Aplicações do laser na osteogênese


	Aplicações do laser na osteogênese
	Fisioterapeuta Mestranda/o *Fisioterapeuta graduada Universidade do Estado de Santa Catarina (Brasil)	Letícia Calado Carneiro* Diego Murilo Dos Santos* Fernanda Calado Carneiro** leticiacarneiro@yahoo.com.br
	Resumo A radiação a laser de baixa potência tem sido muito utilizada no processo de aceleração do reparo ósseo. Este artigo de revisão teve por objetivo fazer uma abordagem acerca dos efeitos e dos parâmetros de aplicação do laser na regeneração óssea. O laser de baixa potência produz efeitos positivos no processo de regeneração óssea. No entanto, para se obter conclusões mais concisas à respeito dos parâmetros de aplicação do laser é necessário que os autores detalhem melhor a metodologia empregada na aplicação do laser em seus estudos. Unitermos: Osteogênese. Laser de baixa potência. Parâmetros de aplicação.
	http://www.efdeportes.com/ Revista Digital - Buenos Aires - Año 13 - N° 120 - Mayo de 2008

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Introdução

    O LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) é uma luz amplificada produzida por radiação eletromagnética que se manifesta como luz monocromática (Rocha, 2004).

    Desde sua concepção o laser passou a ser utilizado na medicina, principalmente nas cirurgias. Atualmente o laser chama atenção para seus efeitos atérmicos, que podem auxiliar no processo de cicatrização de tecidos (TAVARES, 2002).

    A espessura da camada tecidual a ser atingida dependerá do tipo de laser, da potência usada e do tempo de aplicação. A diferença entre os vários tipos de lasers é dada pelo comprimento de onda. Quanto menor o comprimento de onda, maior sua ação e poder de penetração (ROCHA, 2004).

    Segundo Colls, 1984 o laser pode ser classificado em três diferentes potências:

laser de alta potência, exemplo: CO₂, argônio;

laser de média potência, exemplo: arseneto de gálio;

laser de baixa potência, exemplo: hélio-neônio (TAVARES, 2002).

    Os lasers de baixa e média potência possuem efeitos terapêuticos.

    Os efeitos do laser de baixa e média intensidade podem ser divididos em primários, secundários e terapêuticos. Os efeitos primários do laser são: bioquímico, bioelétrico e bioenergético (ROCHA, 2004). Segundo Veçoso, 1993 os efeitos secundários estimulam a microcirculação e o trofismo celular. Os efeitos terapêuticos alcançados segundo Colls (1984) são a analgesia, o efeito antiinflamatório, antiedematoso e cicatrizante.

    Dentre os efeitos do laser de baixa intensidade pode-se citar a cicatrização como uns dos que mais se destacam. Estudos como de Rocha (2004); Tavares (2002); Lopes et al (2007); Garavello-Freitas et al (2003); Pinheiro et al (2003); Jakse et al (2007); Williams et al. (2005); Matera, Tatarunas, Oliveira (2003) vêm comprovando que a cicatrização óssea podem ser aceleradas através da aplicação do laser de baixa potência. Entretanto o uso do laser ainda causa controvérsias, pois, os efeitos biológicos e a dosagem de aplicação do laser ainda não estão bem definidos (TUREK, 1991).

    Este estudo teve como objetivo realizar uma revisão bibliográfica de pesquisas que utilizaram o laser de baixa potência na aceleração do processo de reparação óssea.

Processo de reparação óssea

    O acometimento de uma lesão no tecido ósseo, traumática ou cirúrgica, é seguido por seqüência histológica definida, destinada a reparar a lesão. Assim, imediatamente após a lesão, ocorre um sangramento que é seguido pela formação de coágulos que interrompem o fluxo sangüíneo local. Após quarenta e oito horas inicia-se o processo de proliferação das células osteogênicas, os osteoblastos, que dão origem ao osso primário e à formação do calo ósseo. O calo é remodelado e, a seguir, substituído por osso secundário ou lamelar. Concomitantemente, há necessidade de formação e/ou reconstituição dos vasos sanguíneos que irão suprir o tecido ósseo em processo de regeneração. (GARAVELLO-FREITAS, 2001).

    Recentemente muitas técnicas estão sendo utilizadas para melhorar a cicatrização óssea. Segundo Lopes et al, 2007 estudos têm demonstrado que a terapia a laser é o método mais adequado para a reparação óssea devido a sua profunda penetração no tecido. In vitro a irradiação de baixa energia tem significativa influência na estimulação da formação da massa óssea, pois atua na proliferação celular de osteoblastos, na diferenciação celular e aumenta a formação de matriz óssea (JAKSE et al, 2007).

Aplicações do laser de baixa potência nos mecanismos de cicatrização óssea

    Os efeitos do laser de diodo no aumento da regeneração óssea e osteointegração de implantes dentários foi estudado por Jakse et al, 2007. Estes autores realizaram a pesquisa com 12 ovelhas onde foram inseridos implantes dentários. Os implantes foram irradiados unilateralmente com o laser de baixa intensidade (LBI) intraoperatoriamente e três vezes durante a primeira semana do pós-operatório com um Laser de diodo (75mW, 680 nm). A densidade energética global por irradiação foi 3-4 J/cm². A regeneração óssea não diferiu entre o lado controle e o lado testado entre as 4 e 12 semanas após o implante. As medições da osteointegração resultaram significativamente em um maior contato osso / implante no lado testado. O estudo experimental em ovinos não confirmou de forma positiva o efeito da LBI sobre a regeneração óssea dentro de um enxerto. No entanto, talvez a LBI tenha um efeito positivo sobre a osteointegração de implantes dentário.

    Garavello-Freitas (2001), estudou os efeitos do laser Ne-He de baixa potência no processo de reparação óssea em ratos. As tíbias lesadas dos ratos cirurgicamente foram irradiadas com laser de baixa potência 1 mW, 24hs após a lesão. Foram realizadas exposições diárias durante 30 s, 5 min e 15 min, com doses de 3.15 J/cm2, 31.5 J/cm2 e 94.5 J/cm2. Os animais foram irradiados por 7 ou 14 dias consecutivos. Nas tíbias irradiadas com doses de 31.5 e 94.5 J/cm2 foi observada uma evidente aceleração na formação óssea, principalmente durante os 7 dias consecutivos. Os melhores resultados foram observados nas tíbias que receberam doses de 94.5 J/cm2. As tíbias que receberam doses bem menores (3.15 J/cm2) não apresentaram, aparentemente, nenhuma diferença em relação aos resultados observados nas tíbias do grupo controle. Pode ser observado também que na segunda semana de aplicação do laser, ou seja, nos 14 dias em que foram submetidos as tíbias dos ratos ocorreu uma redução no efeito de osteogênese. Os mecanismos biológicos envolvidos na melhora do crescimento do tecido ósseo irradiado por laser ainda não são claramente entendidos. A hipótese mais provável é que a energia do laser possa excitar as porfirinas e os citocromos (que são cromóforos intracelulares) e desta maneira induzir um aumento da atividade celular aumentando a concentração de ATP, ALP e liberando cálcio.

    Pes et al (2007), realizaram um estudo 10 ratos que foram submetidos à fratura de fêmur e fixação intramedular. Os ratos foram divididos em 2 grupos: um que não utilizou laser e outro que utilizou laser Arseneto de Gálio (AsGaAl) com intensidade de 10 J/cm2, a aplicação foi feita em dois pontos ao redor do trauma. As sessões iniciaram imediatamente após a cirurgia, totalizando nove sessões. Com freqüência de 3 vezes na semana. Após o tratamento foi realizada avaliação histológica através de observação microscópica. Foi observado nas lâminas a presença de células inflamatórias, osteócitos, osteoclástos e osteoblastos. No grupo que utilizou o Laser de ArGaAl foi possível observar a aceleração do processo de cicatrização quando comparado ao grupo controle.

    Renno (2006), estudou os efeitos do laser se ArGaAl (830nm) nos fêmures de ratas que foram induzidas à osteopenia através de ovariectomia. As doses utilizadas foram de 60 J/cm2 por 17s e 120 J/cm2 durante 34s. Foi avaliado o comprimento do fêmur, as propriedades físicas e realizados testes mecânicos. Observou-se que as doses de 60 J/cm2 e 120 J/cm2 foram eficientes para estimular o crescimento ósseo tanto nos animais osteopênicos quanto nos intactos. As ratas ovariectomizadas tiveram a força mecânica diminuída, esta análise é considerada uns dos parâmetros mais importantes na avaliação do risco de fratura. A aplicação do laser na dose de 120 J/cm2 foi mais eficiente para aumentar a força mecânica. Quanto às propriedades físicas, foi possível observar um aumento destas com a aplicação das duas doses de laser vistas neste estudo. Renno (2006) pesquisou ainda os efeitos do laser na produção de massa óssea associado a um programa de atividade física. Neste experimento não foi observada melhora adicional na produção de massa óssea com a utilização do laser.

    Outros mecanismos além do laser de baixa intensidade também podem agir no processo de consolidação óssea como o ultra-som (US). Lirani (2004) comparou os efeitos destas duas alternativas no processo de consolidação óssea. Foram utilizados 48 ratos com fratura na tíbia que foram divididos em grupos. O grupo tratado com US pulsado (frequência de 1,5 Mhz, ciclo de trabalho 1:4 e intensidade de 30mW/cm2) recebeu o tratamento em 12 sessões de 20 minutos, 5 vezes na semana. O grupo tratado com laser de AsGaAl (780nm) de 30mW recebeu uma dose de 112 J/cm2 em 5 sessões/semana de 2,3 minutos durante 12 dias. Na análise do ensaio mecânico a carga máxima suportada pelo grupo tratado com laser foi significativamente maior que o grupo tratado com US. Na análise histomorfométrica foi observado que o US acelerou o processo de reparação óssea, quando comparado ao grupo controle, no entanto o laser de baixa potência acelerou ainda mais o processo.

    Um estudo foi realizado para avaliar a consolidação óssea após a introdução de enxerto inorgânico ósseo bovino. O experimento foi realiza do com ratos que receberam 48 horas de irradiação durante 15 dias. Os animais foram irradiados em 4 pontos com laser de 830nm de comprimento de onda. Cada ponto recebeu a dose de 4J/cm2, totalizando 16 J/cm2 por sessão. Foi observado que o laser de baixa potência trouxe feitos positivos no processo de regeneração óssea (PINHEIRO et al, 2003).

    Garavello-Freitas, et al 2003 avaliaram o processo de consolidação óssea da tíbia de 36 ratos através da análise da histomorfometria. Utilizando o laser He-Ne na dose de 0.3 J/cm2 e 0.9 J/cm2 com tempo de irradiação de 5 e 15 minutos respectivamente observou-se um aumento significativo da área trabecular quando comparado ao grupo controle no 7° dia de exposição. A dose de 0.3 J/cm2 teve maior efeito no aumento da área. Ao comparar o 7° dia de irradiação com o 14° dia nas doses de 0.3 J/cm2 e 0.9 J/cm2, foi possível perceber uma diminuição da área de trabécula óssea, principalmente na dose de 0.9 J/cm2, que ficou abaixo da área encontrada para o grupo controle neste mesmo período. Os autores consideram que a irradiação favorece ao aumento da área de trabécula óssea e acelera a organização das fibras de colágeno em paralelo. Entretanto, aumenta também a síntese de osteoclastos, o que pode ter produzido o efeito de diminuição da área de trabécula óssea no 14° dia de irradiação.

    Barushka, Yaakobi, Oron (1995), pesquisaram o efeito do laser He-Ne (632nm) no reparo ósseo da tíbia de ratos. O laser foi aplicado nos dias 5 e 6 pós-lesão, uma vez por dia durante 2,3 minutos e com dose de 31 J/cm2. Foi concluído que a aplicação deste tipo de laser provavelmente afeta a população dos osteoblastos e osteoclastos do local lesado. O laser também causou um duplo reforço na reparação óssea como revelado pela histoformetria.

Parâmetros da aplicação do laser na osteogênese

    Através da análise dos artigos tentou-se estabelecer parâmetros de aplicação do laser. O tipo de laser (comprimento de onda), a densidade de potência, o tempo e a freqüência de aplicação foram analisados.

1.    Tipo de laser (comprimento de onda)

    Pode ser observar que o tipo de laser mais utilizado nas pesquisas foi o de AsGaAl (comprimento de onda a partir de 680nm – 850nm), que faz parte dos lasers de diodo (JAKSE et al, 2007; PES et al, 2007; RENNO, (2006), LIRANI, 2004). Renno (2006) relatou que já existem comprovações que o comprimento de onda entre 700nm até 1200nm são mais adequados para o tratamento de estruturas profundas como os ossos. Outros pesquisadores utilizaram o laser de rubi ou de hélio-neônio (comprimento de onda de 694,3nm e 632,8nm respectivamente), que também atuaram de forma positiva na regeneração óssea (TATARUNAS, MATERA E DAGLI, 1998; FREITAS, 2001; GARAVELLO-FREITAS, et al 2003; BARUSHKA, YAAKOBI, ORON, 1995).

2.    Densidade de potência (dose) e tempo de aplicação

    Quanto à densidade potência, existe divergência, doses baixas como de 0.3 J/cm2 e altas como de 120 J/cm2 agiram positivamente na cicatrização tecidual. Reed e Low (2001) indicam que podem ser utilizadas doses de 0.5 J/cm2 até 32 J/cm2. Para locais profundos como o tecido ósseo, a dose deve ser relativa à profundidade. As doses aplicadas nos estudos revisados variaram de 0.03 J/cm2 a 120 J/cm2. A dificuldade de se estabelecer a dosagem adequada para o processo de reparo ósseo pode ter acontecido pelo fato de que muitos estudos não relatam quantos pontos de aplicação foram utilizados durante o experimento, apresentando apenas a dose total de aplicações. Esse fato também se atribui ao tempo de aplicação, pois em uma sessão o laser é aplicado em diferentes pontos durante segundos, a soma destas aplicações resulta em um tempo total de aplicação. Se não soubermos em quantos pontos foi realizada a aplicação fica difícil definir a melhor dosagem e tempo de aplicação a serem utilizados no caso de reparação do tecido ósseo.

3.    Freqüência de aplicação

    A maioria dos estudos observou os efeitos do laser entre 1 a 2 semanas. Um fato que foi identificado nos de Garavello-Freitas, et al (2003) e Garavello-Freitas (2001), foi que após 2 semanas de aplicação do laser os efeitos da regeneração óssea são minimizados.

Conclusão

    Através da análise destes artigos não foi possível estabelecer parâmetros de aplicação do laser quanto a dosagem e tempo de aplicação. No entanto, o tipo de laser mais indicado para facilitar a osteogênese e a melhor freqüência de aplicação puderam ser melhor esclarecidos. Para se tentar obter dados mais consistentes é necessário que os pesquisadores relatem com maiores detalhes a metodologia utilizada para a aplicação do laser na realização de suas pesquisas.

Referências bibliográficas

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