La fototerapia con luz azul es uno de los tratamientos más comunes y eficaces en neonatología moderna. Cada año, millones de recién nacidos en todo el mundo son expuestos a la característica luz azulada de las incubadoras hospitalarias para tratar la ictericia neonatal, una condición causada por la acumulación de bilirrubina en sangre. En la mayoría de los casos, esta afección es benigna y transitoria, pero si las concentraciones del pigmento aumentan en exceso, pueden derivar en complicaciones neurológicas graves, incluida la encefalopatía bilirrubínica.
Desde su introducción en la década de 1950, la fototerapia ha demostrado ser un tratamiento seguro, simple y eficaz: la radiación en torno a los 460 nanómetros (nm) convierte la bilirrubina en formas más solubles que el organismo puede eliminar. Sin embargo, a pesar de los avances tecnológicos —desde lámparas fluorescentes hasta modernos sistemas LED—, la práctica clínica sigue aplicando una dosificación luminosa estandarizada, sin considerar variables individuales como el color de piel o el espesor epidérmico del paciente.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Twente, el Isala Hospital y el University Medical Center Groningen (Países Bajos) ha abordado precisamente este vacío mediante un estudio teórico publicado recientemente en Biophotonics Discovery. Utilizando modelado óptico computacional avanzado, han analizado cómo las propiedades ópticas de la piel —pigmentación, niveles de hemoglobina, concentración de bilirrubina, grosor tisular y longitud de onda de tratamiento— afectan a la cantidad de luz que realmente llega a las capas donde actúa el tratamiento.
Los resultados, aún teóricos, apuntan a un hallazgo tan evidente como inexplorado: la eficacia de la fototerapia puede variar significativamente en función del color de piel del recién nacido, llegando a producir hasta 5,7 veces menos dosis efectiva de luz en bebés de piel oscura que en los de piel clara bajo idénticas condiciones de exposición.
Simulando la piel con fotones
El estudio, liderado por Alida J. Dam-Vervloet, se apoya en técnicas de simulación de transferencia radiativa ampliamente utilizadas en la ingeniería biomédica y la fotónica. Estas simulaciones permiten modelar la propagación de fotones en medios altamente dispersivos y absorbentes como la piel humana.
Los investigadores implementaron un modelo multicapa representativo del tejido cutáneo neonatal, incorporando datos ópticos de la literatura científica: coeficientes de absorción y dispersión de la melanina (el principal pigmento responsable del color de piel), de la hemoglobina (que domina en la dermis), y de la bilirrubina, que actúa como cromóforo objetivo del tratamiento.
Aunque aún no existen bases de datos específicas sobre las propiedades ópticas de la piel neonatal en función del color, los autores extrapolaron los parámetros de pigmentación a partir de mediciones bien establecidas en adultos. El modelo permitió simular cómo la luz azul incidente se atenúa al atravesar las distintas capas cutáneas hasta alcanzar las zonas donde se localiza la bilirrubina, principalmente en el tejido subcutáneo y el plasma sanguíneo.
La potencia del enfoque reside en su capacidad para aislar variables: manteniendo constante la irradiancia superficial, el modelo calcula la dosis efectiva que realmente llega al sustrato donde la bilirrubina puede ser fotodegradada. De este modo, los investigadores pudieron comparar cuantitativamente el efecto de la pigmentación y de otros parámetros fisiológicos en el rendimiento del tratamiento.
Resultados del modelo
Las simulaciones computacionales revelaron un patrón claro: la pigmentación cutánea es el factor que más condiciona la cantidad de luz terapéutica que penetra en la piel. En condiciones idénticas de exposición, los modelos que representaban pieles más oscuras mostraban una transmitancia significativamente menor, lo que se traduce en una dosis lumínica efectiva hasta 5,7 veces inferior en las capas donde actúa la fototerapia.
Esta diferencia se reflejó también en la predicción de reducción de bilirrubina: tras 24 horas de tratamiento continuo, los bebés de piel clara presentarían teóricamente una disminución del 40,8 %, mientras que los de piel oscura alcanzarían solo un 25,6 %.
Aunque los valores absolutos son aproximaciones teóricas, el resultado tiene implicaciones relevantes: el tratamiento “universal” podría ser menos eficiente para ciertos grupos étnicos, prolongando el tiempo de exposición necesario o reduciendo la eficacia terapéutica.
Además, el modelo mostró que otras propiedades, como el grosor epidérmico y la concentración inicial de bilirrubina, también influyen, pero de manera menos determinante. Un aumento en el espesor cutáneo reduce ligeramente la dosis efectiva, mientras que una alta concentración de bilirrubina puede modificar la absorción espectral de la piel, desplazando el punto óptimo de tratamiento.
La longitud de onda óptima también depende del tono de piel
Uno de los aspectos más interesantes del estudio fue el análisis de la longitud de onda óptima para maximizar la fotodegradación de bilirrubina. Tradicionalmente, la luz azul en torno a 460 nm se ha considerado ideal, pero el modelo predijo que este valor puede no ser universal.
Para los recién nacidos de piel clara, la mayor eficacia se mantuvo cerca de 460 nm, coincidiendo con los picos de absorción conocidos de la bilirrubina. Sin embargo, en pieles más oscuras, los investigadores observaron un desplazamiento óptimo hacia longitudes de onda ligeramente mayores, alrededor de 470 nm, donde la absorción por melanina es menor y la penetración lumínica mejora.
La diferencia es sutil —unos pocos nanómetros—, pero podría tener relevancia clínica si se busca optimizar los resultados en poblaciones diversas. Los autores sugieren que un compromiso espectral en torno a 465 nm podría ofrecer una eficacia más homogénea entre distintos tonos de piel.
«Nuestro modelado sugiere que el color de la piel influye significativamente en la cantidad de luz absorbida por la bilirrubina durante el tratamiento. Sin embargo, estas son predicciones teóricas que necesitan validación clínica. Los estudios del mundo real que miden la reducción real de la bilirrubina en diferentes tonos de piel son esenciales para determinar si se justifican enfoques de fototerapia más personalizados en bebés recién nacidos reales que reciben fototerapia”; concluye Alida J. Presa-Vervloet.
Puede acceder al paper de la investigación a través del siguiente enlace:
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*Imágenes de apoyo procedentes de bancos de recursos gráficos que no pertenecen a la investigación.