Assessment of the use of LED phototherapy on bone defects grafted with hydroxyapatite on rats with iron-deficiency anemia and nonanemic: a Raman spectroscopy analysis

Abstract

This study aimed to assess bone repair in defects grafted or not with hydroxyapatite (HA) on healthy and iron-deficiency anemia (IDA) rats submitted or not to LED phototherapy (LED-PT) by Raman spectroscopy. The animals were divided in eight groups with five rats each: Clot; Clot + LED; IDA + Clot; IDA + LED; Graft; Graft + LED; IDA + Graft; and IDA + Graft + LED. When appropriated, irradiation with IR LED (λ850 ± 10 nm, 150 mW, CW, Φ = 0.5 cm(2), 16 J/cm(2), 15 days) was carried out. Raman shifts: ∼ 960 [symmetric PO4 stretching (phosphate apatite)], ∼ 1,070 [symmetric CO3 stretching (B-type carbonate apatite)], and ∼ 1,454 cm(-1) [CH2/CH3 bending in organics (protein)] were analyzed. The mean peak values for ∼ 960, ∼ 1,070, and ∼ 1,454 cm(-1) were nonsignificantly different on healthy or anemic rats. The group IDA + Graft + LED showed the lowest mean values for the peak ∼ 960 cm(-1) when compared with the irradiated IDA group or not (p ≤ 0.001; p ≤ 0.001). The association of LED-PT and HA-graft showed lowest mean peak at ∼ 1,454 cm(-1) for the IDA rats. The results of this study indicated higher HA peaks as well as a decrease in the level of organic components on healthy animals when graft and LED phototherapy are associated. In the other hand, IDA condition interfered in the graft incorporation to the bone as LED phototherapy only improved bone repair when graft was not used.

Princípios fundamentais dos lasers e suas aplicações

“…O avanço nas técnicas laboratoriais em análises clínicas é de grande necessidade, uma vez que permitirá a minimização de alíquota coletada, com os riscos biológicos ocupacionais, minimização de custos de análise, conscientização ambiental e rapidez e precisão analítica. Em estudo recente 25 , foi observado que o uso de tecnologias limpas de análise, como a espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (do inglês, Fourier transform infrared spectroscopy -FT-IR), associada aos métodos de análise multivariada, é capaz de detectar alguns fungos como a Candida sp. a partir de pouca biomassa.…”

3rd Symposium of Lasers In Dentistry

“…We highlight the laser light used for laser phototherapy (LPT). Over the past 20 years, experimental protocols have been proposed for a considerable number of procedures involving bone repair in animals and humans [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. These protocols are now also used as an aid to an efficient repair of mineralized tissues, as LPT accelerates bone repair by directly affecting, in different ways, the new bone formation.…”

“…Fibroblast proliferation and its increased activity have been previously detected in individuals and cultures of irradiated cells and are responsible for the high concentration of collagen fibers observed in the irradiated bone. Our previous studies indicate that the effective result of LPT is observed when the treatment is performed in the initial stages of repair, when a large cell proliferation occurs [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. Vascular responses to LPT have also been suggested as one of the possible mechanisms responsible for the positive clinical results observed.…”

“…Destacamos a luz laser usada para fototerapia a laser (FTL). Ao longo dos últimos 20 anos, protocolos experimentais foram propostos para um número considerável de procedimentos envolvendo a reparação do osso em animais e humanos [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16]. Esses protocolos agora são usados também como auxílio para um reparo eficiente de tecidos mineralizados, pois a FTL acelera o reparo ósseo afetando diretamente, de diversas maneiras, a nova formação óssea.…”

“…A proliferação fibroblástica e a sua atividade aumentada foram detectadas anteriormente em indivíduos e culturas de células irradiadas e são responsáveis pela grande concentração de fibras de colágeno observadas no osso irradiado. Nossos estudos anteriores indicam que o resultado efetivo da FTL é observado quando o tratamento é realizado nos estágios iniciais do reparo, quando ocorre uma grande proliferação celular [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16] A Terapia fotodinâmica (PDT) tem sido muito utilizada em Periodontia com o objetivo de promover a redução dos microrganismos periodontais principalmente como coadjuvante ao tratamento periodontal não cirúrgico e cirúrgico, ou para o tratamento de bolsas residuais [1]. Consiste no uso de compostos fotossensibilizadores excitados por luz com comprimento ressonante gerando espécies reativas de oxigênio que são citotóxicas para vários tipos de microrganismos Estudos experimentais em animais, tem demonstrado que a PDT isolada ou quando associada a terapia periodontal mecânica é capaz de controlar a perda óssea alveolar, reduzir a extensão do processo inflamatório e da progressão da doença periodontal, controlar a atividade osteoclastogênica, regulando o metabolismo ósseo e promovendo a redução de periodontopatógenos na periodontite experimentalmente induzida, tanto em animais normais [2,3] como em animais modificados sistemicamente [4,5,6].…”