LED LASER Vantagem Desvantagem Vantagem Desvantagem

Menos Invasiva –

estímulo natural Não coerente Coerente Invasiva – estímulo não natural

Disponibilidade de cores Menos preciso Mais preciso Menos cores

Baixo custo Visualização gradativa do efeito

Visualização do efeito imediato

Custo Elevado Pode ser aplicado em todo

o corpo

Terapia mais lenta Terapia mais rápida Não é apropriado para todo o corpo Adequado para condições

crônicas e agudas Menor precisão no comprimento de onda Maior precisão no comprimento de onda Depende do tipo de lesão, mais específico

O LASER demonstra ser mais pontual e com um tempo mais rápido de cura, porém não pode ser utilizado em todo o corpo, pois em algumas áreas do corpo humano sua aplicação não é recomendada devido a fatores térmicos que o mesmo pode gerar e da penetração inadequada em alguns tipos de tecidos devido ao seu comprimento de onda e da sua direcionalidade e, seu custo é ainda elevado. Já o LED demonstra ter a vantagem de ter baixo custo, maior disponiblidade de cores, estimulação natural no tecido, mas é menos preciso que o LASER e o tempo de cura é maior do que o LASER, dependendo da aplicação.

Figura 1.12 – Comparação da potência ótica entre LED e LASER. Fonte: HTM (2007).

A radiação LASER possui uma faixa estreita de comprimento de onda, enquanto o LED emite vários comprimentos de onda, conforme se observa na figura 1.13. Os LEDs

exibem degradação gradual. Sob condições de operação adequadas, chegam a funcionar 106 a 109 horas ininterruptas.

Figura 1.13 – Potência ótica relativa e o comprimento de onda entre LED e LASER. Fonte: HTM (2007).

Os LASERs semicondutores podem chegar a funcionar de 105 a 107 horas ininterruptas sob condições de operação adequadas (HTM, 2007). A luz produzida por uma fonte deve depender somente do sinal de entrada e não variar com a temperatura ou outras condições ambientais. LEDs não são afetados por mecanismos de degradação irreversíveis como é o caso de LASERs semicondutores que, por exemplo, sofrem danos irrecuperáveis quando submetidos á transientes de corrente (Muthu, 2002), mais do que os LED s. A figura 1.14 mostra os espectros emitidos por LEDs e LASERs.

Figura 1.14 – Espectros emitidos por um LED e um LASER. Fonte: HTM (2007).

Os LEDs não fornecem energia suficiente para danificar o tecido, mas fornecem energia suficiente para estimular a nível celular uma resposta por parte do corpo auxiliando na cura do paciente. Uma diferença significativa entre os LASERs e LEDs é a potência de saída. O pico máximo da potência de saída de um LED medido é em milésimos de um watt, enquanto que no LASER é medido em watt. No entanto, esta diferença, quando considerados isoladamente, pode ser enganosa, uma vez que o fator mais crítico que determina a quantidade média de energia fornecida é a razão cíclica gerada pela fonte. Em suma, os LEDs podem emitir pelo menos 33% a mais de quantidade média de energia do que um LASER devido substancialmente a uma razão cíclica mais longa, embora o pico máximo de saída seja muito menor.

Além disso, os LEDs permitem que o feixe luminoso se espalhe por uma superfície e podem gerar uma ampla faixa de comprimentos de onda em vez do LASER que possui um comprimento de onda específico. Uma das vantagens que confere aos LEDs é uma maior facilidade de aplicação, uma vez que as emissões de luz são capazes de penetrar em uma área mais ampla do tecido. Além disso, a multiplicidade de comprimentos de onda do LED, que ao contrário de um só comprimento de onda do LASER, pode permitir que uma ampla gama de tipos de tecidos seja afetada e, ainda, produzir reações fotoquímicas no tecido através do sistema fotorreceptor celular.

A dispersão de luz gerada pelo LED atinge uma superfície maior, isso resulta em um tratamento mais rápido, do que a unidirecionalidade do LASER, mas depende do tipo de terapia. O uso de LED é mais seguro, proporcionando uma suave, mas eficaz entrega de energia luminosa e de um maior rendimento energético por unidade de área em um dado período de aplicação.

1.10 – Fotobioestimulação

A fotobioestimulação é usada por vários profissionais da área da saúde, dentre estes podemos citar os fisioterapeutas, que buscam tratar dores musculoesqueléticas agudas e crônicas; cirurgiões-dentistas, no tratamento de cicatrizações de ulcerações, inflamações orais e pós-operatórios; dermatologistas, em edemas, úlceras, queimaduras, dermatites, dentre outros. O processo de absorção de luz em um comprimento de onda específico pelo foto- receptor de uma molécula faz-se necessário para que tenhamos uma reação fotobiológica.

Após a absorção da luz é produzido um estado eletronicamente excitado molecular, onde processos preliminares deste estado podem conduzir a um efeito biológico a nível celular.

Uma luz que possui coerência eleva, ou seja, a fase de oscilações na onda eletromagnética permanece inalterada por muito tempo, é importante quando a fase de oscilação do elétron em uma substância excitada pela luz for longa e inalterada. A grande quantidade de átomos contidos em biomoléculas grandes faz com que a interação entre estes conduza a uma perda rápida da fase das oscilações do elétron. Este motivo revela que a coerência da luz pode não ser necessária uma vez que os efeitos fotoquímicos serão independentes desta característica. A fotobioestimulação tem como característica uma variedade de métodos com uso em várias fontes emissoras de luz. Além de serem usados em tecnologia LASER, os diodos de GaAIAs são também usados em emissores de luz (LED). O LASER possui um comprimento de onda coerente longitudinal que os permite irradiar tecidos com maiores volumes, o que não ocorre com o LED, por possuir característica de coerência longitudinal demasiadamente pequena. A resposta tecidual ao tipo de terapêutica (luz coerente ou não coerente) a ser aplicada, é dependente da profundidade da camada do tecido que se quer irradiar (HTM, 2007).

1.11 - LASER e LEDs na reparação tecidual

Desde o advento do LASER terapêutico em 1960, a aplicação clínica no tratamento de feridas está ganhando dimensões cada vez maiores. Os pesquisadores estão sempre preocupados em quantificar as estruturas presentes nos tecidos que colaboram para a evolução da reparação da lesão por meio de análises histológicas. Atualmente, com a biologia molecular e a genética, os estudiosos procuram verificar os sinais celulares que estimulam ou inibem a síntese de fatores de crescimento e síntese protéica. Além das análises teciduais e celulares, os cientistas idealizam constantemente a popularização do tratamento fotônico, visto que estudos estão sendo realizados para verificar a aplicabilidade clínica do LED terapêutico de baixa intensidade nas diversas condições patológicas.

Como todo processo de reparação é precedido de uma fase inflamatória, e esta é de fundamental importância para o sucesso da evolução de uma ferida, há uma constante busca para obter o conhecimento da influência da fototerapia nesta fase de cicatrização.

Esses resultados justificam a eleição da terapia fotônica de baixa intensidade no auxílio da reparação de tecidos isquêmicos ou lesados por trauma mecânico, exercendo grande apoio juntamente com as demais técnicas dispostas para esse tipo de tratamento.

1.12 – Conclusão

Neste capítulo foram comparadas as ações e os efeitos dos LEDs e do LASER na interação da luz com os tecidos biológicos. Os OLEDs ainda buscam seu espaço no meio biomédico. O LASER e o LED são fontes de luz levemente diferentes. O LASER é uma fonte de radiação coerente, enquanto que o LED é uma fonte de radiação incoerente, ou seja, o LASER tem uma única cor e um comprimento de onda. Os LEDs emitem luz numa faixa de comprimento de onda e podem oferecer várias opções de emissão de cores.

O importante é obter o comprimento de onda desejado e a potência suficiente para penetrar nas camadas mais profundas ou superficiais da pele. O LED tem uma vantagem clara, oferece várias luzes de cores diferentes (depende do tipo e modelo) podendo ser hermeticamente embalados em conjunto e se sobrepõem uns aos outros para entregar várias cores ou comprimentos de onda simultaneamente em uma considerável área de tecido.

O LASER oferece algumas vantagens como maior potência óptica se comparados com os LEDs, largura espectral menor o que proporciona menor dispersão material e são eficazes em alguns tratamentos. Entre suas desvantagens, é que são mais caros que os LEDs, pois a dificuldade de fabricação é maior; são mais sensíveis que os LEDs e trabalha somente com comprimentos de onda específicos.

Aplicação de LEDs em tecidos humanos é indolor e não causa desconforto no paciente e não é um tratamento traumático, apresenta boa resposta, pois realiza estimulação natural a nível celular.

Uma das contribuições deste trabalho é apresentar o efeito que a luz emitida por LEDs de alto brilho, na cor azul e vermelha, realiza nos tecidos biológicos humanos.

CAPÍTULO 2