(本文由中華全齡人生健康促進協會授權轉載)

光生物調節療法(PBMT)是一種利用特定波長的紅光或近紅外光,幫助身體細胞修復的非侵入性治療。它不會讓皮膚燙傷,也不像曬太陽一樣產生紫外線傷害。但要讓它真的發揮作用,關鍵在於「劑量」。
光生物調節療法(PBMT)— 劑量要「火候剛剛好」
而科學研究發現,光生物調節並非單純的「照光治療」,其療效與風險高度依賴光波長、能量密度、照射時間與頻率等參數的嚴謹設計,它不是單純「多照就會更好」,而是很講究劑量——就像炒菜一樣:
- 如果火太小、炒不夠久(劑量太低),就好像菜沒炒熟一樣,細胞會沒有反應;
- 如果火太大、炒太久(劑量太高),菜就會燒焦,也就是說這時候細胞反而會處在更糟糕的狀態;
- 只有在火候剛剛好(劑量適中)的時候,這時候出的菜才會香氣四溢,在細胞裡面,就代表細胞開始啟動修復、減少發炎、促進代謝的過程。
這種「少了沒用、多了有害、剛好最好」的現象,叫做「雙相劑量反應(Biphasic Dose Response)」,也就是「劑量過低無效,劑量過高反而抑制甚至造成細胞傷害」的非線性生物效應,真正具生理作用的,是那一段精準且有限的劑量區間(therapeutic window)。
這篇文章內容摘要自論文《低能量光治療的雙相劑量反應 -最新發展》,探討建議的劑量及應用。
光生物調節作用機轉(光怎麼幫細胞充電)
細胞裡有一個「發電廠」叫粒線體,裡面有像太陽能板一樣的結構,可以吸收特定波長的光,啟動發電模式。
粒線體吸收光的過程,就像在幫細胞充電,讓細胞可以使用的能量(ATP)變多。接著細胞會開始釋放一些「訊號」,在細胞之間傳話,告訴它們「該修理了、該消炎了」,讓身體的修復速度加快,發炎反應被控制,代謝變得順暢等等。
PBMT之主要作用機轉來自粒線體中「細胞色素c氧化酶(Cytochre c Oxidase CcO)」對光能的吸收,進而引發一系列能量代謝與化學訊號分子之變化。
CcO 能吸收 600–900 nm 波長的光能,促進電子傳遞鏈活性,導致能量(ATP)生成增加、粒線體膜電位(MMP)上升,並伴隨釋放活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)與一氧化氮(Nitric Oxide, NO)等訊號分子。
雙相劑量反應(Biphasic Dose Response)
大量實驗資料(Huang et al., 2011; Hamblin et al., 2009)顯示光生物調節療法具有「低劑量促進—高劑量抑制」之劑量效應曲線,就像文章開頭所說的:少了沒用、多了有害的現象
- 在低劑量(0.3–5 J/cm²)下,細胞呈現代謝活化、抗發炎與修復促進等效果。
- 然而高劑量(>10–20 J/cm²)則會誘發粒線體壓力、ATP產生下降,ROS過度釋放導致氧化傷害與凋亡途徑活化。

論文內使用「Biphasic Dose Response」作為主題與架構,僅提及低劑量與高劑量的反應差異,然而根據 Arndt-Schulz curve 顯示的劑量反應圖,我們可以發現,事實上光的劑量是在最佳劑量區間(optimal zone / therapeutic window)時才會發揮代謝活化、抗發炎與修復促進等效果,在劑量不足的狀況下,細胞不會有所反應,劑量過高時,則會產生抑制的效果。
臨床實證
論文中也提到了針對神經系統以及針對傷口處理的相關案例,都證明了雙相劑量反應的現象:
- 腦部修復:動物腦傷實驗中,36 J/cm² 劑量改善神經功能,但 360 J/cm² 完全沒效甚至變糟。
- 傷口癒合:同樣總能量,換成不同功率和時間,效果差很多,證明「時間+強度」的組合很關鍵。
在動物腦傷模型中,使用810 nm光源,36 J/cm²劑量可顯著改善神經功能缺損(Hamblin et al., 2011),但360 J/cm²高劑量則完全無效甚至有負效應。
在黏膜炎與傷口癒合模式中,固定劑量但改變照射功率密度與時間,亦出現療效高低之差異(Lopes et al., 2009; Gal et al., 2009),證明即使總能量相等,照射速率與時間也需精確設計。
劑量建議(怎麼用比較安全)
既然劑量這麼重要,那麼我們要設定多少劑量才是安全的呢?在論文中有提到相關的建議:
- 大多數情況建議落在 2–6 J/cm²
- 先用低劑量試試,再慢慢加
- 不要超過 20 J/cm²,避免抑制或傷害細胞
- 深層組織可適度增加劑量,但仍需控制在安全範圍
- 論文〈Huang et al., 2011〉回顧了大多數體外 (in vitro) 與動物 (in vivo) 實驗中所用的能量密度(fluence)範圍,通常在 1–20 J/cm² 之間最常見,用以「刺激」組織再生、抑制發炎、提升 ATP 等指標。超過這個範圍(如 > 20 J/cm²)則多數報告觀察到「抑制性或毒性反應」。
- Huang et al. 2011 回顧表格中,多數有效刺激反應出現在 0.3–5 J/cm²(少量實驗會上看 10 J/cm²,但最佳峰值多在此範圍)。
- 臨床應用上,多數光療設備手冊或專家建議都會主張「先以低劑量測試病人耐受度,再視反應逐步增加劑量」以確保安全。
- WALT Guidelines 在指引中提到,多數適應症(如肌腱炎、神經痛、黏膜炎)建議的 每次單點劑量常落於 2–6 J/cm²,可做為劑量參考。
- 須考量部位穿透深度、組織光吸收係數與照射參數(波長、脈衝/連續光、點大小)。
總結
光生物調節就像精緻料理,不能用「多多益善」的心態操作。只有在劑量精準的情況下,才能讓細胞發揮最佳修復力,降低發炎並促進健康。
在實際應用上,不只要掌握正確的劑量,還必須選擇品質穩定、能精準輸出劑量的設備。尤其是通過醫療器材認證的儀器,不但在安全性、輸出穩定度與臨床驗證上更有保障,也能確保療效在可預期的範圍內,降低副作用風險。
換句話說,正確劑量 + 合格設備 = 最佳療效與安全,才是光生物調節療法發揮最大價值的關鍵。
參考文獻(節選)
- Mester E, Spiry T, Szende B, Gärtner P. Effect of laser on hair growth of mice. Kolloid‐Zeitschrift. 1967;201(2):1–16.
- Huang Y‑Y, Sharma SK, Carroll JD, Hamblin MR. Biphasic dose response in low level light therapy—An update. Dose‑Response. 2011;9(4):602–618. doi:10.2203/dose‑response.11‑009.Hamblin
- Hamblin MR, Huang Y‑Y. Mechanisms of low level light therapy. In: Hamblin MR, Demidova‑Rice TN, editors. Molecular and Cellular Mechanisms of Photobiomodulation. New York: Springer; 2011. p. 35–58.
- Lopes NN, Plapler H, Chavantes MC, Lalla RV, Yoshimura EM, Alves MT. Cyclooxygenase‑2 and vascular endothelial growth factor expression in 5‑fluorouracil‑induced oral mucositis in hamsters: evaluation of two low‑intensity laser protocols. Support Care Cancer. 2009;17(11):1409–1415.
- Gal P, Mokry M, Vidinsky B, et al. Effect of equal daily doses achieved by different power densities of low‑level laser therapy at 635 nm on open skin wound healing in normal and corticosteroid‑treated rats. Laser Med Sci. 2009;24(4):539–547.
- World Association for Photobiomodulation Therapy. WALT Recommended anti‑inflammatory dosage for photobiomodulation (PBM/LLLT). 2024. Available from: https://waltpbm.org/documentation-links/recommendations/
- Karu TI. Primary and secondary mechanisms of action of visible to near‑IR radiation on cells. J Photochem Photobiol B. 1999;49(1):1–17.
