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ES2478693B1 - Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led - Google Patents

Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo led Download PDF

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ES2478693B1
ES2478693B1 ES201201268A ES201201268A ES2478693B1 ES 2478693 B1 ES2478693 B1 ES 2478693B1 ES 201201268 A ES201201268 A ES 201201268A ES 201201268 A ES201201268 A ES 201201268A ES 2478693 B1 ES2478693 B1 ES 2478693B1
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract

Método, producto y elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LED que consiste en un sustrato con un pigmento distribuido de manera uniforme en su superficie y, porque dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva de longitudes de onda corta comprendidas entre 380 nm y 500 nm en un rango comprendido entre el 1 y el 99%.

Description

ELEMENTO BLOQUEANTE DE LONGITUDES DE ONDA CORTA EN FUENTES DE ILUMINACiÓN DE TIPO LED
s
Campo de la invención La presente invención se encuadra en gener,al en el campo de la óptica y en particular se refiere a un elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LEO (diodos emisores de luz)
10
Estado de la técnica
15
El Espectro electromagnético (EEM) es la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. El EEM incluye una amplia gama de radiaciones, desde las de menor longitud de onda, como son los rayos gamma y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las anclas de radio.
20 2S 30
El espectro de luz es la región del espectro-electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. A la radiación electromagnética en este rango de longitudes de onda se le llama también luz uvisible" o simplemente luz. No hay limites exactos en el espectro visible; un ojo patrón humano responde a longitudes de onda desde 380nm a 780nm, aunque el ojo adaptado a la oscuridad puede ver en un intervalo mayor, que va desde 360nm a 830nm. La retina se autoprotege de las longitudes de onda corta de dos maneras: con una distribución heterogénea de los fotorreceptores, de tal forma que en la depresión macular no existen fotorreceptores sensiblel;¡ a las longitudes de onda corta, y por la actuación de pigmentos amarillos existentes en la misma zona que también ejercen una acción protectora. Ademas el cristalino aumenta su proporción de cromóforos amarillos con la edad.
Estas protecciones naturales del ojo humano frente a las longitudes de onda mas corta (el cristalino y las propias de la retina) puedEm verse seriamente afectadas por ciertas
,. "
patologías y/o intervenciones quirúrgicas, i'ncluso exclusivamente por el paso del
tiempo.
s
Se han desarrollado algunas técnicas para proteger de las longitudes de onda corta a
ojos sanos, a ojos operados de cataratas y a ojos en procesos neurodegenerativos
retiniano:
10
Aplicar filtros alojo humano como medida terapéutica y preventiva para
sustituir y/o mejorar la protección natural.
A partir de mediados de los años 90, se han implantado lentes intraoculares
provistas de un filtro amarillo en ojos operaclos de cataratas. Esta alternativa supone
una intervención quirúrgica con todos sus obvios riesgos y dificultades. Existe además
15
un amplio colectivo de personas operadas det cataratas a los que se les ha implantado
una lente intraocular transparente en sustitución de la sustancia interna del cristalino,
desprovista de la necesaria protección de la pigmentación amarilla. En estos casos,
resulta necesario complementar al cristalino urtificial, exento de pigmento amarillo, con
la interposición de algún sistema de soporte para el pigmento amarillo.
20
Un elemento bloqueante de las longitudes ole onda corta es un dispositivo disenado
para separar, pasar o suprimir un grupo de objetos o cosas del total de la mezcla. los
elemento bloqueantes están ideados para la selección de un determinado intervalo de
longitudes de onda de luz. El mecanismo es siempre sustractivo, consiste en el
25
bloqueo de unas longitudes de onda, permitiendo el paso de otras longitudes de onda.
Existen en el mercado distintos tipos de filtros aplicados alojo humano. Así por
ejemplo, en la solicitud de patente WO 98/44380 se describe un filtro aplicado en una
rentilla que no cubre la totalidad de dicha lentilla, entendiendo totalidad como zona de
30
iris, zona de pupila y cuerpo de la lentilla, siendo este hecho fundamental para no
provocar irregularidades en la visión . Por otro lado, el documento WO 91104717
describe lentes Intraoculares para el tratamiento de la DMAE que no es el objeto de la
presente invención.
3S
Es conocido el hecho también de emplear filtros amarillos en lentes oftalmológicas, por
ejemplo a través del documento GB 1 480492
El filtro amarillo puede ser utilizado en múltiples aplicaciones, como así lo demuestran los documentos localizados en el actual estado de la técnica.
El documento DE 358948 describe un filtro amarillo aplicado a un dispositivo eléctrico de iluminación, pero combinado con un segundo filtro de color rojo, lo cual se aleja del concepto inventivo descrito en la presente invención.
El documento ES 1 046 793 U describe un dispositivo externo de soporte de distintos filtros de iluminación, con distintos colores, lo-cual se aleja del concepto inventivo de la presente invención que radica en un único ellemento bloqueante de longitudes de onda corta integrado en un determinado material, para conseguir eliminar del espectro de luz visible las longitudes de onda corta ant4~s de que llegue al usuario debido a los efectos perniciosos producidos por la elevada energia de este rango de luz, objetivo que, evidentemente, no se consigue con dicho documento.
El documento WO 90105321 describe un filtro con una serie de características técnicas pero que en absoluto define una aplicación 'fisiopatológica y además, el filtro descrito en la solicitud de patente WO 90/05321 no es homogéneo en su absorbancia, pudiendo producir efectos indeseados.
La Dra. Celia Sánchez-Ramos es la inventora de las patentes ES2247946, ES2257976, ES2281301 , ES2281303, ES2289957, ES2296552, ES2298089, ES2303484 y ES2312284. No obstante, aunque en estos documentos se hace mención a la problemática de la luz ambiente, especialmente de las longitudes de onda corta en el espectro de 380 a 500 nm, en ninguno de estos documentos se explica la problemática derivada del empleo masivo y cotidiano de pantallas basadas fundamentalmente en tecnologfa lEO en SLIS distintas variantes, como OLED, lCOlEO, AMOlEO, entre otras tecnologías de vanguardia para teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas, ordenadores portátiles y televisiones.
Un ejemplo práctico de este tipo de pantall;as con tecnologfa lEO lo tenemos en el documento US20120162156 de Apple Inc., j31 cual describe como es internamente la conocida comercialmente como pantalla Retina® e implementada en distintos productos comercializados por Apple, como el MacBook Pro®, el ¡Pad® 2, o el iPhone® 5. Aunque en dicho documento se I:lescribe con profusión como es emitida la luz por parte de los LEO (más concretamente, los conocidos como LEO orgánicos u OLEO), en ningún momento se incide en la presencia de algún medio o elemento para limitar la radiación emitida hacia el usuario dE~1 dispositivo. En la Fig.1 se muestran las distintas gráficas de emisión para productos comercializados en la actualidad.
Es evidente que hoy en día cualquier usuario particular pasa una media de 4-8 horas al día, sino más, delante de pantallas de tipo LEO, esto es, recibiendo una emisión de longitudes de onda corta a una distancia generalmente muy pequef'ia (del orden de 3050 cm), lo cual incide muy negativamente en el ojo y en la visión humana. Esta problemática está descrita en el estado de la técnica en [Behar-Cohen el al. "Lightemitting diodes (LEO) for domestic lighting: Any risks for (he eye?" Progress in Retinaf 8nd Eye Rese8rch 30 (2011)239-257].
En dicho documento, en las conclusiones del mismo se hace hincapié en la necesidad de evaluar la toxicidad potencial de la luz emitida por los LEO, en función de las distintos dispositivos disponibles en el mercado de tal forma que se puedan hacer recomendaciones eficientes a los fabricantElS domésticos de luz, debido a la mayor presencia de iluminación de tipo LEO en ambientes de interior. No obstante, en este documento no se apuesta por una solución que permita compaginar la evolución de la técnica de los LEO con un uso cotidiano exento de riesgos. Es decir, en dicho documento se aboga, directamente, por la limitación y regulación legal de las emisiones de luz, sin proponer ningún tipo de solución a los productos ya comercializados.
Otro documento que describe la problemática asociada en {Cajochen et al. ~Even¡ng exposure to a light-emitting diades (LEO)-bi.lcklight computer screen affects circadian physio/ogy and cognitive performancen, Joul1al o, Applied Physio/ogy 110:1432-1438, 2011, (¡rst publlshed 17 March 2011J dondEl se describe la necesidad de adaptar la emisión de luz al ciclo del sueño.
,.
-'
En este documento, no obstante, indica que se desconoce la potencial toxicidad de las pantallas tipo LEO y que, en todo caso, su problemática asociada puede verse reducida mediante la reducción de la intensidad lumínica.
El problema técnico que subyace es la reducción del riesgo en el daño ocular debido al uso intensivo de pantallas de tipo LEO. Del documento de Behar-Cohen se conoce a qué tipos de dalias está expuesto el ojo humano, pero en sus conclusiones se utiliza el camino más obvio, que es limitar el uso de ese tipo de pantallas y forzar a los fabricantes, de una forma genérica, a que limiten sus emisiones, dentro de un determinado rango. No obstante, deja en el aire precisamente cómo reducir este tipo de emisiones de la forma más simple posible, no sólo en la etapa de fabricación, que no siempre es posible, fácil o sencillo, sino ya con los productos que existen actualmente en el mercado.
Descripción de la invención
Partiendo del problema técnico descrito, y teniendo como objetivo que el elemento bloqueador de emisiones objeto de la invención no tiene porqué ser igual en todos los casos y que además ha de ser sencillo de implementar por cualquier usuario y no sólo por expertos.
Para aportar una solución a dicho problema técnico en un primer aspecto de la invención, el elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LEO consiste en un sustrato con un pigmento distribuido de manera uniforme en su superficie y, por que dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva de longitudes ele onda corta comprendidas entre 380 nm y 500 nm en un rango comprendido entre el 1 y el 99%.
En una realización particular, el sustrato es multicapa y donde al menos una de dichas capas contiene el pigmentodistribuido de manera uniforme por la superficie de dicha capa pigmentada.
En una segunda realización particular el sustrato es un revestimiento (gel, espuma, emulsión, solución, disolución o mez,cla) que contiene un pigmento
3S uniformedistribuido..
En un segundo aspecto de la invención el método de bloqueo de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LEO comprende las etapas de: (i) seleccionar la densidad óptica media de un pigmento en función de aspectos tales como la edad de un usuario de una fuente de iluminación de tipo LEO, la distancia de separación respecto de la fuente de iluminación tipo LEO, el tamaño de la fuente de iluminación tipo LEO, el tiempo de exposición a la fuente de iluminación por parte del usuario, la iluminación ambiente del lugar donde interacftúa el usuario con la fuente de iluminación tipo LEO y la posible patología retiniana y/o corneal; y (ii) pigmentar un sustrato uniformemente en toda su superficie de tall forma que la absorbancia media esté comprendida entre el 1 % Y el 99% en el rango de longitudes de onda corta comprendido entre 380 nm y 500 nm.
Finalmente, en un tercer aspecto de la invención, se reivindica una pantalla LEO que comprende el elemento bloqueante de longitudes de onda corta referenciado.
Es una característica común a todos los aSPE!ctos de la invención que el pigmento esté integrado en la superficie interna y/o externa del soporte o sustrato, produciendo una absorbancia uniforme en cualquier región del mismo y en cualquier ángulo de visión.
En la presente invención por "absorbancia sHlectiva~ nos referimos a la variación de la absorbancia en un rango comprendido entre 1-99% mediante un cambio de la densidad óptica del elemento bloqueante de longitudes de onda, en base a las distintas necesidades del individuo tal y c:omo se ha indicado, en particular por aspectos tales como la edad de un usuario ele una fuente de iluminación de tipo LEO, la distancia de separación respecto de la fuente, el tamaño de la pantalla, el tiempo de exposición por parte del usuario, la iluminación ambiente y la posible patología retiniana y/o corneal del propio usuario.
En un último aspecto de la invención, esta puede desarrollarse como un dispositivo electrónico que comprende una pantalla tipo LEO y uno o más procesadores que ejecutan las Instrucciones necesarias para (i) calcular las emisiones de longitudes de onda corta nocivas comprendidas enlre 380 y 500 nm en función de variables tales como la edad de un usuario de una fuente de iluminación de tipo LEO, la distancia de separación respecto de la fuente de ilumina,ción tipo LEO, el tamat'io de la fuente de iluminación tipo LEO, el tiempo de exposición a la fuente de iluminación por parte del usuario, la iluminación ambiente del lugar donde interactúa el usuario con la fuente de iluminación tipo LEO y la posible patolou1a retiniana y/o corneal; y (ii) reducir selectivamente la emisión de longitudes de onda corta comprendida entre 380-500 nm de los LEO contenidos en la pantalla en función del cálculo establecido en la etapa (i).
En este último caso, por reducción selectiv~1 se ha de entender la reducción de ese espectro de longitudes de onda corta concn3to. y no simplemente la reducción de la intensidad lumlnica, ya que la reducción de la intensidad no implica la mejora del tipo de luz emitida, y por tanto, no soluciona el problema técnico planteado.
A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otro$ objetos, ventajas y características de la invencíón se desprenderán en parte de la d,escripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que restrinjan la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de f13alizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.
Breve descripción de las figuras
A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
FIG1. Muestra distintas gráficas de emisión para productos electrónicos comerciales
con pantalla tipo LEO. FIG2. Muestra la absorbancia selectiva de'l elemento bloqueante de longitudes de onda corta de la presente invención p'ara tres ejemplos de personas de edades distintas:25 anos (Fig.2a), 45 anos (Fig.2b) y 76 anos (Fig.2c).
FIG3. Muestra una vista de la fuente de Iluminación tipo LEO empleada para el ejemplo que ilustra la presente invención. A. Representación esquemáticamente el dispositivo de iluminación sin y con el elemento bloqueante de longitudes de onda Gorta utilizado. B. Curvas espectrales de emisión de cada uno de los LEOs utilizados. C. Oisei'lo de la placa de pocillosdonde se sembraron las células.
FIG4. Muestra una gráfica con el efecto de la luz LEO y el efecto foto-protector de un elemento bloqueante que absorbe selectivamente las longitudes de onda corta sobre la viabilidad celular, indicativo de la supervivencia celular en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
FIG5. Muestra el efecto de la luz LEO y el efecto foto-protector de un elemento bloqueante que absorbe selectivamente las longitudes de onda corta sobre la activación de la histona H2AX humana, indicativo del dat'io en el AON en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
FIG6. Muestra el efecto de la luz LEO y efecto foto-protector de un elemento bloqueante que absorbe selectivamente las longitudes de onda corta sobre la activación de la caspasa 3,7, indicativo de apoptosis en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
Descripción detallada de la invención yejl!mplo
En el estado de la técnica no se describe el grado de toxicidad de las longitudes de onda corta producida por luz LEO de diferente composición espectral, debida al empleo de un dispositivo electrónico equipado con este tipo de pantallas (LEO) sobre células del epitelio pigmentario de la retina.
Los objetivos específicos del ensayo de toxicidad y de la solución aportada son los siguientes:
Estudiar la viabilidad celular del tejido retiniano in vitro tras la exposición a diferentes diodos LEOs que emiten radiación de diferente composición espectral Evaluar el dat'io en el ADN del tHjido retiniano in vitro tras la exposición a diferentes diodos LEOs que emiten radiación de diferente composición espectral Determinar la apoptosis del tejido retiniano in vitro tras la exposición a diferentes diodos LEOs que emiten radiación de diferente composición espectral
REACTIVO/EQUIPO Y CATALOGO Y NUMEROS DE LOTE
PROVEEDOR
Células epiteliales humanas de pigmento retiniano
Sciencell
Poli-L-lisina #P47071ot Nº BCBCOS03
Sigma Aldrich
Medio de células epiteliales ffP60106
Sciencell
TNRN nT668
Invitrogen
CM-H2DCFDA #C6827
Invitrogen
Anticuerpo de ratón anti-caspasa 3 #966 110t Nº P42574
Ce ll Signalling
Anticuerpo goat anti-rabbi t Alexa 594 ItA ll012 Lot Nº69S244
Invitrogen
Anticuerpo goat anti-mouse Alexa 633 #J~2 10S0 Lot Nº690316
Invitrogen
Placa de 96 pocillos: 96 we ll, black ctear imaging Plate ff 353219
Bectan Dicki nson
Albúmina de suero bovino # A2153
Sigma
Pa raform aldehído ff 16005
Sigm a
BD Pathway 855
Bectan Dickinson
Solución peróxido de hidrógeno 3% Lot D401A
En la tabla anterior se establece un reSUmEln de los reactivos, equipamiento y material
20 suministrado usado en el estudio. Por otro lado, se ha diseñado un dispositivo de iluminación que consta de seis zonas de iluminación diferenciadas y separadas entre sí mediante barreras separadoras de material blanco. Cada una de las zonas contiene un LEO que producen luz de irradiancia SmW/cm2 pero que emite luz de diferente composición espectral:
25 LEO azul (468nm) LEO verde (525nm) LEO rojo (616nm) LEO blanco P Color 54000 K
En la Figura 3 se representa esquemáticarnente el dispositivo de iluminación utilizado y las curvas espectrales de emisión de cada uno de los LEOs. Este dispositivo se colocó sobre la placa de cultivo y las célLllas se expusieron a la luz LEO durante 3 ciclos de luz-oscuridad (12 horas / 12 horas) con y sin la interposición del elemento
En la Figura 3 se representa esquemáticamElnte el dispositivo de iluminación utilizado
y las curvas espectrales de emisiÓn de cada uno de los LEDs. Este dispositivo se colocó sobre la placa de cultivo y las célulélS se expusieron a la luz LED durante 3 ciclos de luz-oscuridad (12 horas 112 horas) con y sin la interposición del elemento bloqueante de longitudes de onda corta. nll como se muestra, existe una zona no iluminada por LEDsdonde se colocan las células no expuestas a la luz que se utllizaron como control negativo.
En esta realización particular, no limitativa, el elemento bloqueante se define como un elemento bloqueante de longitudes de onda corta consistente en un sustrato con un pigmento amarillo distribuido de manera un:iforme en su superficie y, por que dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva de longitudes de onda corta comprendidas e~ntre 380 nm y 500 nm en un rango comprendido entre el 1 y el 99%. Más conGretamente se trata de un film o pellcula muhicapa, donde una de ellas está pigmentada.
Cultivo celular y diseño de placa Las células del epitelio pigmentario de la retina (RPE) fueron descongeladas siguiendo las instrucciones del proveedor, en medio de cultivo "Epithelial cell culture médium", suplementado con Suero bovino fetal (SBF) y factores de crecimiento. A las 72 horas y una vez que el cultivo llegó a la confluencia se levantaron las células con TripsinaEDTA y se sembraron a una densidad de SOlDO células/pocillo en placa de 96 pocillos previamente tratadas con poli-lisina según el diseño de placa de la figura 1 C. El cultivo se mantuvo durante 24 horas despué~; de las cuales se reemplazó el medio por de medio fresco (300¡.lI/pocillo). Este procedimiento se repitió cada uno de los días en los que se realizó el experimento para evitar evaporaciones por el desprendimiento de calor producido por las luces. La placa con el dispositivo de iluminación se colocó dentro del incubador a 37°C en una atmósfen3 de 5% CO2.
El experimento de toxicidad se realizó desplJés de que las células fuesen incubadas en presencia de luz de diferentes características espectrales, durante 3 ciclos de exposición y reposo de 12 horas por ciclo. Las muestras fueron lavadascon PBS y fijad,3s con Paraformaldeido a/4% durante 15 minutos. Después de la fijación, las células se permeabilizaron con Tritón al 0,3 % durante 10 minutos. Una vez permeabilizada:s las muestras se bloquearon con BSA al 5 % Y a continuación se añadieron los anticuerpos anticaspasa y anti H2AX disuletos en PBS+BSA 2,5 % a una concentración de 1 :400 para la determinación de apoptosis y daño en el AON respectivamente.
Tras una hora de incubación se lavaron lal; muestras con PBS y se ariadieron los anticuerpos secundarios Alexa 594 y Alexét 633 a la misma concentración que el anticuerpo primario y se incubaron durante otros 30 minutos. Después de la incubación se lavaron las muestras y la serial se leyó en el microscopio de fluorescencia BO Pathway 855. Para la activación de las caspasas las imágenes se capturaron a 633 nm de emisión y para el H2AX a 594 nm.
Análisis esladfstico
Cada experimento se repitió al menos 2 vec·es. Los valores son dados como media ± desviación estándar. Los datos fueron analizados utilizando el test estadístico t-student no pareado con el software estadístico Statgraphics version Centurion XVI.! (USA). Se consideraron valores significativos p-valores menores a 0.05.
Resultados. Viabilidad celular
Después de un periodo de 3 ciclos de exposición a la luz durante 12 horas, alternados con 3 ciclos de recuperación de otras 12 horas, los núcleos de las células primarias humanas del epitelio pigmentario de la retina humana se tif'ieron con DAPI para contar el número de células por pocillo.
Las células no irradiadas crecieron bien en los pocillos, sin embargo la irradiación con luz LEO monocromática inhibió el crecimiento de las células. La luz azul (468nm) produjo una disminución muy significativa dE~1 número de células, aunque también se observó el efecto fototóxico para la luz verde (525nm). En cuanto a la luz blanca (P=54000K) se observaron diferencias estadísticamente significativas
Con la presencia del elemento bloqueante dl3 longitudes de onda corta se observó un aumento de la viabilidad celular, principalmente en las células expuestas a luz blanca (T'=5400"K) y luz azul (468nm).
Viabilidad celular
Control LEO blanco (T·=54000 K) LEO azul (468nm) LEO verde (525nm) LEO rojo (616nm)
Sin elemento bloqueante (UF)
8551403 217±108 10±2 99±114 339±1
Con elemento bloqueante (UF)
1156±156 346±71 358:t20 188±43 420±69
p-valor
0,212 0,047' 0,000' 0,102 0,096
Aumento (%)
- 59 3480
En la figura 4 se puede observar el efecto de la luz LEO y el efecto fotoprotector de un
elemento bloqueante que absorbe selectivamente las longitudes de onda corta sobre
la viabilidad celular en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
s
Resultados: dat'Jo en el ADN
Para estudiar si la radiación tuvo algún efecto en la integridad del AON celular, las
células se marcaron utilizando el anticuerpo H2AX,
La H2AX es una variante de la histona H2A que está involucrada en la reparación del
10
AON , es decir cuando hay daf'io en el AON mJclear. Cuando se produce la rotura de la
doble cadena del AON, la histona H2AX es rápidamente fosforilada en la serina 139
por quinasa ATM y se convierte en Gamma-H2AFX.
Este paso de fosforilación puede extenderse a varios miles de nucleosomas desde el
15
sitio de rotura de la doble cadena y puede marcar la cromatina de los alrededores en
el reclutamiento de las proternas necesarias para la señalización de daño y reparación
del AON. Como parte de modificaciones postlraduccionales de la apoptosis, causada
por daMos severos en el AON, una alta expresión de H2AX. fosforllada se considera
como un indicador preciso de apoptosis.
20
Los resultados de los experimentos mostraron que el anticuerpo anti H2AX. reconoce
sitios de histonas fosforiladas tras la irradiación con luz LEO indicando una activación
de los mecanismos de reparación del AON .
2S
Al interponer el elemento bloqueante de las longitudes de onda corta se observó una
disminución muy significativa de la activación de la histona H2AX, indicativo de un
menor daf'lo en el AON. Esta disminución fue del 97% para la luz LEO blanca
(T8 =54000K), azul (468nm) y verde (525nm) y del 95% en las células expuestas a luz LED roja.
Activación de H2AX
Control LEO blanco {T":=5400"K} LEO azul (468nm) LEO verde {525nm} LEO rojo (616nm)
Sin elemto bloqueante (UF)
131±41 2697±493 2537±589 2258±738 1920±286
Con elamto bloqueante (UF)
47±1 83±20 76±7 63:t10 91±15
p-valor
0,024' 0,000· 0,002' 0,001' 0,000'
Disminución (%)
- 97% 97% 97% 95%
5 En la figura 5 se muestra el efecto de la luz LEO y el efecto foto-protector de un elemento bloqueante que absorbe selectivarnente las longitudes de onda corta sobre la activación de la histona H2AX en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
10 Resultados: apoptosis Se determinó la activación de las caspasas 3,7 ya que estas enzimas están implicadas en la regulación y en la ejecución de la apoplosis, Las células se marcaron utilizando el anticuerpo anticaspasa.
15 La irradiación con luz LEO en las células provocó un aumento en el porcentaje de células apoptóticas en el cultivo. La activación de las caspasas se observa como una coloración rosada alrededor del núcleo teñido con azul (DAPI).
La interposición del elemento bloqueante de longitudes de onda corta indujo una
20 disminución muy significativa de la activación de las caspasas indicativo de apoptosis en las células expuestas a las diferentes fuentes de iluminación LEO, Esta disminución fue del 89% para las luces blancas (P=54000K) y azules (468nm), del 54% para la luz verde (525nm) y 76% para la luz roja ,
Activación de caspasas
Control LEO blanco (T'=5400'K) LEO azul (468nm) LEO verde (525nm) LEO rojo (616nm)
Sin elemento bloqueante (UF)
0.03710.02 0.86810.02 0.66110.03 0.839t O.05 0.655tO.07
Con elemento bloqueante (UF)
0.11410.15 0.094:tO.03 0.09410.05 0.386:tO.48 0.155:tO.08
p-valor
0,541 0,000' 0,000' 0.312 0,006'
Reducción (%)
89% 89% 54% 76%
En la figura 6 se muestra el efecto de la luz LEO y efecto foto-protector de un elemento bloqueante que absorbe selectivamente las longitudes de onda corta sobre la activación de la caspasa 3,7 en células del epitelio pigmentario de la retina humana.
5 Una vez analizado el problema y un ejemplo de solución, la luz, sobre todo la de menor longitudes de onda, en 3 ciclos de 12 horas de exposición alternado con 12 horas de recuperación afecta al crecimiento de las células del epitelio pigmentario de la retina humana. Se produce un aumento del número de células que expresan la
10 histona H2AX (dat'to AON) y caspasa 3,7 (apoptosis).
En todos los casos el elemento bloqueanteqlUe absorbe selectivamente las longitudes de onda corta ejerce un efecto protector frent,e a los efectos dat'tinos de la luz sobre las células del epitelio pigmentario de la retina hLlmana.
15 Selección de la densidad ÓPtica del elemento bloqueante que absorbe las longitudes de onda codas
Es evidente para un experto en la materia que otras realizaciones particulares pueden
20 ser posibles y no sólo el indicado en el ejemplo anterior. No obstante, en todas las realizaciones particulares se ha de tener nn cuenta que se ha de seleccionar la absorbancia con la que se bloquea las long~:udes de onda comprendidas entre 380 y 500 nm o bien como reducir, por software, diGha emisión de forma selectiva sin reducir la intensidad o cantidad de luz.
Para ello, la presente invención establece una serie de factores, a los que se les dota de un determinado peso máximo y minimo para establecer precisamente, el máximo y mínimo de absorbancia para cada individuo:
limite mtxlmo Limite minlmo Factor Grado (01.) (',4)
0-10 4
10-20 5
Edad 20-40 5
(anos)
40-60 7 4
60-75 lO 8
> 75 12 8
SmartPhones{25-40 cm) 2
Tipos de dispositi....o Tablets (25--40 cm) 3 usados {distancia de Pantanas de ordenador (4 1trabajo) 7Ocm1 4 2
Pantallas de televisión (:>7'0 cm) 4 2
<3 2 1
3-5 3 2
Tiempo de exposición
total
5-8 4 3
(horas)
8-10 5 3
> lO 5 3 Condiciones de menor
Fotópica (:>S) 2 1
iluminación ambiente durante el uso de los Mes6pica (O.005-S) 5 2 dispositillOs (cd/m21 Escotópica «0.0051 lO 4
Patologlas retinianas
Estadio leve 50 30 Estadio moderado 60 40 Estadio grave 70 50
Patologlas cClrneales Estadio leve 20 lO Patologla Estadio moderado 30 20 Estadio grave 40 30
PatolQglas pal~brales 5 2
PatolQglas conjunti ....ales 5 2
Patol2Qlas esclerales 5 2
Glaucoma 20 10
PseudofáguicalAfaguia 30 lO
La suma de los distintos factores es lo que da como resultado un umbral máximo y mínimo de absorbancia correspondiente con la figura 2, donde, a modo de ejemplo se indica que para un usuario entre 25 anos (máx. 5, m¡n. 2) que trabaje mediante un ordenador (4/2), con un tiempo de exposición a la fuente de iluminación por parte del usuario menos de 3 horas (2/1), con unal iluminación ambiente del lugar donde
16
se muestra, por ejemplo en la figura 2. Sin embargo, si este mismo individuo utiliza
varios dispositivos electrónicos (ordenador, tablet y smartphone) durante más de 10
horas en ambientes de alta y baja iluminac'ión el rango de absorbancias recomendado
estaría entre 11-24%. Por su parte si el individuo presentase una una patología
S
retiniana moderada y estuviese expuesto a la televisión durante 3-5 horas al día en
condiciones de alta iluminación el rango de absorbancias recomendado sería 47-74%.
Se podría pensar que no tiene porqué haber un rango máximo de la absorbancia y
bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda corta comprendidas entre 380
10
500. No obstante, el bloqueo total de la luz azul produce efectos tanto en la visibilidad
de la pantalla como en el propio ciclo cir(:adiano del individuo, por lo que es lógico
establecer un rango máximo y mínimo de la absorbancia , minimizando dichos efectos
negativos.
15
Los ejemplos y realizaciones prácticas para conseguir esta absorbancia selectiva
varían ya que puede ser un sustrato multicapa (el elemento bloqueante utilizado en el
ejemplo), un revestimiento (gel, espuma , emulsión, solución, disolución o mezcla) con
un pigmento de esta densidad óptica, o biEm mediante una reducción por software de
la emisión en el espectro de 380 -500 nm.
20
Figura 2
Ejemplo 1: persona de 25 años (figura 2A) , 45 años (figura 28) y 76 años (figura 2C)
que utiliza un ordenador durante menos de 3 horas al día en condiciones de alta
iluminación ambiente.
25
Ejemplo 2: persona de 25 años (figura 2A), 45 años (figura 26) y 76 años (figura 2C)
que utiliza va rios dispositivos electrónicos (ordenador + tablet + Smartphone) durante
más de 10 horas al día en ambientes de altoa y baja iluminación.
Ejemplo 3: persona de 25 años (figura 2A) , 45 años (figura 28) y 76 años (figura 2C)
con una patología retiniana moderada que ve la televisión durante 3-5 horas diarias en
30
condiciones de alta iluminación.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Elemento bloqueante de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LEO caracterizado por que consiste en Uln sustrato con un pigmento distribuido en su superficie y, por que dicho pigmento tiene una densidad óptica tal que permite la absorción selectiva entre un umbral máximo y un umbral mínimo de absOfbancia establecido para cada individuo de las longitudes de onda corta comprendidas entre 380 nrn y 500 nm sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de ondé. comprendidas entre 380-500 nm.
  2. 2.
    Elemento bloqueante de acuerdo con la reivindicación 1 que está constituido por un sustrato multicapa en donde al menos una de dichas capas contiene el pigmento bloqueante de longitudes de anda corta distribuido de manera uniforme por la superficie de dicha capa.
  3. 3.
    Elemento bloqueante de longitudes de: onda corta de aruerdo con la reivindicación 1 donde el sustrato es un revestimiento que contiene un pigmento uniforme en todo el revestimiento.
  4. 4.
    Elemento bloqueante de longitudes del onda corta de acuerdo con la reivindicación 3 donde el revestimiento es uno seleccionado entre gel, espuma, emulsión, solución, disolución o mezda.
  5. 5.
    Método de bloqueo de longitudes de onda corta en fuentes de iluminación de tipo LEO caracterizado por que comprende las etapas de: (i) seleccionar la densidad óptica media de un pigmento entre un umbral maximo )' un umbral mínimo de absorbancia establecido para un individuo en el rango de longitudes de onda corta comprendido entre 380-500 nm; y (Ii) pigmentar un sustrato en toda su superficie de tal forma que la absorbancia media esté comprendida entre dicho umbral máximo y mfnimo para cada individuo sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda comprendidas entre 380-500 nrn.
  6. 6.
    Pantalla LEO que comprende el elemento bloqueante de longitudes de onda corta de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
  7. 7.
    Dispositivo electrónico portatil que comprende una pantalla tipo LEO; uno o mas procesadores que ejecutan las ;nstruccionE~s necesarias para (i) calcular las emisiones de longitudes de onda corta nocivas comprendidas entre 380 y 500 nm; establecer un umbral maximo y un umbral minimo de absorbancia para cada individuo; y reducir selectivamente
    la emisión de longitudes de onda corta comprendida entre 360-500 nm entre dicho umbral máximo y mfnimo de absorbancia de al menos una parte de los LEO contenidos en la pantalla sin bloquear totalmente el paso de las longitudes de onda comprendidas entre 360~ 500nm.
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