χαμηλό κόστος, συμπαγή και ευκολία. Πολλά πλεονεκτήματα.

Το όργανο φωτοθεραπείας UVA1 χρησιμοποιείται συνήθως για τη θεραπεία της ατοπικής δερματίτιδας, του σκληροδερμίου, των μυκητοειδών κοκκιωμάτων και άλλων ασθενειών και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία της ψωρίασης. Για ασθενείς με μεγάλες δερματικές βλάβες, τα προϊόντα λέιζερ που κυκλοφορούν αυτή τη στιγμή στην αγορά έχουν περιορισμένη περιοχή εξόδου, ενώ η ένταση εξόδου των σωλήνων φθορισμού είναι χαμηλή. Ο εξοπλισμός με λαμπτήρες μεταλλικών αλογονιδίων ως πηγή φωτός είναι τεράστιος λόγω των απαιτήσεων απαγωγής θερμότητας και η αίθουσα θεραπείας χρειάζεται επίσης ειδική τροποποίηση, ένας νέος τύπος εξοπλισμού με πηγή φωτός LED μπορεί να αποφύγει αποτελεσματικά τους περιορισμούς του παραπάνω εξοπλισμού.