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Terapia Laser de Baixa Potência na Reparação Tecidual Daiane Thaís Meneguzzo Luciana Almeida-Lopes Martha Simões Ribeiro

INTRODUÇÃO A reparação tecidual foi o tema dos primeiros estudos da terapia com laser de baixa potência (TLBP) realizado na Hungria no final da década de 1960 e início dos anos 1970 pelo grupo de Mester et al.1. A TLBP na reparação tecidual foi, portanto, a primeira indicação clínica da utilização desta modalidade terapêutica.

Atualmente, na literatura, muitos artigos científicos fundamentam os mecanismos de ação da TLBP nas células e tecidos: aumento do aporte de trifosfato de adenosina (ATP)2; aumento da permeabilidade da membrana celular, viabilizando o influxo de cálcio3; regulação de fatores de crescimento e citocinas inflamatórias4; estimulação da diferenciação e proliferação celular5-6; indução da síntese e remodelamento de colágeno7; aumento da resistência tênsil8; angiogênese9, entre outros. Além disso, a TLBP modula a atividade de vários tipos celulares envolvidos no processo de reparação tecidual, incluindo macrófagos10, fibroblastos6,11, queratinócitos12, mastócitos13 e células endoteliais14-15.

Essa somatória de eventos celulares estimulados pela TLBP faz que os tecidos lesionados restabeleçam sua homeostase, ou seja, a normalização da sua forma e função, levando à sua reparação. In vivo, muitos trabalhos relatam os efeitos e benefícios do laser em várias situações, como, por exemplo, em pós-operatórios cirúrgicos orais16, mucosite oral17, formação de tecido ósseo18 e regeneração de tecido nervoso19. Para fundamentação dos resultados clínicos, a literatura também reporta modulação da inflamação, bioestimulação da reparação tecidual, analgesia e ativação da resposta imunológica20.

Este capítulo abordará a reparação tecidual e apresentará a literatura existente sobre os efeitos e os resultados da utilização da TLBP na cicatrização dos tecidos orais. Nosso objetivo é fornecer embasamento teórico desse complexo processo e, dessa forma, fazer a relação dos experimentos aqui apresentados e sua importância na reparação fisiológica in vivo para a posterior aplicação clínica da TLBP na cicatrização dos tecidos orais.

A cavidade oral é um ambiente constituído por vários tipos de tecidos, incluindo tecidos epitelial, conjuntivo, muscular, mineralizados, como esmalte, dentina e tecido ósseo, e nervoso, que constituem a mucosa oral e o órgão dental. Portanto é um desafio orquestrar a regeneração e a cicatrização desses tecidos, uma vez que esses processos requerem crescimento coordenado das estruturas que estão fisicamente próximas, mas que são fisiologicamente e estruturalmente diferentes. Na próxima seção, revisaremos como ocorre a reparação de tecido mole, que não tem a intenção de detalhar o tema, mas, sim, destacar para o cirurgião-dentista os aspectos mais relevantes para melhor entender, diagnosticar e tratar as doenças bucais, já que a reparação é um processo mais complexo que a regeneração, envolvendo a integração de vários acontecimentos biológicos. Embora esse processo seja altamente evoluído, a substituição do tecido perdido ou danificado pode ser negativamente influenciada por múltiplos fatores, incluindo doenças concomitantes, como diabetes, doença vascular e insuficiência renal, desnutrição, tabagismo, infecção e imunodeficiência. Na presença desses fatores, as feridas podem não cicatrizar adequadamente, resultando na formação de úlceras crônicas. A utilização da TLBP em feridas crônicas é uma importante indicação clínica, e trabalhos na literatura mostram os seus efeitos benéficos na cicatrização de úlceras em pacientes diabéticos21-22.

As próximas seções estão divididas na apresentação de trabalhos publicados na literatura (estudos em culturas celulares e ensaios em animais) referentes à reparação dos vários tecidos que constituem a cavidade oral, sempre procurando dar fundamentação científica aos usuários da TLBP na prática clínica.

O estudo dos efeitos nas funções celulares busca promover o melhor entendimento quanto aos mecanismos de interação do laser com a matéria viva. Entre estes efeitos podem-se citar estimulação de linfócitos, ativação de mastócitos, aumento na produção de ATP mitocondrial e proliferação de vários tipos de células. Além disso, estudos in vitro têm sido muito utilizados devido à facilidade de padronização da amostra, cujo controle de pH, temperatura, pressão osmótica, tensão de CO2 e de O2 podem ser obtidos de ma68

Capítulo 7 – Terapia Laser de Baixa Potência na Reparação Tecidual

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neira precisa, além de se conseguir amostras totalmente homogêneas. Neste capítulo destacaremos alguns trabalhos realizados in vitro com células envolvidas no processo de reparação de tecido mole, tecido ósseo, tecido nervoso e tecido muscular. Maiores detalhes sobre a ação da TLBP na ativação celular encontram-se no Capítulo 4.

Os estudos in vivo em animais de laboratório, bem como estudos clínicos em pacientes, apoiam a teoria de que a regeneração tissular e a cicatrização de feridas são favorecidas quando tratadas com a TLBP. Desde que Mester1 publicou seus primeiros resultados no tratamento de úlceras crônicas com um laser de rubi de emissão vermelha (λ = 694,3 nm), utilizando baixas densidades de energia, foram publicados milhares de estudos sobre os efeitos dessa terapia. A princípio, refletiam casos isolados, relatando a experiência de alguns poucos clínicos, cuja casuística apresentada era pouco significativa. Além disso, a metodologia empregada nesses estudos era de pouca qualidade científica e contestável em termos de reprodutibilidade, havendo uma variedade enorme entre os parâmetros de irradiação e modelos de trabalho. Pouco a pouco foram aparecendo trabalhos seguindo uma metodologia mais adequada e homogênea, além de parâmetros mais padronizados e menos passíveis de contestação. Estudos duplo-cegos e acompanhamentos a longo prazo começaram a dar mais qualidade e subsídio aos resultados obtidos nesses experimentos. Nossa ênfase, neste capítulo, será dada aos ensaios pré-clínicos em animais de laboratório. Estudos clínicos nas diferentes áreas odontológicas que envolvem a reparação tecidual serão apresentados no restante do livro.

REPARAÇÃO TECIDUAL Várias situações podem traumatizar o organismo, como, por exemplo, a exposição a agentes químicos e físicos. O trauma e a inflamação aguda causam morte celular e destroem a matriz extracelular. As tentativas do organismo para curar as lesões induzidas por agressões locais começam muito precocemente no processo de inflamação e, ao fim, resultam no reparo e na substituição das células mortas ou lesionadas por células sadias. O processo de reparação tissular vai substituir as células mortas e a matriz extracelular destruída por um novo tecido. O reparo, geralmente, envolve dois processos distintos: • •

a regeneração, que é a substituição do tecido lesionado por células parenquimais do mesmo tipo, algumas vezes não deixando resíduo algum da lesão inicial, como ocorre, por exemplo, no tecido nervoso; a substituição por um tecido conjuntivo, que, no seu estado permanente, forma uma cicatriz. É o que acontece, por exemplo, em algumas cirurgias de tecido mole.

A reparação faz parte do processo inflamatório desencadeado por uma lesão tecidual. Dependendo da extensão da lesão, do órgão lesionado, das células que o compõem (lábeis, estáveis e/ou permanentes) e do tipo de cicatrização (primeira ou segunda intenção), podem ocorrer a formação de um tecido cicatricial (cicatrização), a regeneração tecidual (o tecido original se recompõe) ou ambas.

A reparação tecidual ocorre em três fases que se sobrepõem: inflamatória, proliferativa e de remodelamento. As Figuras 7.1 e 7.2 ilustram a cicatrização por primeira e segunda intenções, respectivamente.

A fase inflamatória tem o objetivo de remover a causa da injúria, limitar sua extensão e preparar o local para a reparação celular.

O primeiro evento que ocorre logo após a lesão é o controle imediato do sangramento (hemostasia) pela vasoconstrição, que aumenta a viscosidade sanguínea local, permitindo a formação do coágulo (a epinefrina é liberada pelas plaquetas para formar o coágulo). As plaquetas também são responsáveis pela liberação de mediadores químicos que atrairão células de defesa (neutrófilos, macrófagos e linfócitos) e fibroblastos para o local da lesão. Os leucócitos (neutrófilos) atuam na remoção bacteriana (liberam substâncias tóxicas), enquanto os macrófagos fazem a remoção dos restos celulares e bacterianos. Essa fase inflamatória é caracterizada pelos cinco sinais cardinais da inflamação: edema, dor, eritema, calor e perda de função.

Ferida incisional

Cicatriz

Figura 7.1 Desenho ilustrativo da cicatrização por primeira intenção. (Fonte: arquivo pessoal.)

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Laser de Baixa Potência – Princípios Básicos e Aplicações Clínicas na Odontologia

Figura 7.2 Desenho ilustrativo da cicatrização por segunda intenção. A: processo não infeccioso; B: processo infeccioso. (Fonte: arquivo pessoal.)

A TLBP atua modulando a inflamação e agindo em diferentes mediadores inflamatórios e enzimas, levando à resolução mais rápida da inflamação. Consequentemente, o próximo passo do processo inflamatório, a cicatrização, também é desta forma acelerado (mais detalhes sobre os efeitos da TLBP na inflamação encontram-se no Capítulo 6).

A fase proliferativa tem o objetivo de construir o novo tecido para preencher o espaço provocado pela lesão. Como o nome diz, é a fase da proliferação celular e construção do tecido de granulação, que é a base para o novo tecido. Essa fase é subdividida em três: granulação, contração e epitelização. Na fase de granulação, fibroblastos se proliferam e secretam colágeno e fatores de crescimento, que estimularão a angiogênese (proliferação e migração de células endoteliais). Os fibroblastos e as células endoteliais formam o tecido de granulação, que será a base para o novo tecido. A proliferação dos fibroblastos sinaliza a finalização da inflamação e as células inflamatórias deixam o local da lesão, diminuindo o edema. Em algumas situações, fibroblastos se diferenciam em miofibroblastos, possibilitando o fechamento de toda a área da lesão pelo tecido de granulação e caracterizando a fase de contração. A borda superior da lesão é formada (fase de epitelização) a partir da regeneração, migração, proliferação e diferenciação de células epiteliais ou da mucosa. Essa fase ocorre somente se houver um eficiente aporte sanguíneo (ausência de necrose no leito da lesão) e ausência de contaminação.

A fase de remodelamento do tecido é a maturação da cicatriz ou finalização do tecido neoformado. Nessa etapa, as fibras colágenas se reorganizam, remodelam e sofrem maturação, finalizando o novo tecido da reparação tecidual. Quando ocorre a cicatrização, o tecido que substitui o original (a cicatriz) é caracterizado histologicamente pela formação desorganizada de fibras colágenas e com resistência de 70% em relação ao tecido original. Além disso, o tecido sofre mudança na cor, torna-se acelular e avascular. Em algumas situações, no entanto, ele é completamente regenerado, voltando a ser o que era antes. Trabalhos na literatura mostram que o tecido cicatrizado pela TLBP possui maior resistência à tração que o controle não irradiado8.

As aplicações da TLBP na odontologia abrangem a regeneração e a cicatrização de feridas em uma variedade de situações, incluindo23: • • • • • • • •

feridas cirúrgicas em tecidos moles; incisão gengival; sítios de extração (preenchimento ósseo e cicatrização de tecido mole); lesões de estomatite aftosa recorrente (aftas); polpa dental, com formação de dentina secundária; ulcerações orais (mucosite) induzidas por radio e quimioterapia; injúria da articulação temporomandibular; tecido nervoso que foi lesionado para acelerar a regeneração.

TLBP NO TECIDO MOLE ENSAIOS IN VITRO As células epiteliais mais estudadas na utilização da TLBP, segundo a literatura, são os queratinócitos. Os trabalhos reportam tanto sua migração quanto proliferação12,24-25. Estudo na literatura mostrou, através de uma câmara de vídeo, durante 20 h, a migração de queratinócitos irradiados com um laser de hélio-neônio (He-Ne) (λ = 633 nm) em placa de cultura12. A velocidade das células nos

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cultivos irradiados foi de 12 μm/hora, enquanto no grupo-controle, sem irradiação, foi de 4 μm/hora. Nesse estudo, dentro dos parâmetros estudados, apesar dos bons resultados na migração celular, os autores não observaram proliferação. De fato, essa observação é constante na literatura. Dependendo dos parâmetros utilizados, quando uma célula é irradiada, o fóton de luz desencadeia um determinado mecanismo primário (ver Capítulo 3 para mais detalhes). Uma importante questão para o futuro seria determinar qual dessas reações é responsável por um determinado efeito relativo à TLBP. Ainda usando o laser de He-Ne (633 nm), Hsin-Su et al. estudaram a ação da TLBP em queratinócitos humanos para avaliar os níveis de interleucina-1α (IL-1α) e interleucina-8 (IL-8), citocinas diretamente envolvidas na proliferação de queratinócitos24. Os resultados mostraram que houve um aumento significativo na produção de IL-1α e IL-8 e suas respectivas expressões no mRNA nos grupos irradiados com laser em relação ao grupo controle. Os autores observaram ainda que esse efeito estimulador dependeu da concentração das células na cultura e também da densidade de energia utilizada.

O propósito do estudo de Grossman et al. foi determinar os parâmetros adequados na estimulação da proliferação de queratinócitos humanos normais em cultura, avaliando a possível função das espécies reativas de oxigênio (EROs) nessa resposta, utilizando um laser de λ = 780 nm25. A proliferação dos queratinócitos irradiados foi significativamente maior (1,3-1,9), em comparação com o controle não irradiado, e a resposta foi dependente da densidade de energia utilizada. A adição de antioxidantes suprimiu a proliferação. Os resultados indicaram que a irradiação laser aumentou a proliferação de queratinócitos in vitro, com o envolvimento evidente de ERO nessa resposta (Capítulo 3).

Em relação às células do tecido conjuntivo, a literatura é mais abundante. Destacaremos aqui alguns trabalhos que consideramos relevantes para explicar os resultados clínicos observados.

Pourreau-Schneider et al. estudaram in vitro os efeitos do laser de He-Ne (633 nm) em fibroblastos de gengiva humana e observaram a diferenciação de fibroblastos em miofibroblastos5. Na continuação do estudo, realizaram biópsias em pacientes no tecido gengival cicatrizado após extração do terceiro molar, irradiado ou não. Concluíram que a indução de um fenótipo com propriedades contráteis deve influenciar clinicamente a aceleração do processo de cicatrização, já que a gengiva cicatrizada com laser possuía um número maior de miofibroblastos.

Outro estudo teve como propósito estabelecer a resposta celular de fibroblastos normais e “lesionados” a três comprimentos de onda: He-Ne (633 nm), diodo (830 nm) e neodymium-yttrium-aluminium-garnet (Nd:YAG) (1064 nm), usando duas diferentes densidades de energia laser no dia 1 e no dia 4 de cultura26. As células lesionadas expostas ao He-Ne com a menor densidade de energia mostraram aumento na migração celular e haptotaxia (direcionalidade e polaridade), aumento estável na liberação de IL-6, diminuição da atividade das caspases 3 e 7, aumento na viabilidade de ATP e elevação da proliferação celular 1 h depois da irradiação.

A quantidade de dano ao DNA e a citotoxicidade foram relacionadas com o tempo de irradiação, que é dependente da densidade de potência de cada equipamento. Dentro dos parâmetros estudados, o laser de He-Ne (633 nm) foi mais efetivo que os outros comprimentos de onda utilizados (830 nm e 1064 nm). Observe que nesse trabalho os autores utilizaram o laser de Nd:YAG, que não é utilizado rotineiramente na prática clínica para produzir efeitos de bioestimulação. Entretanto, uma vez que o feixe pode ser desfocalizado para resultar em densidade de potência adequada (Capítulo 2), seu comprimento de onda faz parte da janela terapêutica (Capítulos 2 e 3).

Outro trabalho sugeriu que uma pequena variação sobre a densidade de energia produz significativa diferença na produção de fatores angiogênicos de linfócitos-T in vitro27. Nesse estudo, o comprimento de onda utilizado foi λ = 820 nm, em emissão pulsada. A produção de células endoteliais aumentou significativamente quando incubadas e condicionadas com células-T em repouso, expostas a densidades de energia mais baixas. O resultado final mostrou que a estimulação de linfócitos produz fatores que podem modular a proliferação de células endoteliais e que tais estímulos são influenciados pela densidade de energia com a qual as células-T são irradiadas, pela exposição ao mitógeno e ao laser e pela duração da incubação das células-T na cultura.

A proliferação de fibroblastos do ligamento periodontal foi reportada por Kreisler et al.11. As células foram obtidas de ligamento periodontal de terceiro molar e irradiadas com um laser de diodo (809 nm) variando-se densidade de energia, tempo de exposição e número de irradiações. As células irradiadas revelaram uma atividade de proliferação mais alta que as células controle 72 h depois da TLBP. Nesse trabalho não foi observada diferença significativa alguma em relação às variáveis utilizadas.

ENSAIOS IN VIVO Vários são os estudos em animais publicados na literatura que procuram fundamentar os efeitos da TLBP na reparação tissular, investigando as principais células envolvidas nas diferentes fases da cicatrização. É bem conhecido que mastócitos desempenham importante papel na inflamação. Mastócitos podem ser encontrados no endotélio microvascular da pele, mucosa oral e polpa dental23.

Os mastócitos contêm citocinas pró-inflamatórias em seus grânulos.

Os trabalhos reportados na literatura referente à TLBP em mastócitos referem-se ao seu recrutamento e degranulação. El Sayed e Dyson investigaram os efeitos de várias taxas de repetição de um laser de emissão pulsada emitindo em λ = 820 nm em um modelo de ferida de espessura total em pele de ratos28. O número total de mastócitos aumentou significativamente para todas as taxas de repetição investigadas quando em comparação com o controle, mas não houve diferença significativa entre as diferentes taxas de repetição. A degranulação do mastócito, entretanto, foi dependente da taxa de repetição.

Um trabalho mais recente, que usou como modelo retalho transverso musculocutâneo do reto do abdome em ratos, concluiu que a aplicação da TLBP (670 nm) pontualmente no pedículo do retalho reduziu a área de necrose por meio do recrutamento de mastócitos, importantes para a angiogênese e a perfusão do retalho29.

No trabalho de Tassinari, o objetivo foi avaliar os efeitos da TLBP na reparação tecidual de feridas produzidas na mucosa oral de ratos com um punch30. Os animais foram divididos em quatro grupos de acordo com o momento da eutanásia para análise histoló-

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Laser de Baixa Potência – Princípios Básicos e Aplicações Clínicas na Odontologia

Figura 7.3 Fotomicrografia de mucosa oral de rato três dias pós-injúria. A: controle; B: laser. Note o maior número de polimorfonucleares na amostra do grupo irradiado. (Fonte: gentilmente cedida pela MSc Silvia Cristina Tassinari30.)

gica. As feridas do lado direito do animal não receberam tratamento (controle) e do lado esquerdo receberam TLBP de um laser de GaAIAs (630 nm) de forma uniforme. Os resultados mostraram incremento de polimorfonucleares nas amostras do grupo “três dias” (Figura 7.3A e B). Nas amostras do grupo “14 dias” irradiadas, houve aumento no número de fibras colágenas e de vasos neoformados quando em comparação com o grupo-controle (Figura 7.4A e B). A autora reporta que os fenômenos histológicos observados nas amostras irradiadas contribuem para o entendimento dos mecanismos de ação da TLBP sobre feridas, que levariam a uma melhora na qualidade da reparação tecidual (compare as Figuras 7.3A e B e 7.4A e B).

Outro estudo investigou o efeito da TLBP usando um laser de He-Ne (633 nm) sobre a expressão gênica de mediadores químicos da inflamação e fatores de crescimento do tecido periodontal em gengiva e mucosa de ratos31. A incisão foi realizada na gengiva e na mucosa da superfície labial dos incisivos mandibulares e a lesão foi irradiada duas ou três vezes, conforme o grupo experimental. Os resultados mostraram que a TLBP diminuiu a inflamação e acelerou o processo cicatricial, mudando a expressão de genes responsáveis pela produção de citocinas inflamatórias.

Um trabalho mais recente investigou os efeitos do laser de He-Ne (633 nm) em ferida incisional induzida no palato duro de camundongos adultos32. As feridas foram irradiadas com duas diferentes densidades de energia enquanto as feridas do grupo-controle não foram irradiadas. Nos dias 3 e 7 pós-injúria, as feridas irradiadas continham um número significativamente menor de neutrófilos em comparação com o grupo-controle. No dia 7, as feridas tratadas continham um número expressivamente maior de fibroblastos e menor de macrófagos, sugerindo uma aceleração do processo cicatricial independente da densidade de energia utilizada.

TLBP EM TECIDOS DUROS A regeneração óssea é de importante interesse em relação ao grande número de cirurgias realizadas na prática clínica na área de bucomaxilofacial e implantodontia. A TLBP surge nesse cenário como um coadjuvante eficiente aos outros métodos já utilizados rotineiramente pelo cirurgião-dentista. A literatura mostra que lasers de emissão vermelha e infravermelha influenciam a reparação óssea.

Figura 7.4 Fotomicrografia de mucosa de rato 14 dias pós-injúria. A: controle; B; laser. Note o maior número de vasos neoformados e fibras colágenas na amostra do grupo irradiado. (Fonte: gentilmente cedida pela MSc Silvia Cristina Tassinari30.)

Capítulo 7 – Terapia Laser de Baixa Potência na Reparação Tecidual

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ENSAIOS IN VITRO São bem documentados na literatura os efeitos da TLBP em linhagem celular de células como osteoblastos na sua diferenciação, proliferação e maturação. Em 1995, Osawa et al. apresentaram um trabalho que tinha como objetivo avaliar os efeitos da TLBP (830 nm) na formação óssea in vitro18. A TLBP aumentou o número e a área total de nódulos ósseos mineralizados dependendo da densidade de energia utilizada. A proliferação celular e a atividade de fosfatase alcalina foram mais altas até a primeira metade do período de cultura, enquanto o conteúdo de colágeno foi mais alto da metade para o fim, quando em comparação com o grupo-controle não irradiado. Além disso, os autores reportaram que o conteúdo de cálcio e fósforo também foi mais acentuado no grupo irradiado.

O trabalho de Khadra et al. investigou o efeito do laser de GaAlAs (830 nm) na adesão, proliferação, diferenciação e produção do fator de crescimento transformante β1 (TGF-β1) de células como osteoblastos (derivadas do osso mandibular) em discos de titânio de superfície tratada33. Os autores concluíram que a TLBP aumentou a adesão e proliferação celular. A TLBP aumentou significativamente o nível de osteocalcina e a produção de TGF-β1, dependendo da densidade de energia utilizada. Outro estudo mostrou que osteoblastos irradiados com um laser de He-Ne (633 nm) aumentam sua sobrevivência e proliferação34. Os autores também observaram aumento na atividade da fosfatase alcalina e na expressão de osteopontina e sialoproteína óssea.

ENSAIOS IN VIVO Os ensaios em animais apresentam modelos variados para o estudo da TLBP em tecido ósseo. No trabalho de Habib et al. foram investigadas mudanças no osso alveolar, durante movimentação ortodôntica em ratos, por análise histológica após TLBP com um laser emitindo em λ = 790 nm35. Os grupos irradiados mostraram maior quantidade de osteoblastos (entre sete e 13 dias após TLBP) e osteoclastos (sete e 19 dias após TLBP). Além disso, animais irradiados mostraram deposição de colágeno significativamente maior nas áreas de pressão e tensão nos dias 7 e 13 após TLBP. Outro estudo, que também usou como modelo movimentação ortodôntica em ratos, utilizou um laser com λ = 830 nm para estudar alterações na polpa dental36. Os autores reportaram que a TLBP associada ao movimento ortodôntico induzido conduz a uma hiperemia reversível e a um reparo mais rápido do tecido pulpar.

No trabalho de Villa avaliou-se a resposta pulpar, quantificando a dentina reacional produzida, usando a TLBP (780 nm) com duas densidades de energia diferentes 8, 14, 28 e 52 dias pós-preparo cavitário classe V em dentes anteriores de 12 suínos jovens.

As cavidades foram restauradas após cada aplicação laser com uma camada interna de cimento provisório inerte e uma externa de cimento de ionômero de vidro. Os resultados mostraram que a polpa tem capacidade de acelerar a formação de dentina reacional usando a densidade de energia mais baixa até 28 dias. Aos 52 dias, todos os grupos experimentais (incluindo o controle sem irradiação) retornaram ao equilíbrio fisiológico celular, tornando-se semelhantes em relação à produção de dentina reacional.

Toomarian et al. usaram um laser com λ = 808 nm para investigar os efeitos da TLBP no desenvolvimento da raiz de molares de ratos em fase de erupção e avaliar a reação histológica da polpa e tecidos periapicais38. Os grupos irradiados mostraram maior avanço no desenvolvimento da raiz; a formação de cemento secundário também foi mais pronunciada nos animais que receberam TLBP. Entretanto não foram observadas diferenças significativas na hiperemia pulpar, organização de fibras do ligamento periodontal ou lâmina dura, entre os grupos irradiado e controle, o que também sugere que, dependendo das condições e dos parâmetros utilizados, o mecanismo pelo qual a luz desencadeia cada processo biológico ainda não está elucidado.

No estudo de Vilela et al., os autores avaliaram os efeitos da TLBP (685 nm) em ligamento dental e periodontal do incisivo superior central esquerdo reimplantado de ratos39. A irradiação foi realizada sobre a superfície radicular e o alvéolo (antes da reimplantação) e sobre a mucosa adjacente (após a reimplantação do incisivo). Os autores observaram diminuição na reabsorção radicular do grupo irradiado em 15, 30, e 60 dias após reimplantação. Além disso, o grupo laser apresentou menor quantidade de células inflamatórias e menores áreas de necrose quando em comparação com o controle não irradiado.

Para estudo de osseointegração, o modelo mais simples reportado na literatura é a lesão em tíbia de coelho40-42. O trabalho de Blay teve como objetivo avaliar os efeitos da TLBP no processo de osseointegração de implantes41. Os animais foram submetidos à cirurgia de colocação de implantes, que foram inseridos com um torque de 40 Ncm e tiveram sua estabilidade inicial também monitorada por meio de analisador de frequência de ressonância. Os animais foram tratados com um laser de comprimento de onda na faixa do infravermelho (830 nm) e outro grupo foi irradiado com um laser emissor na faixa do visível (680 nm). Os animais controles não foram irradiados. Os resultados mostraram que a frequência de ressonância foi igual para todos os grupos depois de três ou seis semanas da cirurgia. Entretanto, com relação ao torque de remoção, após o período de seis semanas, os grupos laser apresentaram valores expressivamente maiores que o grupo controle, indicando uma aceleração do processo de osseointegração. Continuando nessa linha de pesquisa, Castilho Filho utilizou o laser de emissão infravermelha emitindo em λ = 780 nm e avaliou o torque de remoção 21 e 42 dias pós-cirurgia42. O autor reportou aumento na resistência óssea para os animais que foram irradiados, alcançando, no período de 42 dias pós-cirurgia, uma osseointegração de melhor qualidade (Figura 7.5A e B).

Silva et al. investigaram o efeito da TLBP na atividade osteoblástica de células derivadas da sutura palatina mediana depois de expansão rápida da maxila (ERM) de ratos43. Os resultados mostraram que células colhidas do sítio que recebeu a TLBP tinham níveis mais altos de fosfatase alcalina, RunX2, osteocalcina, colágeno tipo I e sialoproteína óssea, indicando que a TLBP, após ERM, aumentou a proliferação e a expressão de um fenótipo osteoblástico nas células derivadas da sutura palatina mediana.

TLBP NO TECIDO NERVOSO A regeneração de nervos lesionados é uma das indicações mais promissoras da TLBP. Trabalhos clínicos mostram os bons resultados da TLBP em neuropatias de etiologias variadas (Capítulos 10 e 13).

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Laser de Baixa Potência – Princípios Básicos e Aplicações Clínicas na Odontologia

ENSAIOS IN VITRO Em relação ao tecido nervoso, alguns trabalhos com cultura de células procuraram investigar o papel da TLBP em crescimento e migração neuronal44 ou em potencial de membrana45.

Para entender os efeitos do laser de He-Ne (633 nm) no sistema nervoso, Iwase et al. realizaram dois tipos de experimento45. O sistema in vivo foi usado para confirmar o efeito analgésico do laser na dor de dente provocada por um estímulo elétrico na polpa de um coelho. O outro, o sistema in vitro, foi utilizado para analisar a mudança das características elétricas da membrana de um neurônio no encéfalo de um rato. Quando usado o sistema in vivo, o efeito do laser para aliviar a dor de dente persistiu por 25 minutos.

Para o sistema in vitro, o potencial de membrana foi hiperpolarizado e a membrana do neurônio foi estabilizada pela radiação, o que deve estar relacionado com o sistema metabólico da célula. Os autores concluíram que o laser de He-Ne não é igualmente efetivo em qualquer sistema biológico. Para células que têm uma lesão moderada, possuindo um potencial de membrana mais baixo e instável, a TLBP é bastante eficiente. Em compensação, para células que possuem um potencial de membrana mais alto e estável, os efeitos da TLBP não são consideráveis.

No estudo de Oron et al., o objetivo dos autores foi investigar se o laser de GaAs (808 nm) poderia aumentar a produção de ATP depois de 10 min da TLBP em células progenitoras neurais humanas em cultura46. Os autores mostraram que as células irradiadas aumentaram significativamente a quantidade de ATP em comparação com o controle não irradiado, sugerindo que esse mecanismo poderia explicar os efeitos benéficos do laser em ratos com acidente vascular cerebral (AVC).

ENSAIOS IN VIVO Byrnes et al. utilizaram um laser de diodo (810 nm) transcutaneamente para investigar os efeitos da TLBP em regeneração axonal e recuperação funcional, usando como modelo injúria da medula espinhal em ratos19. A resposta imunológica também foi analisada.

Os autores mostraram que a terapia significativamente aumentou o número de axônios e a distância de crescimento axonal, além de suprimir a ativação de células do sistema imune e expressão de citocinas/quimiocinas.

Usando como modelo injúria do nervo ciático (INC) em ratos, Gigo-Benato et al., pesquisaram os efeitos da TLBP com λ = 660 nm e 780 nm, investigando diferentes densidades de energia, na recuperação funcional e neuromuscular, bem como na atividade de metaloproteinases da matriz (MMP) após INC47. Os animais receberam TLBP transcutânea no sítio da lesão e foram eutanasiados 28 dias pós-injúria. Os autores reportaram que a TLBP (660 nm) restabeleceu fibra muscular, mielina e a área da secção transversal da fibra nervosa, além de aumentar a atividade de MMP-2 no nervo e diminuir a atividade de MMP-2 no músculo e MMP-9 no nervo, dependendo da densidade de energia utilizada. Em contraste, o comprimento de onda de 780 nm não evitou a atrofia da fibra muscular. Outro trabalho, entretanto, usando o também modelo animal de INC, reportou que a TLBP com um laser de GaAlAs (660 nm) forneceu mudanças morfométricas significativas na bainha de mielina, mas não resultou em recuperação funcional no nervo ciático após lesão severa do nervo48. Colocados juntos, estes trabalhos sugerem que, dependendo da metodologia e dosimetria empregadas, os resultados podem ser contraditórios.

O efeito da TLBP com um laser de GaAlAs (830 nm) na resposta evocada do subnúcleo caudal de neurônios do trigêmeo foi investigada eletrofisiologicamente em ratos49. A polpa do incisivo inferior foi eletricamente estimulada e o feixe laser foi aplicado na superfície cervical do incisivo. A TLBP inibiu a excitação de fibras desmielinizadas da polpa sem afetar as fibras mielinizadas, sugerindo que a irradiação tem um efeito supressor no tecido injuriado, bloqueando a despolarização de fibras C, responsáveis pela dor mais lenta e persistente.

Figura 7.5 Fotomicrografia de tíbia de coelho 42 dias pós-cirurgia. A: controle; B; laser. Note o tecido ósseo bem mais maduro sinalizando uma reparação óssea mais precoce no grupo irradiado. (Fonte: gentilmente cedida pelo MSc Thyrso Castilho Filho42.)

Capítulo 7 – Terapia Laser de Baixa Potência na Reparação Tecidual

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Outro estudo examinou o efeito da TLBP no tratamento da inervação sensorial da polpa de um molar 10 dias depois da axonotmese do nervo alveolar inferior, por meio da contagem do número de fibras nervosas com perfis imunorreativos ao peptídeo relacionado com o gene da calcitonina50. A incisão foi extraoral e o sítio da lesão recebeu irradiação com um laser de GaAlAs (830 nm). Os autores observaram que a TLBP pode aumentar a inervação de tecido dental após axonotmese em ratos, sugerindo uma regeneração acelerada do nervo lesionado, inervação colateral ou ambos.

TLBP NO TECIDO MUSCULAR No tecido muscular, os trabalhos clínicos mostram, principalmente, relaxamento muscular para fundamentação dos efeitos analgésicos da TLBP. Principalmente nas desordens temporomandibulares, a TLBP pode ser de grande valia (Capítulo 16).

ENSAIOS IN VITRO A TLBP pode promover a regeneração do músculo esquelético, conforme mostra o trabalho de Bem-Dov et al.51. Nesse estudo, o efeito do laser foi avaliado sobre a proliferação e diferenciação de células satélites in vitro, que são consideradas as células precursoras no processo de regeneração do músculo esquelético. Células satélites primárias de rato foram irradiadas com um laser de He-Ne (633 nm) imediatamente após preparação, e a incorporação de timidina foi determinada depois de dois dias em cultura. A TLBP afetou a incorporação de timidina. O efeito da radiação laser sobre a proliferação celular foi dependente da idade do rato. Com três semanas de idade, a incorporação de timidina nas células irradiadas foi duas vezes maior que aquela nos controles, enquanto, com seis semanas de idade, essa diferença quase desapareceu.

O trabalho de Gavish et al. foi planejado para determinar os efeitos da TLBP na proliferação de células do músculo liso arterial, marcadores inflamatórios e proteínas da matriz52. As células foram irradiadas com um laser de emissão infravermelha (780 nm). Os autores reportaram que a TLBP aumentou a proliferação celular, estimulou a síntese de colágeno, modulou o equilíbrio entre as enzimas remodeladoras da matriz e inibiu a expressão gênica da citocina pró-inflamatória IL-1.

Schwartz et al. utilizaram células do músculo esquelético para estudar o fator de crescimento neural (NGF) após TLBP com um laser de emissão vermelha (633 nm)53. Eles observaram que há um aumento transitório do cálcio intracelular nas células imediatamente após a irradiação. Além disso, a TLBP elevou o nível de NGF-mRNA e aumentou a liberação de NGF das células, afetando a inervação nos músculos.

Shefer et al. investigaram os efeitos da TLBP em células miogênicas e fibras musculares isoladas de camundongos. Em ambos os modelos, foi utilizado um laser de He-Ne (633 nm)54. Os autores reportaram que a TLBP acumulou células satélites ao redor das fibras isoladas e estimulou a entrada no ciclo celular. Além disso, foi observada a sobrevivência das fibras e de suas células adjacentes, bem como de células miogênicas em meio de cultura com déficit nutricional, o que, normalmente, leva à apoptose, sugerindo que a TLBP pode melhorar a regeneração muscular pós-injúria.

ENSAIOS IN VIVO No trabalho de Mesquita-Ferrari, os autores produziram uma lesão criogênica no músculo anterior da tíbia de ratos para determinar os efeitos da TLBP na expressão de fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) e TGF-β55. A região lesionada foi irradiada com um laser de AlGaInP (660 nm). A TLBP causou uma diminuição na expressão TNF-α mRNA nos dias 1 e 7 pós-injúria; sete dias pós-lesão foi observada redução na expressão de TGF-β mRNA, modulando a expressão de citocinas durante o remodelamento muscular a curto prazo. Mais recentemente, o mesmo grupo analisou o efeito da TLBP no remodelamento do músculo esquelético, investigando a síntese de colágeno tipos I e III, com o mesmo modelo de lesão56. Os resultados mostraram que a reparação muscular foi muito semelhante entre os grupos nos dias 1, 14 e 21 pós-injúria, entretanto, no dia 7, foram observadas diferenças significativas entre os grupos tratados e controle. O grupo irradiado mostrou redução de necrose muscular associada à formação de novos vasos, bem como um aumento significativo na síntese de colágeno tipos I e III. O objetivo do trabalho de Servetto et al. foi estudar, por meio de análise histológica, os efeitos do laser de He-Ne (633 nm) e GaAs (904 nm) em biomarcadores inflamatórios associados a estresse oxidativo em ratos com miopatia induzida57. Os autores observaram diminuição no nível de fibrinogênio, L-citrulina e superóxido dismutase, ao passo que houve aumento de óxido nítrico, resultando em expressiva recuperação muscular.

CONSIDERAÇÕES FINAIS De uma maneira geral, os trabalhos apresentados neste capítulo demonstram que a TLBP acelera o processo de reparação tecidual, estimula a vascularização, assim como a produção de colágeno, fibroblastos e tecido epitelial. Além disso, ela pode modular a resposta de células precursoras osteoblásticas, acelerar a neoformação óssea e a osseointegração, remodelar o tecido muscular e regenerar o tecido nervoso (Tabela 7.1). No entanto, para o sucesso dessa terapia na prática odontológica, é imprescindível que o cirurgião-dentista

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Fibroblastos

Macrófagos

Mastócitos

Linfócitos

Células epiteliais

Endotélio

Tecido ósseo

Tecido nervoso

Tecido muscular

Proliferação

Fagocitose

Recrutamento

Ativação

Motilidade

Maturação

Secreção de fatores de crescimento de fibroblastos Reabsorção de fibrina

Degranulação

Proliferação aumentada

Migração

Tecido de granulação aumentado Relaxamento do músculo vascular liso

Proliferação e maturação de pré-osteoblastos Diferenciação em osteoblastos

Modulação de mediadores inflamatórios Maturação e regeneração

Proliferação e diferenciação de células satélites Modulação na expressão de citocinas

Aumento da perfusão vascular

Aumento na produção de fatores angiogênicos

Proliferação

Aumento na atividade osteoblástica

Crescimento axonal

Remodelamento de colágeno tipo I e tipo III

Formação de trabécula óssea mais espessa

Reinervação de tecido dental e recuperação funcional Modulação do potencial de membrana

Migração

Diferenciação em miofibroblastos

Maior síntese de fibras colágenas

Laser de Baixa Potência – Princípios Básicos e Aplicações Clínicas na Odontologia

Tabela 7.1 Efeitos reportados na literatura que fundamentam a aceleração da reparação tecidual pela TLBP

Capítulo 7 – Terapia Laser de Baixa Potência na Reparação Tecidual

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tenha um bom conhecimento do seu equipamento laser e do seu paciente. Segundo Tunér e Hode, os bons resultados obtidos com a TLBP dependem sempre dos parâmetros empregados58. Sabendo como trabalhar com os parâmetros (energia, potência, tempo de irradiação, número de irradiações e momento de irradiação), os comprimentos de onda na região do vermelho (630 nm, 660 nm, 670 nm e 685 nm) ou no infravermelho próximo (809 nm, 830 nm e 904 nm) podem ser aliados eficientes na reparação tecidual.

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