El efecto de prototipos de dispositivos emisores de luz portátiles sobre los niveles séricos de 25-hidroxivitamina D en adultos sanos: un ensayo controlado aleatorio de 4 semanas

Población de estudio

Este estudio se realizó en la clínica del sueño del Hospital Bundang de la Universidad Nacional de Seúl (SNUBH), Seongnam, Corea. Se reclutó a adultos sanos, de entre 20 y 65 años, mediante anuncios en la comunidad local desde agosto de 2020 hasta agosto de 2021. Los participantes inscritos se sometieron a pruebas de detección en la primera visita, que se realizó una semana antes del inicio de la intervención. Se excluyeron aquellos que experimentaron reacciones cutáneas adversas en la prueba de detección. También excluimos a aquellos que cumplieron con los siguientes criterios: (1) antecedentes de fototerapia o suplementos de vitamina D dentro de los dos meses anteriores al ingreso al estudio; (2) enfermedades de la piel, incluidos cánceres de piel y fotosensibilidad; (3) enfermedades médicas como cáncer, enfermedades respiratorias, enfermedades infecciosas, insuficiencia hepática o renal y traumatismo craneoencefálico; y (4) trastornos psiquiátricos que incluyen trastornos del estado de ánimo, trastornos de ansiedad, trastornos del sueño y trastornos psicóticos. Se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los participantes antes del inicio del estudio. Este estudio fue aprobado por la Junta de Revisión Institucional de SNUBH (B-2002-597-003) y fue registrado en el Servicio de Información de Investigación Clínica (CRIS), República de Corea (número de registro KCT0007033).

Intervención

Utilizamos dos tipos diferentes de prototipos de dispositivos emisores de luz portátiles (el dispositivo activo y el falso), que fueron diseñados a medida en la Escuela de Ingeniería Eléctrica del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea, Daejeon, República de Corea. El dispositivo activo estaba compuesto por 48 LED (QD Jason, China, modelo J35ABA285P09A) que emitían luz UVB a una longitud de onda máxima de 285 nm con un ancho total a una mitad del máximo de 11 nm. Los LED se dispusieron en una placa de circuito impreso flexible (FPCB) en un formato de matriz de 6 × 8 con un intervalo de 13 mm entre LED adyacentes. Luego, el FPCB con estos 48 LED UVB se colocó en una carcasa impresa en 3D que podía envolverse alrededor del brazo superior o inferior. La distancia entre un LED y la superficie de la piel bajo iluminación se mantuvo en ~5 mm para garantizar que la luz de los LED pudiera extenderse sobre la piel. Además, se colocó un elastómero transparente de polidimetilsiloxano (PDMS) entre los LED y la superficie de la piel para garantizar que la distancia entre la piel y el LED permaneciera constante. Un lado de la capa PDMS fue microestructurado para mejorar aún más la difusión de la luz LED. El área iluminada total fue de ~80 cm². La estructura difusora de luz podría soportar una dosis de ~7,8 mJ/cm² por exposición de un minuto. Los dispositivos falsos tenían una construcción idéntica excepto que los LED emitían luz azul con una longitud de onda máxima de 465 nm en lugar de luz UVB (Fig. 1).

a Fotografía del dispositivo portátil ultravioleta B propuesto con un controlador hecho a medida. b Fotografía del dispositivo portátil ultravioleta B que se lleva en el antebrazo.

En la primera visita, se realizó una prueba de detección utilizando un dispositivo de prueba compuesto por un solo LED, que emitía luz UVB con la misma longitud de onda e intensidad que el dispositivo activo, en una superficie de 3 cm.² zona de la piel del antebrazo. A partir de entonces, los participantes elegibles fueron asignados aleatoriamente en una proporción de 1:1 al grupo experimental o de control y estaban cegados a la asignación de la intervención. La asignación aleatoria fue realizada por un tercero, mediante el método de aleatorización de bloques permutados estratificados. En la segunda visita, que se realizó una semana después de la primera, los participantes recibieron el dispositivo activo o el simulado, según su asignación aleatoria al grupo. Se les indicó que usaran el dispositivo durante un total de 2 minutos, 1 minuto en cada antebrazo todos los días durante 4 semanas. La unidad controladora de los dispositivos controlaba un minuto de exposición a los rayos UV en cada brazo. En consecuencia, la dosis diaria por unidad de área de radiación UVB por el dispositivo activo se determinó en aproximadamente 7,8 mJ/cm.², y el área efectiva de exposición fue ~80 cm² para cada antebrazo, lo que hace que la dosis diaria total sea de 1,25 J (=7,8 mJ/cm² ×80cm²×2). Para la seguridad de los participantes, monitoreamos la aparición de eventos adversos y el cumplimiento del uso del dispositivo en la tercera y cuarta visitas, que tuvieron lugar 2 y 4 semanas después del inicio de la intervención, respectivamente. Si se producía alguna reacción cutánea adversa sospechosa, incluido eritema o erupción, después de la intervención, se suspendía inmediatamente el uso del dispositivo y se retiraba al participante del ensayo.

Medición sérica de 25-hidroxivitamina D

Adoptamos las concentraciones séricas de 25-hidroxivitamina D [25(OH)D] como indicador del estado nutricional de vitamina D sérica, ya que se usa ampliamente para medir el estado nutricional de vitamina D sérica.17]. Las concentraciones séricas de 25 (OH) D se midieron utilizando un método de espectrometría de masas en tándem de cromatografía líquida de alto rendimiento. La vitamina D se metaboliza a través del hígado y los riñones y su metabolismo está relacionado con el calcio y el fosfato séricos.18]. Por lo tanto, los niveles séricos de calcio, fosfato, alanina transaminasa, aspartato aminotransferasa, fosfatasa alcalina, gamma-glutamil transpeptidasa, bilirrubina total, creatinina y nitrógeno ureico en sangre también se evaluaron simultáneamente con las mediciones de 25 (OH) D sérica. Se realizaron análisis de sangre cuatro veces: en la primera (línea de base), en la tercera (semana 2), en la cuarta (semana 4) y en la última visita. La visita final se realizó dos semanas después de finalizar la intervención (semana 6). Todas las muestras de sangre se recolectaron durante el día (de 9:30 a. m. a 4:00 p. m.), sin ayuno, y se procesaron y transportaron adecuadamente al instituto de pruebas (Laboratorios Clínicos de Seúl, Seúl, República de Corea). . Todos los análisis de sangre se realizaron a la misma hora del día para cada participante. Además, la temporada durante la cual los participantes estuvieron inscritos en el estudio se consideró un factor de confusión debido a la variación estacional de los niveles séricos de 25(OH)D en la población adulta coreana.19]. Los participantes de nuestro estudio se clasificaron en cuatro grupos según la temporada de inscripción al estudio: grupo de primavera (marzo a mayo), verano (junio a agosto), otoño (septiembre a noviembre) e invierno (diciembre a febrero).

Características demográficas

En la primera visita se obtuvo información demográfica, incluida la edad, el sexo, el índice de masa corporal, el estado civil, el nivel educativo, el tabaquismo actual, los hábitos de bebida y el nivel de actividad física. En cuanto a los hábitos de bebida, los participantes fueron agrupados como positivos si habían consumido algo de alcohol al menos una vez en el último mes. En cuanto al nivel de actividad física, se clasificaron como positivos aquellos que realizaron algún tipo de ejercicio durante al menos 30 min cada uno, tres veces por semana.

Nutrición y actividades al aire libre.

Los niveles séricos de 25(OH)D pueden verse afectados por la producción cutánea de vitamina D a través de la exposición al sol o la suplementación dietética. Por lo tanto, examinamos la cantidad diaria de ingesta dietética de vitamina D y el tiempo dedicado a actividades al aire libre a las 2 y 4 semanas de la intervención y 2 semanas después de finalizar la intervención. Todos los participantes recibieron instrucciones de llevar un diario de su dieta y niveles de actividad al aire libre durante las 4 semanas completas del período de intervención y las 2 semanas adicionales después del final de la intervención. También calculamos la cantidad diaria promedio de ingesta dietética de vitamina D y el tiempo dedicado a actividades al aire libre desde el inicio de la intervención hasta cada evaluación.

análisis estadístico

Calculamos el tamaño de muestra mínimo requerido en 128 sujetos (64 para cada grupo), utilizando el software G*Power con un nivel de confianza de 95%, un tamaño del efecto de 0,5 y un poder estadístico de 0,8. Se adoptó un tamaño del efecto de 0,5 ya que representa un tamaño del efecto “medio”. Teniendo en cuenta la tasa de abandono del 15%, decidimos inscribir no menos de 150 sujetos (75 en cada grupo). En el estudio actual, se realizó un análisis por protocolo (PP) después de excluir los datos de aquellos que habían abandonado.

Las características demográficas iniciales se compararon mediante la prueba t independiente o la prueba U de Mann Whitney para variables continuas y la prueba de chi cuadrado para variables categóricas entre los grupos experimental y control. Con respecto a los cambios desde el valor inicial en cada evaluación del nivel sérico de 25(OH)D, se utilizaron la prueba t pareada y la prueba t independiente (o Mann Whitney Ud. test) se adoptaron para evaluar las diferencias intragrupo y entre grupos, respectivamente. También se realizó un análisis de covarianza para comparar los cambios en los niveles séricos de 25(OH)D después de controlar posibles factores de confusión. Como subanálisis del grupo experimental, utilizamos la prueba t independiente y ANCOVA para comparar los cambios en los niveles séricos de 25 (OH) D después de 4 semanas de intervención entre aquellos con y sin deficiencia de vitamina D en la evaluación inicial. La deficiencia de vitamina D se definió como niveles séricos de 25(OH)D <20 ng/ml.20]. Todos los análisis estadísticos se realizaron utilizando SPSS versión 25.0 para Windows (SPSS, Chicago, IL, EE. UU.) y un análisis de dos colas. pag un valor inferior a 0,05 se consideró estadísticamente significativo.