LED灯光辐射对人皮肤的影响

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摘要: 目的:产生评价演播室中使用的一种LED 光源对人皮肤颜色和皮肤屏障功能的影响。方法: 选择了30 名健康女性志愿者,以照度为2800lxLED 光源照射上臂屈侧的皮肤,照射时间15 分钟,每天照射一次,连续照射30天。比较照射前后反应皮肤颜色的L* a* b* 值、M 和E 值以及角质层含水量和经皮水分丢失。结果:照射前后L* a* b* 值、M 和E 值以及角质层含水量和经皮水分丢失均无统计学差异。结论:演播室中使用的此种LED 光源短期照射对人体肤色和皮肤含水量无影响。

  1 引言

  将LED 光源应用于照明,是科学技术发展的一大进步。与传统光源的灯具相比,由于它是固态半导体材料,不存在汞的污染,具有环保的特性,顺应了节能减排的潮流。由于LED 灯应用于照明将可能对人体长时间产生照射作用,因此对LED 灯的人体辐射安全测试显得尤为重要。本实验拟*价演播室中使用的一种LED 光源对人皮肤颜色和皮肤屏障功能的影响。

  2 方法与材料

  2. 1 受试者

  本试验共选择了30 名年龄在20 ~ 50 岁的健康女性志愿者。受试者入选标准为: 受试部位肤色均匀、年龄在20 ~ 50 岁的健康人; 无严重系统性疾病、无免疫缺陷或自身免疫性疾病者; 无活动性过敏性疾病者; 近一月内未曾全身使用激素类药物及免疫抑制剂者; 本试验期间未参加其他临床试验者;志愿参加本试验,签署知情同意书并能按试验要求完成规定内容者; 一月内试验部位无日光暴晒史。

  排除标准如下: 怀孕或哺^^^期妇女; 在过去12 个月内被诊断有皮肤肿瘤,并在接受治疗; 患有遗传过敏性皮炎、湿疹、银屑病或其它慢性皮肤疾病会影响到试验观察; 有其它和色素相关的皮肤疾病如白癜风、恶性黑素瘤、日光角化等; 有对化妆品、香料或其它皮肤护理产品或其成分的过敏史; 正在使用抗炎类药物如皮质类固醇、阿斯匹林( 每周使用超过四天) ,免疫抑制剂等; 患有糖尿病、红斑狼疮、风湿性关节炎等。

  2. 2 试验相关仪器和设备

  2. 2. 1 LED 灯具

  采用电视台演播室实际使用的LED 灯具( LED50W 新闻灯, 北京星光集团) , 照度为2800lx。

  2. 2. 2 CM2500d chromameter

  CM2500d chromameter ( Minolta Camera Co,Japan) 是CIE 推荐的测量颜色的仪器,其结果输出以L* a* b * 表示,L* 值表示从白色到黑色的平衡,L* 值越大,越靠近白色,L* 值越小,越靠近黑色。a* 值表示从红色到绿色的平衡,正值表示红色方向,负值表示绿色方向。b* 值表示从$到蓝色的平衡,正值表示$方向,负值表示蓝色方向。

  2. 2. 3 Maxmeter MX18

  Mexameter MX18 ( Courage + Khazaka, 德国)是针对皮肤的两种主要色基黑色素和血红素而设计的,其结果输出以色素指数(M) 和红斑指数( E)表示。

  2. 2. 4 皮肤水分测试仪Corneometer

  皮肤水分测试仪Corneometer ( Courage +Khazaka,德国) ,测试原理: 由于水具有很高的介电常数( 大约为81) ,远远高于其他物质,通过测试探头与皮肤接触后,电容值( F) 的变化可以反映皮肤角质层中的含水量,角质层含水量越高,其电容量也越高; 反之亦然。

  2. 2. 5 Tewameter TM300

  Tewameter TM300 ( Courage + Khazaka, 德国) ,为反映角质层屏障功能的标准方法。它不能直接表示角质层的水分含量,而是表明角质层水分散失的情况,TEWL 值越高,表明经皮肤散失的水分越多,角质层的屏障功能越差。

  2. 3 方法

  2. 3. 1 照射部位: 选择非曝光部位———上臂屈侧作为照射区域,每次照射在同一部位。

  2. 3. 2 照射剂量: 试验中选用的照度为2800lx,照射时间15 分钟,每天照射一次,连续照射30 天。

  2. 3. 3 皮肤生理物理指标的测定: 在受试者接受LED 灯具照射前和照射30 次后分别测定皮肤L* a* b* 值、M、E 值、角质层含水量和TEWL 值。上述指标的测定在恒温、恒湿的条件下进行,要求室温25℃、相对湿度为45% ~ 55% , 被测试者提前30 分钟进入测试环境中安静待测,在测定前10min将测试部位暴露。在LED 光源照射前后分别测定3次,取平均值。

  2. 4 统计学处理

  对LED 光源照射前后L* a* b* 值、M、E 值、角质层含水量、TEWL 采用配对t 检验进行处理。

  3 实验结果

  3. 1 受试者一般情况

  本试验共选用受试者30 名, 均为女性, 年龄25 ~ 48 岁, 平均年龄36. 67 岁, 皮肤类型II - IV型。 3. 2 照射前后皮肤颜色L* a* b 值的变化

  分别比较照射前、后反映皮肤颜色指标的L* a* b 值的变化( 表1,图1 - 1,2,3) ,结果照射前后的L * 、a * 、b 值相比均无统计学差异( P >0. 05)。

表1 照射前后L* a* b 值的变化

照射前后L* a* b 值的变化

  3. 3 照射前后皮肤颜色M 和E 值的变化

  分别比较照射前、后反映皮肤颜色指标的M、E 值( 表2,图2) 的变化,结果照射前后的M、E值均无统计学差异(P > 0. 05)。

表2 照射前后ME 值的变化

 照射前后ME 值的变化
 

 照射前后L 值的变化( P > 0. 05)
 

图1 照射前后L 值的变化( P > 0. 05)

照射前后a 值的变化( P > 0. 05)
 

图2 照射前后a 值的变化( P > 0. 05)

 照射前后a 值的变化
 

图3 照射前后a 值的变化

照射前后M 和E 值的变化( P > 0. 05)
 


图4 照射前后M 和E 值的变化( P > 0. 05)

  3. 4 照射前后皮肤角质层含水量的变化

  比较照射前后皮肤角质层含水量( 表3,图3)的变化,两者之间无统计学差异(P > 0. 05)。

表3 照射前后皮肤角质层含水量的变化

照射前后皮肤角质层含水量的变化
 

照射前后角质层含水量的变化( P > 0. 05)
 图5 照射前后角质层含水量的变化( P > 0. 05) 3. 5 照射前后皮肤TEWL 含水量的变化

  比较照射前后皮肤TEWL 的变化( 表4, 图4) ,两者之间无统计学差异(P > 0. 05)。

表4 照射前后TEWL 的变化

照射前后TEWL 的变化
照射前后TEWL 的变化
图6 照射前后TEWL 的变化

  3. 6 不良反应

  实验过程中有三例受试者分别在照射第10 次(2 例)、第11 次自述被照射皮肤有干燥、刺痛感,但皮肤并没有出现肉眼可见的红斑、丘疹、水疱、脱屑等异常反应。在结束照射后10 余分钟上述不适感消失。三例受试者未退出本实验。

  4 讨论

  由于LED 灯应用于照明将可能对人体长时间产生照射作用,因此对LED 灯的辐射安全测试显得尤为重要。在欧洲,虽然LED 不是激光产品,但是欧洲人仍然认为照明用LED 产品存在着安全隐患,要求照明产品中的LED 应符合IECPEN 60825 - 1 《激光产品安全要求第1 部分: 设备分类,要求和使用者指南第1 章- 通用要求》标准的要求。IEC 组织已经制定出版了IEC *71 : 2006 《灯和灯系统的光生物安全性》。我国出版了国家标准GB20145 - 2006 《灯和灯系统的光生物安全性》,对LED 灯造成皮肤和眼睛的光化学危害、眼睛的近紫外危害、视网膜蓝光光化学危害、视网膜无晶状体光化学危害、视网膜热危害和皮肤热危害等危害的曝辐限值做出了规定。但上述标准的制定只是在实验室条件下进行的测量,尚缺乏在人体皮肤上的实际研究工作。

  在本实验中采用电视台演播室实际使用的LED灯具,模拟实际使用的情况照射人体皮肤,观察照射前后皮肤颜色的变化。为了更准确的记录皮肤颜色的改变, 在使用中使用了CM2500d chromameter和Mexameter MX18 记录皮肤的颜色。CM2500dchromameter 是CIE 推荐的测量颜色的仪器,其结果输出以L* a* b* 表示,L* 值表示从白色到黑色的平衡,纯黑色为0,纯白色为100,L* 值越大,越靠近白色,L* 值越小,越靠近黑色。a* 值表示从红色到绿色的平衡,其变化范围为+ 60 ~ - 60,正值表示红色方向,负值表示绿色方向。b* 值表示从$到蓝色的平衡,其变化范围为+ 60 ~ - 60,正值表示$方向, 负值表示蓝色方向。MexameterMX18 是针对皮肤的两种主要色基黑色素和血红素而设计的,其结果输出以色素指数(M) 和红斑指数(E) 表示。在本实验中采用的LED 灯具连续照射30 次后,反应皮肤颜色指标的L* 、a* 、b 值和M、E 值均未发生明显的变化。提示在本实验短期测定的情况下,此LED 灯具对于人体皮肤肤色无不良影响。

  同时在实验中还测定了反应皮肤屏障功能和保湿功能的两个指标: 角质层含水量和经皮水分流失( TEWL) ,结果在本实验的短期照射过程中,LED光源对上述两个指标均无明显影响。

  LED 作为一种新型光源,将其运用于照明是一种崭新的尝试一种新产品的出现,首先我们应该考核其安全性。对于LED 灯而言,用于照明是否会对人体产生伤害,这将是人们最为关注的问题,也是LED 灯能否广泛推广使用较为关键的一项因素。而*价一个新型光源对人体皮肤的安全性需要一个长期的累积的过程,本实验中由于条件有限只进行了小剂量的短期照射,只是对LED 光源对人体皮肤安全性的初步探讨,在今后的工作中我们将深入研究LED 长时间照射对人体安全性的*估。