Ugrás a tartalomhoz

Pigmentált elváltozások differenciáldiagnosztikája

Remenyik Éva (2011)

Debreceni Egyetem

Kémiai dozimetria

Kémiai dozimetria

A kémiai dozimetria, más néven aktinometria, amely folyékony és szilárd fázisú lehet, elsősorban akkor használatos, amikor az elnyelt sugárenergia ismeretére van szükség. Az eljárás napfény/UVR hatására létrejövő egyszerű kémiai reakció segítségével méri a sugárzás energiáját. A folyamatra, amelynek hatásfokát az un. kvantum-hasznosítási tényező adja meg, a fotokémiai reakciók általános törvényei érvényesek. A sugárzásmérő fényérzékeny vegyületekben az irradiáció által okozott elszíneződés spektrofotometrálással értékelhető ki.

A fotodermatológiában az aktinometria két felhasználási területe érdemel említést. Egyrészt alkalmazható experimentális vizsgálatokban az abszorbeált sugárenergia kvantitatív mérésére (1), másrészt mint személyi dózismérő (2) a lakosság körében preventív célt szolgál oly módon, hogy a nap/UVR okozta akut bőrgyulladás, a dermatitis solaris (leégés) megelőzéséhez nyújt segítséget.

1/ Az UVR-rel kapcsolatos kísérletekben használt folyékony fázisú radiométerek egyik legismertebb típusa az oxálsav uranil-ionokkal szenzibilizált fotokémiai bomlásán alapul. A fényérzékeny vegyület koncentrációjának változása titrálással követhető nyomon. A leggyakrabban a kálium-ferrioxalát rendszert alkalmazzák, amelyet Hatchard és Parker fejlesztettek ki (1956). A 70-es években mi is ezzel a módszerrel (Calvert 1967) mértük az abszorbeált sugárdózist az UV-indukált DNS-károsodás és reparáció lymphocyta kulturákban történő tanulmányozásakor (Horkay 1973, 1979).

2/ A személyi sugárzásmérők aktív komponensét filmre vagy papírra/kartonra szokás felvinni. Az UVB-ben, azaz az erythema-keltő hullámsávban abszorbeáló poliszulfon filmről, mint lehetséges UVR doziméterről elsőízban 1976-ban Davis és munkatársai (1976) számoltak be. A vegyület azóta széles körben elterjedt, általánosan elfogadott klasszikus típusa a személyi sugárzásmérőknek (Diffey 1989: cit. Diffey 2002). Időközben számos más, UVR hatására színét változtató vegyületről/pigmentről (polifenilénoxid, fukszin, alkil-diszulfidok, stb., Smith 1989) is bebizonyosodott, hogy alkalmas a gyulladást okozó hullámtartomány elnyelésére. Hasonló elven működnek például a Skóciában tesztelt és már kereskedelmi forgalomban lévő Tanscan és a SunCheck (Moseley 1993), amelyek az UVA alsó tartományára is (335 és 355 nm) érzékenyek. Amióta mind több ismeretünk van az UVA adverz biológiai hatásairól, mind több olyan személyi sugárzásmérőről, vegyületről olvashatunk az irodalomban, amelyek elsősorban ebben a hullámsávban abszorbeálnak (Diffey 1977, Jackson 1980, Parisi 2005).

Debrecenben az 1990-es évek elejére nyúlik vissza és jelenleg is tart a SUNTEST elnevezésű személyi sugárzásmérő-család (I-II-III) kifejlesztése. A Kossuth Lajos Tudományegyetem (KLTE), majd a Debreceni Egyetem (DE) Természettudományi Kara Fizikai Kémiai Tanszékének fizikusokból és kémikusokból álló munkacsoportja ezeknek a kémiai dózismérőknek az aktív komponensét olyan napfényre/UVR-re érzékeny vegyületek keverékéből (higany-, vas- és ezüst-oxalátok, illetve ezüst-dendrimerek) állította elő, majd tesztelte in vitro, amelyek fotokémiai reakciója/bomlása (l. ábra) jól érzékelhető színváltozással jár együtt (Országh 2001).

1.ábra: A SUNTEST sugárzásmérők kémiája

UV-szenzitív réteg Fotokémiai reakció Színreakció

________________________________________________________________________

SUNTEST I:

2.1. ábra - eq_1.png

eq_1.png

SUNTEST II:

2.2. ábra - eq_2.png

eq_2.png

SUNTEST III:

2.3. ábra - eq_3.png

eq_3.png

A fotokémiai reakció mindhárom esetben redukció, amely az elsőként kifejlesztett SUNTEST I-ben a higany-oxalátban (Szabó L. 1994), a II-III típusban a vas-oxalátban játszódik le és főként UVB fotonok váltják ki, de a II és III doziméter érzékeny a nagyenergiájú UVA fotonokra is. Ezt követően a redukált fém-(higany-, illetve vas-)ionok és a rendszerben lévő ezüstionok között redoxi reakció zajlik le. Eredményeként fém-ezüst válik ki, amely a megvilágító UVR intenzitásával és a megvilágítás időtartamával arányos elszíneződést okoz. A kellő mértékű, szemmel is jól megkülönböztethető színváltozáshoz néhány perces megvilágítás elegendő. A mérések szerint ennyi idő alatt a látható fény nem okoz érzékelhető elszíneződést.

Az UVR hatására lejátszódó irreverzibilis folyamat okozta elszíneződés dózisfüggő és az eredetileg fehértől a sötétbarnáig terjed. A kémiai dozimetria ezzel kapcsolatos alapelveit és az első SUNTEST prototípusra (I) vonatkozó részletes ismereteket, adatokat „A fotokémia és a kémiai aktinometria alapjai" c. fejezet (Szalay 1997) tartalmazza.

A típusok "feketedési" (jelleg) görbéinek (reflexiós denzitás) meghatározása szoláris szimulátorral, széles UVR emissziójú Medicor Q 400 típusu fényforrással és természetes napfénnyel történt (Szabó L. 1994, Horkay 1995/a). Meredekségük, lefutásuk mindhárom alkalmazott fényforrással mérve is közel azonos. Az in vitro mérések szerint a jelleggörbék lineárisan változnak az expozíciós idő logaritmusa függvényében (Bazsa 1995, Országh 2001).

A SUNTEST-család tagjainak spektrális érzékenysége és a jelleggörbék lehetővé tették, hogy az in vitro értékeket (elszíneződés) standard színskálának fogadjuk el. In vivo biológiai használhatóságukat a Bőrklinikán tanulmányoztuk. Az UV-fényforrással, valamint a napfényen mért individuális MED értékek és az elszíneződésük fokozata (SUNTEST skála: I-IV) közötti párhuzam alapján egészséges, önként jelentkező személyek tesztelése segítségével a bőrtípusoknak megfelelően biztonságos, dermatitis solarist nem okozó napozási időtartamokat választottunk ki (Horkay 1995/a, 1995/b). A mindhárom SUNTEST-típusra vonatkozó adatokat az 1.táblázat tartalmazza (Országh 2001).

A fizikokémiai és biológiai/orvosi vizsgálatok alapján ezek az egyszerű kémiai sugárzásmérők alkalmasnak bizonyultak mind személyi célokra, azaz a napfény vagy UVR (például szolárium) gyulladáskeltő hatásának ("leégés") megelőzésére, mind experimentális, in vitro felhasználásra (például keratinocyta, KC kulturákban) UVR-dozimetriára. Jelenleg a SUNTEST-család első prototípusa (I), amely a fényérzékeny vegyületeket filmre applikálva, speciális zselatinoldatban szuszpendálva tartalmazza, higany(I)-oxalát komponense miatt, környezetvédelmi megfontolásból csak experimentális célokra használatos. A továbbfejlesztett higanymentes változatok (II és III) ma már hazánkban és külföldön (USA) egyaránt szabadalmaztatott termékek. Személyi használatra a legújabb SUNTEST típus papírcsíkra applikált fényérzékeny vegyületekből (vas-oxalát és ezüst-dendrimer) áll, amelyeket a nedvességtől polimer fedőréteg véd. A könnyen és egyszerűen kezelhető sugárzásmérő az alkalmazó egészséges személyek napfény-érzékenységének (bőrtípusának) megfelelően színskála segítségével jelzi a napozás/szoláriumozás megkezdése előtt az akut bőrgyulladás nélkül tolerálható maximális expozíciós időt (l. előbb az 1. táblázatot). A higanymentes típusok előnye, hogy függetlenek a napsugárzásban bekövetkező változásoktól. Rendszeres használatuktól az is remélhető, hogy hozzájárulnak a késői bőrkárosodások - elsősorban a bőrrákok - prevenciójához.