A cor da pele afeta a eficácia da fototerapia para icterícia neonatal

Um estudo teórico publicado na revista Biophotonics Discovery mostra que a cor da pele e outras propriedades ópticas alteram significativamente a quantidade de luz terapêutica efetivamente absorvida pela bilirrubina no tratamento da icterícia neonatal. De acordo com os cálculos dos autores, à medida que a pigmentação da pele aumenta, a proporção de luz que atinge o alvo diminui e o comprimento de onda ideal para fototerapia muda – de aproximadamente 460 nm para pele clara para aproximadamente 470 nm para pele escura. A conclusão é simples e inconveniente: lâmpadas "universais" e os mesmos modos de irradiação podem não funcionar com a mesma eficácia em crianças com fototipos diferentes; o espectro e a potência da terapia devem ser ajustados à criança.

Contexto do estudo

A icterícia neonatal é uma das causas mais comuns de hospitalização de recém-nascidos; o tratamento padrão é a fototerapia com luz azul/azul-esverdeada, que converte a bilirrubina não conjugada em fotoisômeros hidrossolúveis (incluindo a lumirrubina) e, assim, acelera sua eliminação. Portanto, as diretrizes clínicas enfatizam uma estreita faixa efetiva de comprimentos de onda (aproximadamente 460-490 nm) e intensidade de irradiação suficiente; é nessa janela espectral que a absorção da bilirrubina é máxima e a luz penetra suficientemente profundamente nos tecidos do bebê.

No entanto, nem toda a energia emitida pela lâmpada atinge o "alvo" (bilirrubina na pele e vasos superficiais): parte da luz é absorvida pela melanina e hemoglobina, e o espalhamento na pele multicamadas "mancha" o fluxo. Quando essas propriedades ópticas mudam, o comprimento de onda efetivo também muda: vários estudos já sugeriram que a luz azul-esverdeada ~478-480 nm pode ter um efeito fototerapêutico mais forte do que o pico azul "clássico" ~460 nm, o que está associado a um melhor equilíbrio entre "absorção de bilirrubina ↔ profundidade de penetração".

Uma questão distinta é a dosagem de bilirrubina por dispositivos não invasivos (BTc): a precisão é significativamente afetada pela cor da pele. Em diferentes estudos, tanto a subestimação quanto a superestimação em comparação com a bilirrubina sérica (BTS) foram encontradas em crianças com pele mais escura; análises controladas recentes e modelos in vitro tendem a sugerir que a pele escura frequentemente leva a viés sistemático de medição e, portanto, valores de BTS altos ou "limítrofes" requerem confirmação por BTS.

Nesse contexto, estudos que descrevam quantitativamente como exatamente a pigmentação da pele e outras propriedades da pele afetam a dose "útil" absorvida durante a fototerapia e a escolha do comprimento de onda ideal são relevantes. Um novo estudo publicado na Biophotonics Discovery resolve esse problema modelando a transferência de luz na pele de recém-nascidos e mostra que, à medida que a pigmentação aumenta, a proporção de energia que atinge a bilirrubina diminui e o espectro ótimo se desloca para ondas mais longas (de ≈460 nm a ≈470 nm). Essas descobertas se encaixam em uma discussão mais ampla sobre a necessidade de levar a cor da pele em consideração nas tecnologias médicas ópticas – da fototerapia à oximetria de pulso.

Como foi estudado

Uma equipe da Universidade de Twente, do Hospital Izala e da UMC Groningen construiu modelos computacionais de como a luz atravessa a pele multicamadas de recém-nascidos e calculou como a dose absorvida "útil" de bilirrubina varia em diferentes condições. Os resultados variaram:

• A pigmentação (melanina) é o principal fator que “intercepta” a luz azul na epiderme;
• O conteúdo de hemoglobina e bilirrubina são absorventes concorrentes que afetam a profundidade de penetração;
• A dispersão e a espessura das camadas da pele são os parâmetros que determinam onde o fluxo de luz é "espalhado".
  A modelagem foi realizada em toda a faixa azul da fototerapia (cerca de 430-500 nm), avaliando em quais comprimentos de onda a bilirrubina absorve a energia máxima, dependendo das propriedades da pele. Os resultados estão em estreita concordância com o que já vem sendo observado na clínica "na prática", mas raramente é levado em consideração formalmente: a pele escura requer uma configuração espectral diferente.

Principais descobertas - em termos simples

Os autores demonstram três efeitos principais: primeiro, quanto mais escura a pele, menos luz "útil" atinge a bilirrubina, o que significa que a fototerapia será mais lenta com a mesma potência. Segundo, a eficiência máxima muda: para pele clara, a dose máxima absorvida de bilirrubina é aproximadamente a 460 nm, para pele escura, mais próxima de 470 nm. Terceiro, não apenas a melanina "influencia" o resultado, mas também a hemoglobina/bilirrubina na pele e a dispersão da luz – estes são botões de ajuste adicionais se o dispositivo puder alternar o espectro e a dose. Em conjunto, isso explica por que as mesmas lâmpadas e "protocolos horários" produzem taxas diferentes de declínio de TcB/TSB em crianças de diferentes fototipos.

O que isso muda na prática - ideias para "fototerapia personalizada"

Para clínicas e fabricantes, os resultados logicamente levam a etapas específicas:

• Adaptação espectral: use fontes com comprimentos de onda comutáveis (por exemplo, combinações de LEDs azuis 455-475 nm) e selecione o pico de trabalho levando em consideração o fototipo.
• Dosimetria "na pele" e não "na lâmpada": concentre-se na dose absorvida de bilirrubina, e não apenas na irradiação no colchão; o ideal é usar sensores/modelos incorporados que levem em consideração a pigmentação.
• Levando em consideração fatores ópticos concomitantes: hemoglobina, bilirrubina na pele e dispersão também alteram a eficiência - algoritmos para ajustar a potência por feedback (pela dinâmica TcB/TSB) são úteis.
• Interpretação correta do TcB em pele escura: os dispositivos subestimam sistematicamente o TcB em alta pigmentação - vale a pena confirmar com bilirrubina sérica com mais frequência e atualizar as calibrações.

Por que isso não é uma surpresa para a biofotônica

A medicina fotônica já se deparou com o "efeito da cor da pele" na oximetria de pulso e em outras tecnologias ópticas: a melanina "come" a luz, alterando tanto a profundidade de penetração quanto a relação sinal-ruído. Na fototerapia neonatal, esse fator foi subestimado por muito tempo, pois as lâmpadas "azuis" eram consideradas universais. O novo trabalho preenche a lacuna metodológica: confirma qualitativamente a diminuição da eficiência em peles escuras e mostra quantitativamente como o comprimento de onda ideal se altera – o que fornece especificações de engenharia para dispositivos de próxima geração.

Limitações e o que vem a seguir

Trata-se de uma simulação, não de um ensaio clínico randomizado; as estimativas numéricas dependem dos parâmetros ópticos da pele adotados e de premissas geométricas. No entanto, os resultados estão em boa concordância com dados independentes: séries clínicas e in vitro mostram subestimação do TcB e diferenças na resposta à luz em crianças de pele escura. O próximo passo são os protocolos clínicos piloto com matrizes de LED de ajuste, nos quais o espectro/potência é selecionado para o fototipo e a taxa de redução da bilirrubina e a duração da hospitalização são comparadas.

Quem está especialmente interessado nisso?

• Para neonatologistas e enfermeiros - para interpretação correta do TcB e seleção da intensidade/duração da fototerapia em crianças de pele escura.
• Para engenheiros de desenvolvimento - para projetar sistemas multiespectrais com ajuste automático às propriedades ópticas da pele.
• Aos reguladores e autores de diretrizes - atualizar os padrões de fototerapia levando em consideração o fototipo (como já é feito para a oximetria).

Fonte original: AJ Dam-Vervloet et al. Efeito da cor da pele e de outras propriedades da pele na eficácia da fototerapia para icterícia neonatal (Biophotonics Discovery, 2025), doi: 10.1117/1.BIOS.2.3.032508.