2.3 LASER EM BAIXA INTENSIDADE2.3 LASER EM BAIXA INTENSIDADE
2.3 LASER EM BAIXA INTENSIDADE
Seguindo a evolução da Ciência, em meados de 1960, Theodore Maiman demonstrou, pela primeira vez, o uso do laser pela excitação de um cristal de rubi em uma faixa visível de 694nm. Desde então, diversos pesquisadores estudaram os efeitos do laser nas diversas áreas da saúde, quer seja na prevenção, terapêutica ou mesmo com atuação cirúrgica.
O acrômio LASER é composto pelas iniciais de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que significa amplificação da luz por emissão estimulada de radiação (CONLAN et al., 1996).
A vantagem da luz dos lasers, quando comparada a outros tipos de luz, é que trata-se de um eixo monocromático de alta energia, passível de ser focado e facilmente manipulado, além de ser capaz de promover efeitos fotobiológicos específicos. Parâmetros da irradiação como comprimento de onda, eixo energético, diâmetro de feixe, duração do pulso e tempo de exposição podem ser combinados com as propriedades físicas, químicas e biológicas do tecido alvo para que se obtenham resultados desejáveis (MISERENDINO; PICK, 1985).
Miserendino e Pick (1985) citam que quando a energia dos lasers é absorvida, podem ocorrer quatro tipos de interações teciduais: 1) interação fotoquímica; 2) interação fototérmica; 3) interação fotomecânica; e 4) interação fotoelétrica.
Os lasers fotobioestimuladores se fundamentam na sua capacidade de promover estímulos sobre os processos moleculares e bioquímicos que ocorrem intrinsicamente no processo de reparação tecidual. A isso se denomina interação fotoquímica.
Iniciando os estudos do laser no processo de reparo tecidual, Mester et al. (1968) realizaram estudo em camundongos e analisaram o reparo de feridas cutâneas provocadas e submetidas à ação do laser de rubi (694,3 nm). Os resultados demonstraram estimulação não somente da fagocitose como também aceleração no processo de reparo. Nesse estudo, as feridas irradiadas sofreram forte contração tecidual, equivalente a 50%, no tempo de sacrifício de 7 dias, e decorridos 14 dias, as feridas demonstraram uma reparação mais diferenciada, fechando mais rapidamente que as do grupo controle, não tratadas.
Em um outro estudo realizado pelo mesmo grupo (MESTER et al., 1971) os autores observaram o reparo de feridas profundas, semelhantes à queimadura de terceiro grau, provocadas pelo laser de rubi (694,3 nm) com doses energéticas de 0,5, 1, 4, 5 e 10 J/cm2. Variaram também o número de aplicações. No fim do período experimental, aos 14 dias, observaram significativa aceleração do reparo tecidual, principalmente quando foi empregado 1 J/cm2. Essa aceleração no reparo mostrava-se maior à medida que a área recebia nova dose do laser.
Os efeitos satisfatórios do laser evidenciados por Mester et al. (1968 e 1971) foram reiterados mais tarde por Mester et al. (1973), que avaliaram, em feridas cutâneas de ratos, a ação do laser sobre a reparação e a síntese de colágeno.
Utilizando-se de diferentes parâmetros (1 J/cm2, 1 x por dia durante 5 dias; 4 J/cm2 imediatamente após o ato cirúrgico e 48 horas após; e 6 J/cm2 com aplicação única
imediatamente após a execução da ferida), observaram resultados melhores com dose de até 4 J/cm2.
Kana et al. (1981) avaliaram o comportamento de feridas cirúrgicas provocadas no dorso de ratos submetidos à ação do laser de He-Ne (632,8 nm, 25 mW de potência) e ao laser de argônio (514,5 nm). Os resultados obtidos demonstraram que o laser de He-Ne e o de argônio, quando empregados com 4 J/cm2 de fluência, provocaram efeitos estimulantes sobre a síntese do colágeno, principalmente nos períodos de 3 e 12 dias, além de promover fechamento mais rápido da ferida com elevada epitelização. Quando as feridas foram submetidas a 20 J/cm2, foi demonstrado ligeiro retardo no processo de reparação.
Haina et al. (1981) avaliaram a formação de tecido de granulação cicatricial em feridas abertas provocadas na região dorsal de ratos, tratadas com laser de He-Ne (50 mW/cm2; 0,5; 1,5; 4; 10 e 20 J/cm2). Observaram maior formação de tecido de
granulação com dose de 4 J/cm2 e salientaram que acima dela os resultados não se mostraram significantes.
Muito embora a literatura até então apresente trabalhos que atestam a ação bioestimuladora do laser em baixa intensidade, outros, no entanto, não comprovaram ação benéfica do laser de He-Ne sobre os eventos da reparação de ferida aberta, na remoção de crosta e na resistência do tecido à tração (SURINCHACK et al., 1983). Fortalecendo esses achados, Jongsma et al. (1983) também não observaram resultados satisfatórios ao empregar o laser de argônio em feridas de ratos, com 50 mW/ cm2, 1 J/cm2, e 200 mW/ cm2, 4 J/cm2, em duas aplicações ao dia. Esses achados
foram posteriormente confirmados por outros pesquisadores, não só em feridas provocadas em pele de porco (HUNTER et al., 1984) como também em cobaias (MCCAUGHAN et al., 1985), com os mesmos tipos de emissores lasers (He-Ne e argônio).
Abergel et al. (1984) realizaram um estudo in vitro utilizando fibroblastos de pele humana que foram sujeitos ao tratamento com laser de He-Ne. Eles encontraram que 4 (quatro) exposições consecutivas à irradiação laser, com 24 horas de intervalo, aumentou em quatro vezes a produção de procolágeno que as culturas de células não tratadas. Foi realizada simultaneamente medidas de replicação de DNA, detectada por incorporação de timidina radiotiva, indicando que o aumento na produção de procolágeno não era devido a um aumento da proliferação celular, e sim um resultado da produção de colágeno pelos fibroblastos.
Passarella et al. (1984) demonstraram que a irradiação do laser gerará um potencial eletroquímico extra, aumentando assim a síntese de ATP pelas mitocôndrias. Utilizando um laser de He-Ne (632,8 nm e 15 mW de potência), mitocôndrias irradiadas de ratos foram comparadas com controles não irradiadas. Foi observado um aumento no gradiente de próton transmembrana e a síntese de ATP aumentou em 70%. Isso pode ser atribuído à irradiação do laser. Quando esses experimentos foram realizados na presença de inibidores da cadeia de transporte de elétrons pela mitocôndria, a irradiação do laser não teve efeito, indicando que a estimulação do laser requer o transporte de elétrons pelas mitocôndrias.
Ao invés de avaliar a produção de procolágeno em feridas cutâneas, Saperia et al. (1986) realizaram um tratamento com laser em excisões do dorso de porcos. Após remover uma área de 1cm2 de pele, as feridas foram tratadas 3 vezes por semana com
laser de He-Ne (comprimento de onda de 632,8 nm e potência de 1,56 mW). Cada tratamento durou 5 minutos e continuou por 28 dias. As outras feridas foram tratadas com luz de tungstênio ou não foram tratadas. Biópsias teciduais por punch foram obtidas após 10, 17 e 28 dias do procedimento cirúrgico. Os autores analisaram os níveis de RNAm do procolágeno. Aos 10 dias, não houve diferença nos níveis de RNAm procolágeno tipo I entre as feridas tratadas e as não tratadas com laser. Entretanto, aos 17 dias, as feridas tratadas com o laser tiveram um aumento na quantidade de procolágeno. Após 28 dias, as feridas tratadas com laser ainda tinham um significante aumento na quantidade de procolágeno RNAm, apesar da diferença ser menor que a observada aos 17 dias. As feridas tratadas com tungstênio não foram significativamente diferentes daquelas não tratadas. Desde que estudos anteriores encontraram aumentos nos níveis de colágeno, e esse estudo resultou em um aumento na concentração de RNAm procolágeno, os autores concluíram que o laser de He-Ne pode exercer seus efeitos na produção de colágeno em nível de transcrição. Alternativamente, a energia do laser pode ativar a seqüência regulatória do gene do procolágeno.
Utilizando duas linhas de células de fibroblastos de prepúcio embrionário humano e pele humana, a proliferação in vitro foi avaliada quando as células foram irradiadas com laser de He-Ne. Foi usado 1 mW do laser para a fonte de luz coerente com 633 nm. Um grupo foi tratado com laser, enquanto o outro foi irradiado com luz incoerente de um bulbo de halogênio-tungstênio. Foi encontrado um significante aumento no número de células no grupo que foi irradiado com laser quando comparado com o controle, não irradiado. Medidas térmicas indicaram que as diferenças não foram devidas às mudanças de temperatura. Outro achado interessante foi que a irradiação a
laser também estimulou a inserção celular em um substrato plástico (BOULTON; MARSHALL, 1986).
Karu (1988) encontrou mudanças na concentração intracelular de AMPc nas células irradiadas com laser com comprimento de onda de 632,8 e 760 nm. Nesse artigo foi proposto que em feridas exibindo retardo no processo de cicatrização, o efeito da luz visível de baixa intensidade poderia estimular células para aumentarem sua proliferação. Fotorrecepção, ocorrendo a nível mitocondrial, pode intensificar o metabolismo respiratório e as propriedades eletrofisiológicas da membrana, levando então a mudanças fisiológicas na célula.
Labbe et al. (1988) relataram que o fenômeno da bioestimulação pode ocorrer pela indução da formação de hidroxiprolina observada ao irradiar culturas de fibroblastos humanos. Utilizando laser de Ga-As (904 nm, 2 mW de potência), observaram que as células tratadas tiveram um aumento de formação de ácido ascórbico e, considerando que o ácido ascórbico é um co-fator da hidroxilização da prolina durante a produção de colágeno, mostraram que o aumento intracelular dos níveis desse ácido induziu a formação de colágeno. Os autores concluíram que o efeito primário da irradiação laser de baixa potência é a estimulação das células ao influxo de ácido ascórbico através de uma reação físico-química desconhecida.
Anneroth et al. (1988) estudaram feridas abertas provocadas na região dorsal de ratos e tratadas com laser AsGaAl (904 nm). Utilizaram o seguinte protocolo: laser não contato, com a ponteira distando 0,5 cm da ferida, tempo de exposição de 8 minutos, laser pulsado 500 pps e 0,5 mW de potência. Concluíram que não houve aceleração da cicatrização tanto macro quanto microscopicamente, com até 14 dias de observação.
Garcia (1992) avaliou o comportamento de feridas cutâneas submetidas à irradiação do laser. Foram utilizados 36 ratos, os quais foram divididos em 3 grupos de 12 animais cada e submetidos a duas lesões circulares bilaterais de aproximadamente 8 mm na região dorsal. Foi estabelecido que as lesões irradiadas seriam aquelas do lado direito, servindo as do lado esquerdo como controle. O laser utilizado foi o AsGa (904 nm). O modo de aplicação foi pontual, onde foram realizadas aplicações em 9 (nove) pontos, 8 (oito) na periferia da ferida e 1 (um) na sua porção central, permitindo assim que toda a ferida fosse tratada de maneira uniforme. No grupo I, as feridas foram submetidas à freqüência de pulso de 1.300 Hz e 1.25 mW de potência, determinando 19 segundos por ponto de exposição; no grupo II, a freqüência de pulso foi de 2.100 Hz e 2.00 mW de potência, dando um total de 12 segundos por ponto de exposição; e no grupo III, a freqüência de pulso utilizada foi de 2.900 Hz e 2.75 mW de potência, perfazendo um total de 9 segundos por exposição. Os animais foram sacrificados nos tempos de 3, 7 e 14 dias após o procedimento cirúrgico. Foram feitas análises do ponto de vista clínico, biométrico e histológico. Nas feridas tratadas com laser foi observada, clinicamente, uma reparação mais rápida. A contração também foi maior nas feridas experimentais. Quando analisados histologicamente, os espécimes mostraram um processo de reparação mais acelerado, caracterizado pela rápida epitelização das feridas. Aos 3 dias, todos os critérios analisados apresentaram-se mais significativos no grupo II. As lesões experimentais e controles estavam completamente reparadas aos 14 dias, sem apresentarem efeitos indesejáveis quanto à aplicação do laser.
Hall et al. (1994) estudaram o efeito da irradiação laser sobre a cicatrização de feridas cutâneas em ratos. No dorso de 38 animais foram provocadas, com auxílio de um punch de 6 mm de diâmetro, duas feridas idênticas bilateralmente, e então divididos
em 2 grupos: no Grupo A foi aplicado laser em baixa intensidade (As-Ga; 904 nm; freqüência de pulso de 500-4000 Hz; diâmetro de saída 8 mm), deixando o lado contra- lateral como controle para avaliar possíveis efeitos sistêmicos; no grupo B, foi dada uma radiação placebo com uma luz ordinária, e o lado contra-lateral foi deixado sem tratamento. Dois animais de cada grupo foram sacrificados continuamente todo segundo dia após o 3º dia. Nem a análise clínica nem a histológica demonstraram diferenças no processo de cicatrização das feridas entre os grupos durante o período de observação. Nesse estudo experimental o laser de baixa intensidade não exerceu nenhuma influência no processo de reparo de feridas cutâneas em ratos.
Para Conlan et al. (1996), a cicatrização tecidual ocorre em 3 fases: a fase do substrato, a fase proliferativa e a fase de remodelamento. Segundos esses autores, a maioria dos relatos sobre bioestimulação do laser sugere que seu maior efeito ocorre durante a fase proliferativa. Alguns acreditam que o metabolismo celular é aumentado devido à fotorrecepção mitocondrial da luz monocromática. Ainda de acordo com eles, os aspectos da cicatrização tecidual que são afetados in vitro são a proliferação fibroblástica, a síntese de colágeno, a estimulação de macrófago e o aumento na taxa de produção de matriz extracelular.
Yu et al. (1996) realizaram um estudo com o propósito de avaliar os efeitos da irradiação com laser He-Ne na estimulação de interleucina- 1α (IL-1α) e interleucina- 8 (IL-8) em cultura de queratinócitos humanos. Os resultados revelaram um significante aumento na produção de IL-1α e IL-8 e suas respectivas expressões de RNAm nos grupos tratados com laser, quando comparados ao grupo controle não irradiado. A irradiação com laser com fluências menores que 1,5 J/cm2 é dose-dependente,
de IL-1α da migração de queratinócitos, esse achado pode explicar parcialmente os efeitos estimulatórios na motilidade dessas células. Pelo fato de tanto a IL-1α como a IL-8 provocarem proliferação de queratinócitos, é razoável propor que essas duas citocinas têm um importante papel na maior produção e proliferação de queratinócitos resultantes da irradiação com laser de He-Ne.
Neiburger (1997) realizou um estudo clínico para avaliar o efeito da aplicação do laser de He-Ne na cicatrização de incisões gengivais em humanos. Para isso, foram selecionados 52 pacientes que necessitavam de exodontia. Realizaram-se duas incisões relaxantes verticais, de 4 mm cada uma, criando um retalho que foi delicadamente elevado antes dos dentes serem extraídos com fórceps. Após a realização da exodontia, o retalho foi reposicionado e suturado. Isso criou duas feridas de características semelhantes, as quais uma recebeu aplicação de laser He-Ne (670 nm, 5 mW de potência, durante 30 segundos e fluência de 1,2 J/cm2), enquanto a outra não recebeu qualquer modalidade terapêutica, sendo considerada o grupo controle. A taxa de cicatrização foi avaliada clinicamente e por meio de fotografias. Em 41 (quarenta e uma) incisões (79%) em que foi aplicado o laser, as feridas cicatrizaram mais rapidamente quando comparadas às controles não irradiadas. Não houve diferenças significantes quando os pacientes foram comparados pela idade, sexo, raça ou localização anatômica da ferida. O autor concluiu que o laser He-Ne, com as especificações utilizadas, pareceu aumentar a taxa de cicatrização de feridas gengivais em humanos, sem observar efeitos negativos em tal modalidade terapêutica.
Mesmo com grande quantidade de pesquisas comprovando a efetividade do laser na aceleração da cicatrização de feridas, existem alguns autores que não encontraram esse efeito benéfico. Petersen et al. (1999), utilizando um modelo de
eqüinos, avaliaram os efeitos do laser em baixa intensidade na cicatrização de feridas. O LLLT (AsGaAl) foi aplicado em feridas cutâneas de 3 cm2 induzidas cirurgicamente
no aspecto dorsal das articulações metacarpofalangeais de 6 cavalos. As lesões tratadas com laser (recebendo dosagem diária de 2 J/cm2) foram comparadas com as feridas da pata oposta não irradiadas (controle). Os autores não encontraram diferenças significantes, tanto na contração da ferida como na epitelização, quando comparadas as feridas tratadas com as não tratadas com LLLT.
Walker et al. (2000) investigaram o efeito da irradiação com laser em vários animais que sofreram várias exposições de radiação ionizante e que tiveram, dessa maneira, um retardo na cicatrização de feridas cutâneas. O estudo consistiu de duas fases: na fase 1, 36 ratos foram aleatoriamente divididos em três grupos (n=12 em cada grupo). Em todos esses grupos, uma área bem definida do dorso foi exposta a 20 Gy de raios X. Setenta e duas horas após, os animais foram anestesiados e uma ferida de 7x7 mm foi executada no dorso, e divididos em três grupos, de acordo com o tratamento recebido: grupo I: não recebeu irradiação com laser; grupo II: os animais foram tratados com laser de AsGaAl (660 nm, 0,5 J/cm2, 15 mW); e o grupo III: os animais foram irradiados com laser de AsGaAl (660 nm, 1,5 J/cm2, 15 mW). Os grupos tratados com laser receberam as aplicações 3 vezes por semana. Na fase 2, dois grupos experimentais foram incluídos (n=12); o protocolo foi idêntico ao descrito na fase 1, entretanto os animais foram tratados com uma exposição de 4 J/cm2. Os resultados dessa investigação demonstraram que o tratamento com 0.5, 1.5 e 4 J/cm2 não tiveram efeitos benéficos na taxa de fechamento da ferida.
Utilizando ratos diabéticos, Stadler et al. (2001) demonstraram a eficácia da irradiação com laser no aumento da resistência à tração em feridas cutâneas
provocadas. Foram realizadas duas incisões na região dorsal dos animais, local onde foram feitas as aplicações da irradiação a laser (830 nm, 79 mW/cm2, 5 J/cm2). A
irradiação com laser em baixa intensidade aumentou significativamente a tensão das feridas cutâneas provocadas em ratos diabéticos. Os autores afirmam que há a necessidade de mais investigações para comprovar tal efetividade.
Em um estudo realizado in vitro, Pereira et al. (2002) estudaram o efeito da irradiação com laser no crescimento celular e na síntese de procolágeno de cultura de fibroblastos. O laser utilizado foi diodo AsGa (904nm, 120 mW), com densidades variando entre 3 e 5 J/cm2 por um período de 1 a 6 dias. Os grupos irradiados com 3 e 4 J/cm2 tiveram um aumento no número de células de três a seis vezes mais que o
grupo controle não irradiado. A densidade energética de 3 J/cm2 aumentou marcadamente o crescimento celular, sem efeito na síntese de procolágeno. Os achados mostraram que uma forma particular de irradiação do laser estimula a proliferação de fibroblastos, sem ,contudo, impedir a síntese de procolágeno.
Pugliese et al. (2003) estudaram a interferência do laser em baixa intensidade sobre a expressão de fibras colágenas e elásticas. Foi realizada uma ferida cutânea de 8 mm de diâmetro na região dorsal de 72 ratos. A seguir, os animais foram aleatoriamente divididos em 3 grupos: Grupo 1: controle não tratado; Grupo 2: logo após sua execução, as feridas foram tratadas com laser de AsGaAl (670 nm, 4 J/cm2); e
Grupo 3: foi utilizado o mesmo parâmetro do grupo 2, sendo com uma densidade de energia de 8 J/cm2. Ao término da pesquisa, os autores concluíram que nos grupos submetidos à terapia a laser houve uma maior expressão de fibras colágenas e elásticas, embora sem significância estatística (p> 0,05). Afirmaram ainda que o
tratamento com a fluência de 4 J/cm2 apresentou melhor resultado do que naquele com a fluência de 8 J/cm2.
Reddy (2003) comparou os efeitos fotobioestimulatórios do laser visível He-Ne com o laser infra-vermelho de Ga-As em feridas cutâneas de ratos com diabetes induzida. Foram realizadas, com auxílio de um punch, duas feridas, uma de cada lado da espinha dorsal, de 6 mm de diâmetro em 25 animais, sendo então divididos em dois grupos: grupo I, considerado controle, com 5 animais, nos quais foi administrado solução fisiológica; e grupo II, onde foi induzida diabetes com injeções intraperitoniais de estreptozotocina. A ferida esquerda de cada animal foi tratada com laser de As-Ga (904nm, 1 J/cm2). A ferida direita de cada animal serviu como controle. As feridas foram
tratadas com laser 5 dias por semana, durante 3 semanas. Os resultados da análise biomecânica indicaram que a aplicação do laser aumentou a força de tensão da ferida quando comparadas às feridas do grupo controle que não foram irradiadas. A análise histológica revelou um aumento significativo na produção de colágeno, bem como na sua maturação. Comparando esses resultados com os achados iniciais de outro estudo realizado pelo mesmo autor (REDDY et al., 2001), uso do laser de He-Ne parece ser superior ao laser de Ga-As, nos parâmetros utilizados no estudo, na promoção da cicatrização de feridas em ratos diabéticos. As diferenças nos efeitos bioestimulatórios observadas entre os dois tipos de laser sugerem que a resposta fotoquímica das células para cada laser pode depender do comprimento de onda e das propriedades de coerência da radiação eletromagnética.
Medrado et al. (2003) estudaram a influência da terapia a laser em baixa