Álvaro Carlos Moraes Rodrigues
“Estudo do efeito da terapia laser de baixa potência associada à terapia com
microcorrentes sobre o processo de reparo
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São José dos Campos – SP
2006
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“Estudo do efeito da terapia laser de baixa potência associada à terapia com
microcorrentes sobre o processo de reparo
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Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Bioengenharia do Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento da Universidade do Vale do Paraíba, como complementação dos créditos necessários para obtenção do título de Mestre em Engenharia Biomédica.
Orientador: Prof. Dr. Renato Amaro Zângaro Co-orientadora: Profa. Dra. Renata Amadei Nicolau
São José dos Campos – SP
2006
Agradeço em primeiro lugar a Deus, pela vida que oportunizou a realização deste trabalho.
Gostaria de agradecer em segundo lugar ao Professor Dr. Luís Vicente Franco de Oliveira pelo convite para ingressar no Mestrado, pelos ensinamentos passados e por despertar em todos ao seu redor interesse pelos trabalhos científicos.
Agradeço aos meus Orientadores Profa. Dra Renata Amadei Nicolau por sua paciência e dedicação e ao Prof. Dr. Renato Amaro Zângaro por sua disposição. E aos dois por terem me guiado durante este trabalho.
Rodrigues, Álvaro Carlos Moraes. Estudo do efeito da terapia laser de baixa potência associada à terapia com microcorrentes sobre o processo de reparo ósseo em modelo animal. 2006. 1 disco laser. Dissertação (Mestrado em Bioengenharia) – Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento. Universidade do Vale do Paraíba, São José dos Campos, 2006.
Dentre os mecanismos de ação terapêutica do laser e da microcorrente estão os efeitos bioquímicos e biofísicos que podem ser inibidos ou estimulados dependendo de fatores como: dosimetria, protocolo de tratamento, tipo e local da lesão. Estudos experimentais in vitro e in vivo demonstram resultados sugestivos do efeito estimulador da terapia laser e da terapia com microcorrente no reparo ou na formação óssea. O presente estudo tem por objetivo avaliar os efeitos da terapia laser de baixa potência (TLBP) e da terapia com microcorrente (TMC) no tecido ósseo em processo de reparação, com a finalidade de comparar a ação do laser, da microcorrente e da associação das duas técnicas. A amostra foi composta de 40 ratos machos da raça Wistar (Rattus novergicus var. albino), com 90 dias de vida, pesando 285 ± 20 gramas. A amostra foi dividida ao acaso em quatro grupos. Cada qual foi composto por 10 ratos. Realizou-se uma perfuração padronizada sobre a região do fêmur do membro posterior direito de cortical a cortical do tipo loja óssea. As lesões foram feitas utilizando-se broca cirúrgica para osso, de 1 mm acoplada a equipamento de baixa rotação. As intervenções terapêuticas ocorreram com intervalo de 48 horas, totalizando 4 aplicações (G4) e 8 aplicações (G8). Os animais foram sacrificados em oito e 16 dias pós-cirurgia, a fim de coletar e analisar os dados obtidos por meio de análise histológica e radiológica para verificar o índice de remodelação óssea quando comparado entre os grupos tratados e controle. Os resultados evidenciaram uma melhora no reparo ósseo nos grupos experimentais. Sendo que, no oitavo dia (4 aplicações) o grupo tratado com laser + microcorrente (GIV 4) apresentou melhor reparo ósseo em relação ao grupo controle. No 16º dia, os grupos tratados com laser e microcorrente e somente microcorrente tiveram o melhor resultado do ponto de vista radiológico quando comparado com o grupo controle e com os tratados somente com Laser. Esses resultados sugerem que houve melhor reparo ósseo nos grupos experimentais comparando com o grupo controle.
Palavras-chave: Laser de baixa potência; Tecido Ósseo; Microcorrente; Reparação Óssea; Análise Histológica e Radiológica.
Rodrigues, Álvaro Carlos Moraes. Study of the effect of the laser therapy of low power associated with the therapy with microchains on the process of bone repair. 2006. 1 disco laser. Dissertação (Mestrado em Bioengenharia) – Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento. Universidade do Vale do Paraíba, São José dos Campos, 2006.
Amongst the mechanismis of laser therapeutic action and Microcurrent are the biochemical and biophysical effects that may be inhibited or stimulated depending of the wave length, doses, power density, frequency, wave form and frequency of application. “In vitro” and “in vivo” experimental studies showed suggestives results from the stimulator effect of Laser therapy and microcurrent on the heal and formation of bone tissue. The aim of this study is observ the low reactive-level laser therapy (LLLT) effects and Microcurrent in the bone tissue in healing process comparing of Laser action, Microcorrent and both techniques associated. The sample was composed ley 40 males rats (Rattus novergicus albinos) Winstar rats, with 90 days old and 285±20 gramme. The animals were randomly divided in four groups with ten rats in each one. A standardized punching was realized at the right leg femur to cortical from cortical whit 1mm of thickness, with a cirurgic drill suited to bone and low rotation equipment. The applications were realized every 48 hour ending four applications (G4) and eight applications (G8). The animals were sacrified of the 8 and 16º post-injury to collect and to analyse the results obteined by bone tissue radiological analysis verifying the rate of consolidation of bone when it is compared with the irradiated group and control group. The results showed up an improve bone healing in the experimental groups. At the 8 day (four applications) the group treated with laser and microcurrent (GIV 4) showed better bone healing than control group. At the 16º day, the groups treated with laser and microcurrent and only microcurrent had the better result in a radiologic point of view. When compared with the control group and the other group treated only with laser. These results suggest that, it was an improvement of healing bone in experimental groups comparing with control group.
Key Words: low level laser therapy, bone tissue, microcurrent, healing bone, radiological analysis.
Figura 1: Aplicação da TLBP...57 Figura 2: Aplicação da TMC...57 Figura 3: Aparelho de Raio x (acima) e sobre a plataforma de radiografia, da esquerda para a direita, recipiente com formol chassi com filme radiográfico e material para identificação das imagens. ...60 Figura 4: Peças anatômicas (fêmur) identificadas e posicionadas no chassi para o Rx. Grupo TMC. ...60 Figura 5 : Lâmina preparada e corada com hematoxilina/eosina e recodificada para a análise histológica...62 Figura 6 : Microscópio utilizado para análise das laminas. (Leica DMIL acoplado a uma câmera JVC color vídeo TK-C1480E ) e caixa de lamina montada para o estudo...62
Figura 7: Imagem digitalizada durante a mensuração de área total de tecido ósseo, com 40x de aumento (centro). Barra de ferramentas para análise (à direita). Resultados parciais de áreas de tecido ósseo. ...65 Figura 8: Imagem digitalizada durante a mensuração de área total de tecido ósseo, com 40x de aumento (centro). Barra de ferramentas para análise (à direita). Resultados parciais de áreas de tecido ósseo. ...65 Figura 9: Imagem digitalizada durante a mensuração de área de tecido ósseo no local da lesão, com 400x de aumento (esquerda e acima). Barra de ferramentas para análise (à direita e abaixo). ...66 Figura 10: Imagem digitalizada durante a mensuração de área de tecido ósseo no local da lesão, com 400x de aumento (esquerda e acima). Barra de ferramentas para análise (à direita). Resultados parciais de áreas de tecido ósseo. ...66 Figura 11: Aspecto macroscópico do reparo ósseo no oitavo dia pós-operatório no grupo controle (GI 4) ...71 Figura 12: Aspecto macroscópico do reparo ósseo aos 16 dias pós-operatório no grupo TLBP + TMC (GIV 4) ...71
Tabela 1. Escore para avaliação Radiográfica...59 Tabela 2. Escore da análise radiográfica em 8 dias pós-operatório...69 Tabela 3. Escore da análise radiográfica em 16 dias pós-operatório...70 Tabela 4. Área total de tecido ósseo em 8 e 16 dias respectivamente, expressos em expressos em µm2 ...72 Tabela 5. Quantidade de tecido ósseo no local da lesão em 8 e 16 dias respectivamente ... 72
1. Introdução... 01 2. Objetivos... 05 3. Revisão da literatura ... 07 3.1 Tecido ósseo ... 08 3.1.1 Matriz óssea ... 11 3.1.2 Histologia óssea ... 11 3.1.3 Formação óssea ... 13
3.1.4 Remodelação e reparo ósseo ... 14
3.2 Laser ... 18
3.2.1 Características da radiação laser ... 19
3.2.2 Efeitos fisiológicos e biológicos da interação laser de baixa potência nos tecidos ... 20
3.3 Histórico do uso de correntes elétricas... 35
3.3.1 Características físicas ... 37
3.3.2 Efeitos fisiológicos e biológicos da utilização de microcorrente nos tecidos ... 38
4. Métodos...52
4.1 Procedimentos éticos e legais...53
4.2 Tipo de estudo ...53
4.3 Amostra ...53
4.4 Técnica cirúrgica ... ...54
4.5 Grupos e tratamento ...55
4.9 Procedimento para o preparo do material histológico ...61
4.9.3 Avaliação do material histológico ...63
4.10 Análise estatística ...63
5.Resultados...67
5.1 Achados radiográficos do reparo ósseo oito dias pós-operatórios após quatro aplicações ( GI 4 a GIV 4)... 68
5.2 Achados radiográficos do reparo ósseo 16 dias pós-operatórios após oito aplicações ( GI 8 a GIV 8 )...69
5.3 Aspectos Macroscópicos do Reparo Ósseo...70
5.4 Resultados da análise histomorfométrica...72
6. Discussão...73
7.Conclusão...86
Referências...88
Anexo A – Certificado do Comitê de Ética em Pesquisa da UNIVAP...99
1 INTRODUÇÃO
O tecido ósseo possui grande capacidade de reparação, exibe um potencial de regeneração surpreendente capaz de restaurar perfeitamente sua estrutura original e suas propriedades mecânicas (SCHENK, 1996). A remodelação deste tecido e sua estimulação são motivo de diversos estudos nas últimas décadas, devido ao interesse de diversos autores em estabelecer seu comportamento frente a vários fatores, tanto externos, locais como sistêmicos, apoiados no conhecimento das etapas do processo de reparo e sua cronologia (HECKAMAN et al., 1991). O uso de radiação laser e da corrente elétrica de baixas intensidades, para melhorar da qualidade da reparação de lesões ósseas, tem estimulado vários estudos, pois tais recursos tem se mostrado eficazes em várias áreas da medicina moderna.
O estímulo do incremento ósseo têm sido obtido através de vários meios entre eles: uso do ultra-som pulsado com baixa intensidade (PILLA et al., 1990); emprego de campos eletromagnéticos (CANE; BOTTI; SOANA, 1993); e mais recentemente por terapia laser de baixa potência (TLBP) (NICOLAU; ZÂNGARO; PACHECO, 1998; KUCEROVÁ et al., 2000).
O interesse de estudos acerca da bioestimulação do processo de reparação óssea se deve principalmente a possibilidade de uma maior rapidez na reparação da lesão (HECKAMAN et al, 1991).
De acordo com Fernandes (2004), a terapia com radiação eletromagnética pode ser aplicada em diversas áreas da saúde, podendo gerar alterações e modulação no tecido biológico irradiado. Segundo Marino et al. (2003), a magnitude do efeito biomodulatório atribuído à estas terapias ao interagir com os tecidos influenciam as
funções celulares estimulando ou inibindo atividades bioquímicas ou biofísicas, dependendo de fatores como: dosimetria, protocolo de tratamento, tipo e local da lesão.
Os mecanismos de ação da TLBP ainda não foram totalmente esclarecidos, o que gera muita discussão. Prova disto são estudos experimentais in vitro e in vivo que demonstram resultados contraditórios. Porém há numerosos trabalhos científicos que obtiveram resultados positivos do efeito da TLBP no reparo ou formação óssea. (MARINO et al., 2003).
A maioria dos estudos realizados aporta a efeitos positivos sobre o tecido ósseo pós TLBP, porém, poucos trabalhos têm sido realizados empregando terapia com microcorrente (TMC) no reparo ósseo. Terapias convencionais, coadjuvantes ao processo de reparação óssea, também são pouco citadas em associação com TMC e tão pouco à TLBP associada à TMC. Contudo, atualmente observa-se crescente emprego clínico destas duas modalidades terapêuticas.
O laser terapêutico apresenta propriedades capazes de produzir efeito biológico de estimulação seletiva das mitocôndrias e aumentar o metabolismo celular que auxilia a reparação tecidual (RIGAU, 1996).
A microcorrente é uma modalidade que consiste em utilização de corrente modulada com baixa freqüência e intensidade inferior a 1 mili ampére. Esta corrente, assim como a TLBP, não consegue ativar as fibras nervosas sensoriais (ROBISON; SYNDER-MACKLER, 2001). Seus efeitos e sua dosimetria ainda não foram estabelecidos, sendo os dados são controversos no tocante a intensidade e forma de onda da corrente (ALVAREZ et al., 1983; NESSLER; MASS 1985; DUNN et al, 1988; KLOTH; FEEDAR, 1988; IM et al., 1990; MERTZ et al., 1993).
Apesar da técnica de irradiação laser possuir resultados positivos na reparação óssea o interesse deste estudo foi verificar se a ação da TLBP pode ser potencializada e
promover maior bioestimulação no estágio inicial do processo de reparação óssea, sem alterar a estrutura original e micro arquitetura do tecido, quando associada com a TMC.
2. OBJETIVO
Analisar o efeito da terapia a laser de baixa potência associada à terapia com microcorrentes sobre o processo inicial de reparação óssea, através de análise radiográfica e histomorfométrica.
3. REVISÃO DE LITERATURA
3.1 Tecido Ósseo
O tecido ósseo é o constituinte principal do esqueleto humano, serve de suporte para as partes moles, proteção de órgãos vitais, sustentação e conformação do corpo. Funciona também como depósito de cálcio, fósforo e outros íons, armazenando-os ou liberando-os de maneira controlada, para manter constante a concentração desses importantes íons nos líquidos corporais (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004). O tecido ósseo é complexo e dinâmico, participa de um contínuo processo de remodelamento produzindo tecido novo e degradando tecido velho. Ou seja, pressões aplicadas sobre o tecido levam à sua reabsorção, enquanto a tração leva ao desenvolvimento de novo tecido ósseo (TORTORA, 2002; GARTNER, 2003).
Para Gartner e Hiatt (2003), o osso é composto por células imersas em uma matriz extracelular calcificada, composta por fibras e substância fundamental. As fibras que constituem o tecido ósseo são, basicamente, colágenos do tipo I e a substância fundamental, sendo esta rica em proteoglicanos com cadeias laterais de condroitin-sulfato e queratan-sulfato.
Segundo Tortora (2002), o tecido ósseo é dividido em tecido ósseo compacto e tecido ósseo esponjoso.
O osso compacto também é conhecido como cortical (SZEJNFELD, 2000). É formado por lamelas circunferenciais, longitudinais e concêntricas, cercada pelo periósteo cortical, que consiste de uma camada exterior fibrosa e de uma camada interior celular formada de células osteoprogenitoras, fibroblastos e osteoblastos (OLIVEIRA, 2000). O tecido ósseo compacto está organizado em unidades chamadas de ósteons, ou sistema de
Havers. Vasos sangüíneos, vasos linfáticos e nervos do periósteo penetram no osso compacto pelos canais perfurantes (de Volkmann). Os vasos e nervos dos canais perfurantes se conectam com os da cavidade medular, do periósteo e dos canais centrais (haversianos) (TORTORA, 2002).
Diz Szejnfeld (2000), o tecido ósseo haversiano, é o tipo mais complexo de osso cortical. É composto por canais vasculares rodeados por lamelas ósseas. Este complexo arranjo do osso ao redor dos canais vasculares é denominado osteon. O osteon é um cilindro irregular, com vários ramos que se anastomosam, composto por um canal neurovascular circundado por camadas de células permeadas por matriz óssea. Os ósteons comumente estão dispostos ao longo do eixo do tecido ósseo cortical. São conectados uns aos outros por meio de canais de Volkman, que estão orientados perpendicularmente aos ósteons.
O tecido ósseo esponjoso não contém ósteons. Ele consiste em lamelas, dispostas como trama irregular, de finas colunas ósseas, chamadas trabéculas. Os espaços macroscópicos, entre as trabéculas de alguns ossos, estão preenchidos com medula óssea vermelha, que produz células sangüíneas (TORTORA, 2002).
Segundo Szejnfeld (2000), o tecido ósseo trabecular ou esponjoso, aparece no esqueleto axial e epífises dos ossos longos, está entre as corticais e é formado por barras ósseas chamadas trabéculas, dispostas horizontalmente e verticalmente.
Para Tortora (2002), o tecido ósseo esponjoso é diferente do tecido ósseo compacto em dois aspectos, o tecido ósseo esponjoso é leve, e as trabéculas do tecido ósseo esponjoso dão suporte e proteção à medula óssea vermelha. Já no tecido ósseo compacto os ósteons, estão alinhados, paralelo e ao longo das linhas de força mecânicas, mesmo quando força considerável é aplicada a qualquer uma de suas extremidades.
Conforme Szejnfeld (2000), o osso possui duas superfícies, uma interna e outra externa. A cavidade central do osso, ou seja, a parte interna é revestida pelo endósteo, um tecido conjuntivo delgado especializado composto por uma monocamada de células osteoprogenitoras e de osteoblastos (GARTNER; HIATT, 2003). O endósteo é geralmente constituído por uma camada de células osteogênicas achatadas revestindo as cavidades do osso esponjoso, o canal medular, os canais de Havers e os de Volkmann (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
O periósteo reveste a camada externa do osso, onde ele não é recoberto por cartilagem articular, fica junto aos tecidos moles, sendo constituído por uma camada celular interna contendo células osteoprogenitoras (GARTNER, 2003; SZEJNFELD, 2000; TORTORA, 2002).
A camada mais superficial do periósteo contém principalmente fibras colágenas e fibroblastos. As fibras de Sharpey são feixes de fibras colágenas do periósteo que penetram no tecido ósseo e prendem firmemente o periósteo ao osso (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).
As principais funções do endósteo e do periósteo são nutrição do tecido ósseo e o fornecimento de novos osteoblastos, para o crescimento e a recuperação do osso (TORTORA, 2002).
Ainda para Junqueira e Carneiro (2004), as células osteoprogenitoras se multiplicam por mitose e se diferenciam em osteoblastos, desempenhando papel importante no crescimento dos ossos e na reparação das fraturas.
3.1.1 Matriz Óssea
Do ponto de vista bioquímico o osso é formado por uma mistura de duas fases, a orgânica (35%) também chamada de matriz extracelular (matriz osteóide) e a fase inorgânica (65%), conhecida como a fase mineral do tecido ósseo (SZEJNFELD, 2000; GARTNER, 2003).
A parte inorgânica do tecido ósseo é constituída essencialmente por hidroxiapatita (fosfato de cálcio), fórmula empírica [Ca10(PO4)6(OH)2], misturada com ínfimas quantidades
de outros elementos como fluoretos de magnésio, que favorecem a cicatrização (SZEJNFELD, 2000; OLIVEIRA 2000).
O componente orgânico é composto quase exclusivamente por fibras colágenas (95%), constituídas de colágenos do tipo I e por pequena quantidade de proteoglicanas e glicoproteínas (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004). O colágeno do tipo I do tecido ósseo é muito rico em ligações cruzadas, que impedem sua extração com facilidade (GARTNER; HIATT, 2003).
3.1.2 Histologia do Tecido Ósseo
Como outro tecido conjuntivo, o tecido ósseo, contém abundante matriz de material intercelular, que envolve células muito espaçadas. A matriz é composta por, aproximadamente 25 % de água, 25% de proteínas fibrilares e 50% de minerais cristalizados (TORTORA, 2002).
As células presentes na matriz orgânica mineralizada são as osteoprogenitoras (células osteogênicas) são células-tronco, localizam-se na camada celular interna do periósteo, revestindo canais de Havers e no endósteo. Elas são as únicas células ósseas que passam por
divisão celular, suas células-filha resultantes se desenvolvem em osteoblastos (OLIVEIRA, 2000; TORTORA, 2002; GARTNER, 2003).
As células osteoprogenitoras, ativas no crescimento dos ossos, inativos no adulto, podem entrar em atividade na reparação de fraturas e de outros tipos de lesão, quando, então, multiplicam-se por mitose e diferenciam-se em células formadoras de matriz-óssea, os osteoblastos (MENDOZA, 1994).
Os osteoblastos são células mesenquimais primitivas indiferenciadas, produtoras de osso. Elas sintetizam e secretam fibras de colágeno e outros componentes orgânicos necessários à formação da matriz de tecido ósseo e iniciam a calcificação. São localizadas no tecido conjuntivo perivascular, na camada de periósteo e na medula óssea (GARTNER, 2003).
Os osteoblastos são células mononucleadas de citoplasma basofílico responsáveis pela produção de colágeno e formam tecido ósseo não mineralizado (denominado osteóide) (TORTORA, 2002; OLIVEIRA, 2000).
Os osteócitos são os próprios osteoblastos, são células maduras que ficam “aprisionadas” nas secreções da matriz nos espaços denominados de osteoplastos, residentes em lacunas dentro da matriz óssea calcificada (GARTNER, 2003).
Os osteócitos comunicam-se entre si, através de prolongamentos citoplasmáticos, formando junções firmes que lhes permitem regular o metabolismo do tecido ósseo. Estes mantém as atividades celulares diárias do tecido ósseo, tais como a troca de nutrientes e metabólitos com o sangue. É a célula responsável pela manutenção do tecido ósseo e pelo intercâmbio de íons com a matriz óssea e o espaço extracelular. Os hormônios, paratormônio e calcitonina, e a vitamina D agem nos osteócitos para possibilitar a mineralização da matriz óssea (TORTORA, 2002; OLIVEIRA, 2000).
Os osteoclastos são células multinucleadas (com média de 10 a 15 núcleos), derivados de células progenitoras hematopoiéticas, elas ficam concentradas no endósteo e desempenham papel importante na reabsorção óssea (GARTNER, 2003). No lado da célula, que está em contato com a superfície do tecido ósseo, a membrana plasmática do osteoclasto contém grande quantidade de dobras, constituindo uma borda pregueada. Nessa região, a célula libera enzimas lisossômicas e ácidas, que degradam os componentes protéicos e minerais do tecido ósseo subjacente. (TORTORA, 2002; OLIVEIRA, 2000). Ainda para Tortora (2002), essa destruição da matriz óssea faz parte do desenvolvimento, crescimento, manutenção e reparo normal do tecido ósseo, estimulada pela prostaglandina E2,
paratormônio, vitamina D e agentes físicos, químicos e mecânicos.
Para Guyton (2002), o tecido ósseo é continuamente depositado pelos osteoblastos e continuamente absorvido onde os osteoclastos estão ativos.
3.1.3 Formação Óssea
O processo pelo qual o osso é formado é chamado de ossificação ou osteogênese (TORTORA, 2002).
Durante o desenvolvimento embrionário, a formação de tecido ósseo pode dar-se de duas maneiras: intramembranosa e endocondral (GARTNER, 2003).
A ossificação intramembranosa, ocorre no interior de uma membrana de tecido conjuntivo fibroso formado pela condensação de células mesenquimais (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004). Esse processo de substituição direta do mesênquima por tecido ósseo é conhecido como ossificação intramembranosa, e os ossos formados desse modo são chamados de ossos membranosos (YOUNG, 2001).
Na ossificação endocondral o tecido ósseo é formado dentro da cartilagem hialina. Nesse processo, as células mesenquimais se transformam em condroblastos, que, inicialmente, produzem um “molde” de cartilagem hialina. Posteriormente, os osteoblastos, gradualmente, substituem a cartilagem por osso (TORTORA, 2002). Para Young (2001), os ossos cartilaginosos que são os formados pela ossificação endocondral são precedidos pela formação de um molde cartilaginoso que cresce continuamente e é progressivamente substituído por tecido ósseo.
A maioria dos ossos chatos forma-se por ossificação intramembranosa. Já os ossos longos e curtos do corpo forma-se por ossificação endocondral (GARTNER; HIATT, 2003).
3.1.4 Remodelamento e Reparo Ósseo
Para Gartner e Hiatt (2003), no adulto, a formação e a reabsorção de tecido ósseo permanecem em equilíbrio, enquanto o tecido ósseo é remodelado para atender às forças aplicadas sobre ele.
De acordo com Thompson et al. (2000), a consolidação de uma lesão óssea tem início imediatamente após a sua ocorrência e trata-se de um processo contínuo.
Segundo Hoppenfeld (2001), os eventos que envolvem a consolidação respondem pelo desbridamento, estabilização e remodelagem do local fraturado. A consolidação pode ocorrer de forma primária, isto é, através de uma fixação rígida ou de forma secundária, sem a presença da fixação rígida. Conforme Kitchen (2003), ocorre hemorragia imediatamente após a lesão. Forma-se um coágulo e inicia-se a fase inflamatória aguda do reparo. Ao extravasar das extremidades seccionadas dos vasos, o sangue forma um coágulo em torno do sítio da lesão esse coágulo, chamado hematoma, geralmente se forma seis a oito horas após a lesão (TORTORA, 2002).
Como a circulação sanguínea é interrompida quando o hematoma de lesão óssea se forma, células ósseas, no sítio da fratura, morrem (GARTNER; HIATT, 2003). Inchamento e inflamação ocorrem em resposta a células ósseas mortas, o que produzem restos celulares adicionais (TORTORA, 2002). Capilares sangüíneos crescem para dentro do coágulo sanguíneo e mastócitos, leucócitos, e macrófagos se movem para dentro da área, sendo responsáveis pela liberação de fatores que estimulam o reparo tissular. Esta atividade se completa normalmente em quatro dias (KITCHEN, 2001).
A infiltração de novos capilares sanguíneos no hematoma da lesão ajuda a organizá-lo como tecido de granulação, que passa, então, a ser chamado de procalo (TORTORA, 2002).
Em 48 horas após a lesão, células osteoprogenitoras acumulam-se por causa do aumento da atividade mitótica da camada osteogênica do periósteo e do endósteo e deferenciam-se em osteoblastos e começam a produzir tecido osteóide “colar de tecido ósseo”, junto ao tecido ósseo não vital ao redor do local da lesão. Este estágio dura aproximadamente, três semanas (GARTNER; HIATT, 2003).
Após a formação do “colar de tecido ósseo”, os osteoblastos começam a produzir as trabéculas de tecido esponjoso. As trabéculas se unem a porções vivas e mortas dos fragmentos ósseos originais, formando então, o denominado calo ósseo, este estágio pode durar entre três a quatro meses (TORTORA, 2002).
Finalmente, este osso de aspecto trabeculado é remodelado para formar o osso lamelar maduro. A cavidade da medula é restaurada, o contorno do osso é alisado e a estrutura interna do osso é reorganizada (KITCHEN, 2003).
Algumas vezes, o processo de reparo é tão completo que a linha de fratura não é detectável, mesmo em radiografia. Entretanto uma área espessada na superfície do osso pode permanecer, como evidência da lesão cicatrizada (TORTORA, 2002).
O cálcio e o fósforo, necessários para fortalecer e endurecer o tecido ósseo neoformado, são depositados apenas de maneira gradual e células ósseas geralmente crescem e se reproduzem lentamente (TORTORA, 2002).
Thompson et al. (2002), atestam que para entender o processo consolidativo de maneira clara, devem-se considerar cinco estágios:
• Estágio de Hematoma: resulta do rompimento de vasos sangüíneos no momento da lesão. Uma pequena porção de osso adjacente à lesão morre e de forma gradual é absorvido.
• Estágio de Proliferação Celular Subpereosteal e Endosteal: ocorre proliferação celular partindo da superfície profunda do periósteo adjacente ao local da lesão. Trata-se de células precursoras de osteoblastos e formam-se ao redor de cada fragmento ósseo. Simultaneamente as células proliferam do endósteo de cada fragmento formando gradualmente uma ponte entre as extremidades ósseas. Neste estágio o hematoma está sendo absorvido.
• Estágio de Formação do Calo: as células proliferantes amadurecem em osteoblastos ou em condroblastos, sendo que estes últimos formam cartilagem que não é essencial para a consolidação. Os osteoblastos produzirão matriz intercelular de colágeno e polissacarídeos, que torna-se empregnada de sais de cálcio, o que forma o calo primário ou osso reticulado, também chamado de osso imaturo. O calo primário é visível ao exame radiológico e evidencia a ocorrência de consolidação.
• Estágio de Consolidação: a atividade dos osteoblastos vai realizar a mudança do calo primário para o osso ou estrutura lamelar e ao final dos estágios a junção está completa. O novo tecido ósseo forma uma massa espessa no local da lesão e oblitera a cavidade medular. O tecido ósseo neoformado terá maior extensão se o hematoma tiver sido grande ou ainda se não foi possível obter a posição ideal dos fragmentos ósseos • Estágio de Remodelação: é a fase onde acontece a alteração da estrutura
lamelar e reforço do osso ao longo das linhas de tensão. Osso excedente é removido gradualmente e geralmente a estrutura óssea parece-se muito com a original.
Udupa e Prasad (1963) realizaram estudo histoquímico, que durou seis semanas, para caracterizar a evolução da consolidação óssea em ratos, tendo-se evidenciado quatro fases:
• Fase fibroblástica, que ocorre na primeira semana pós-lesão, caracterizada principalmente pela proliferação de fibroblastos oriundos do periósteo e posteriormente de condroblastos e osteoblastos;
• Fase do colágeno, que ocorre na segunda semana, na qual, à medida que diminui a proliferação celular, ocorre produção de fibras colágenas no espaço entre os fragmentos;
• Fase osteogênica, que abrange a terceira e quarta semanas, caracterizada pela proliferação e hipertrofia de condroblastos, os quais são substituídos por osteoblastos que produzem nova substância intercelular e tecido ósseo neoformado;
• Fase de remodelação, correspondente a quinta e sexta semanas, quando o excesso de massa óssea formada é reabsorvido.
3.2 Laser
A palavra laser é um acrônimo para Light Amplification of Stimulated Emission of Radiation (amplificação da luz por emissão estimulada da radiação) (KITCHEN, 2003).
As características que diferem a luz laser de uma lâmpada de filamento por exemplo são: a monocromaticidade, a brilhância, a coerência e a direcionalidade. A possibilidade de focalização em pequenas áreas e a emissão de altas densidades de energia faz do laser um instrumento de grande interesse e importância para aplicações nas áreas de saúde, tanto no diagnóstico como na terapia (NICOLAU, 2001).
De acordo com Baxter (1998), Albert Eistein originalmente delineou os princípios de geração deste tipo de luz, porém, somente em 1960 que Theodore Maiman produziu o primeiro feixe de luz laser de rubi nos Estados Unidos. Em meados dos anos 70, Javan, Bennett e Herriott construíram o de laser de Hélio-Nêonio (ORTIZ, 2001). Estudos realizados pelo grupo do professor Endre Mester em Budapeste no início dos anos 70 indicaram que a irradiação por laseres de intensidade relativamente baixa, aplicada diretamente aos tecidos, provocava modulação de processos biológicos, particularmente a fotobioestimulação do processo de cicatrização e reparo dos tecidos (BAXTER, 1998).
Segundo Baxter (1998), a modalidade laserterapia tem encontrado aplicações cada vez mais amplas pelos fisioterapeutas, dentistas, quiropraxistas e médicos para os tratamentos de feridas abertas, lesões dos tecidos moles, distúrbios artríticos e dores
associados a etiologias diversas. O laser proporciona uma forma de emissão de radiação luminosa de características especiais. Ele realiza uma transformação de energia externa elétrica ou química ou óptica em energia luminosa.
3.2.1 Características da Radiação Laser
Conforme Baxter (1998), a diferença da radiação gerada pelos aparelhos laser de uso terapêutico entre outras fontes como lâmpadas infravermelhas se dá pela monocromaticidade, direcionalidade e coerência.
A luz laser tem as seguintes características:
Monocromaticidade: A radiação emitida é caracterizada por fótons com mesmo comprimento de onda, obtendo luz monocromática. De acordo com Baxter, (1998) o comprimento de onda é o parâmetro que determina quais as biomoléculas específicas absorverão a radiação produzindo assim efeito terapêutico.
Direcionalidade (Colimação): Na radiação laser os fótons produzidos são paralelos, praticamente inexistindo qualquer divergência angular, ao longo da distância percorrida. Esta propriedade mantém a potência óptica do aparelho numa área relativamente pequena ao longo de distâncias consideráveis.
Coerência: A radiação emitida pelo laser também está em fase. É uma das propriedades da luz laser que a distingue de outras formas de luz. A emissão estimulada gera fótons coerentes, cujas energias se somam e viajam na mesma direção em fase na amplitude e na freqüência da onda, a coerência tem sua influência na amplitude e na potência da radiação laser emitida.
A coerência é uma das propriedades da luz laser, porém ao penetrar no tecido, esta propriedade se perde nos primeiros extratos da pele. Isto ocorre devido à grande
variedade de estruturas celulares que compõem a pele (WHARTON et al., 1964 e 1966; PARRISH; 1980, JORI, 1980, ANDERSON et al., 1982, MICKILEY et al., 1988; HACZEKI et al., 1988 e 1989).
Segundo alguns autores, apesar da perda de coerência da radiação do Laser de Baixa Potência (LBP) no interior dos tecidos, esta é absorvida pelas células gerando alterações no seu metabolismo tanto em tecidos superficiais como profundos (GIESE, 1980; LOBKO et al., 1985; SVAASAND, 1990).
3.2.2.Efeitos Fisiológicos e Biológicos da Interação Laser de Baixa Potência com os Tecidos
Em se tratando de radiação de qualquer natureza em processos diagnósticos ou terapêuticos, a dosimetria é o parâmetro de extrema importância, determinando o sucesso ou fracasso do procedimento. No caso da TLBP deve-se observar a dosimetria adequada, porém sem deixar de observar as condições de contorno (local, elementos que compõe o tecido).
A biomodulação é baseada nos efeitos locais com o transporte de várias substâncias através da membrana celular e tecido, a densidade de potência não pode ser tão baixa, pois pode levar a necessidade um maior número de aplicações durante o tratamento. A baixa potência não pode ser totalmente compensada com esse aumento do numero de aplicações, porque a dose pode facilmente tornar-se alta. Segundo Ozawa et al. 1997, a dose certa de energia influência no processo de biomodulação, pois, estudos com laser no infravermelho próximo e doses baixas, não demonstraram efeitos na produção de matriz óssea, entretanto quando comparam doses altas e baixas de energia, obtiveram melhores resultados com as doses mais altas. A alta densidade de energia
também pode causar efeitos inibitórios, por exemplo, em um estudo com células do ligamento periodontal humano, após sofrer estímulos mecânicos e receber irradiação com alta dose de energia, resultou em uma diminuição do colágeno e desarranjo das células do ligamento periodontal (OZAWA et al., 1997).
Outro efeito clássico de biomodulação com radiação laser no visível é o efeito fotoquímico, porém alguns estudos demonstram melhores resultados no tratamento do tecido ósseo, através do laser no infravermelho (efeito fotofísico), os efeitos mais evidenciados foram com 830 nm, comparados com os laseres de emissão em 632,8 nm ou 790 nm, e segundo Ozawa et al. (1998), a irradiação deve ocorrer nos estágios iniciais da reparação (OZAWA et al., 1998; PINHEIRO et al., 2001).
Brugnera Jr. e Pinheiro (1998), a interação do laser entre os diversos tecidos baseia-se na compreensão das reações que podem ser induzidas nesses tecidos pelo laser. Cada tipo de meio ativo resulta na produção de um laser com o comprimento de onda especifico e que cada comprimento de onda reage de uma maneira diferente com cada tecido. Ressaltam ainda que o efeito fotofísico e fotoquímico promovido pela TLBP são processos que provocam modificações nos potenciais de membrana, incrementando a síntese de ATP.
A utilização do LBP apresenta efeito bioestimulador sobre a produção de ATP mitocondrial. Assim, Benedicenti et al. (1993), afirmaram que a produção de ATP pelas mitocôndrias sofre um aumento de até 22%, após a aplicação do LBP. Assim, este aumento do aporte energético celular é comprovado através da observação do aumento de atividade celular, com conseqüência, aumento da produção de fibras colágenas; regeneração de vasos sanguíneos a partir dos já existentes; aumento da velocidade de crescimento de nervos seccionados, aumento da reepitelização a partir dos restos basais, como no caso de úlceras superficiais e como conseqüência, existe um aumento do ritmo
de divisão celular. Estudos apresentam efeitos da terapia com laser sobre o enxerto ósseo, com aumento de velocidade de formação óssea, bioestimulação celular, analgesia e efeito antiinflamatório (GENOVESE, 2000).
Outro aspecto a ser considerado é a propriedade óptica de cada tecido, que determina a extensão e a natureza da resposta tecidual que ocorre por meio dos processos de absorção, transmissão, reflexão e difusão da luz laser. A radiação luminosa ao atingir o tecido pode ser refletida, transmitida, absorvida ou espalhada. Cada um destes fenômenos pode ocorrer de forma independente ou associada a outros. A reflexão ocorre quando a radiação atinge a superfície do tecido fazendo que parte desta radiação retorne na direção da fonte de excitação, sem interagir com o tecido, parte e absorvida e a outra se espalha ou é transmitida. Segundo Anderson et al. (1981), apud Albertini (2001), comprovou-se, utilizando-se o laser de GaAlAs (620-680 nm), que a reflexão da pele é de 4% a 7%; então, 93% a 96% da radiação incidente na superfície penetra nos substratos subseqüentes. Nos tecidos biológicos a energia absorvida é aquela que se transforma em outras formas de energia, atuando no interior dos tecidos e também propagando os seus efeitos para os tecidos vizinhos (GENOVESE, 2000).
De acordo com Baxter (1998), na laserterapia de baixa intensidade ocorrem relações atérmicas da luz com o tecido. A luz que provém de um aparelho de laserterapia pode interagir com o tecido irradiado por:
Espalhamento da luz incidente: Ocorre por parte das moléculas, partículas, fibras, órgãos ou células do interior do extrato, significa mudança na direção de propagação da luz, quando esta atravessa os tecidos, isto se deve à variabilidade nos índices refrativos dos componentes teciduais e depende do comprimento de onda e do tamanho das estruturas irradiadas, o que resultará na rápida perda da coerência.
Absorção da luz incidente por um cromóforo: refere-se a uma biomolécula que pela sua configuração eletrônica ou atômica, é capaz de ser excitada pelo fóton ou fótons incidentes. Causada pelos cromóforos primários, e provoca um processo bioquímico ou bioelétrico ou uma dissipação da energia absorvida por meio de calor, fluorescência ou fosforescência.
Segundo Genovese (2000), quando um tecido é irradiado, pode-se verificar a difusão dentro do tecido que depende do tamanho das partículas que formam uma relação com o comprimento de onda em que se emite a radiação. Assim a difusão será máxima nos tecidos cujas partículas têm as mesmas dimensões que o comprimento de onda. Essa relação é determinante para se desenvolver o espectro de absorção, reflexão e espalhamento, a partir do espectro ultravioleta até o infravermelho.
Segundo Bogliolo e Pereira (1976), os mastócitos, ao serem submetidos a diversas formas de estresse como traumas mecânicos, agentes químicos, agentes térmicos, radiação ultravioleta, radiação ionizante e outras, através do fenômeno de degranulacão, por mecanismos de troca iônica, liberam heparina e histamina. A heparina é anticoagulante e a histamina produz aumento da permeabilidade capilar, vasodilatação, incremento da drenagem linfática e aumento da atividade fibroblástica, auxiliando a recomposição tecidual.
Um dos primeiros trabalhos foi realizado por Benedicenti e Martino, em 1983, no qual verificaram aumento de 22% na síntese de ATP mitocondrial, após TLBP em alvéolo dentário em reparação. Segundo os autores a elevação da taxa de ATP aumentaria o metabolismo celular contribuindo para a reparação alveolar.
O LBP age principalmente sobre organelas celulares (mitocôndria e membrana), gerando aumento de ATP e modificando o transporte iônico. Acredita-se que existam fotorreceptores celulares, sensíveis a determinados comprimentos de onda, que, ao
absorverem fótons, desencadeiam reações químicas. Desta forma o LBP acelera, a curto prazo, a síntese de ATP (glicólise e oxidação fosforilativa e a longo prazo a transcrição e a replicação do DNA (KARU, 1987; 1989 a,b,c). Karu (1988), concluiu que a irradiação de mitocôndria isolada induz mudanças na homeostasia celular, as quais implicam em reações em cascata. A autora menciou que determinados componentes da cadeia respiratória como: citocromos, citocromos oxidase e flavinas desidrogenase, os quais são fotorreceptores ou cromóforos primários são capazes de absorver luz para um comprimento de onda apropriado. Estes causam, a curto prazo, ativação da cadeia respiratória e trocas na cadeia redox de ambos, mitocôndrias e citoplasma. A cadeia de elétrons transportados desta maneira resulta na melhora e no aumento da síntese de ATP. Alem disso, a radiação laser afeta os níveis de íons hidrogênio na célula. Esse aumento de ATP causa ativação de outros íons transportados na membrana, tais como: sódio e potássio, e altera o fluxo de cálcio entre mitocôndrias e citoplasma. A variação desses parâmetros é um componente necessário no controle da atividade proliferativa da célula.
Fedoseyeva et al. (1988) relatam que o efeito de estimulação com LBP depende do comprimento de onda, da dose e da intensidade da luz utilizada na irradiação.
O maior número de estudos realizados com TLBP foi direcionado na avaliação da reparação de feridas cutâneas devido a relativa facilidade de realização deste tipo de experimento, assim como o curto período de tempo necessário para a reparação tecidual. Segundo alguns autores a TLBP causa estimulação da degranulação de mastócitos e melhora na microcirculação (SNYDER-MACKLER et al., 1989; AUN et al., 1989; YANG et al., 1997).
Oshiro (1991) relata que, para assegurar a penetração da energia luminosa nos tecidos, a fonte luminosa deve possuir características de coerência, monocromaticidade
e polarização onde a energia introduzida deve ser suficiente para produzir a conversão de um fóton em energia bioquímica, gerando compostos como ATP, que irá disponibilizar energia para aceleração das funções celulares.
Garcia et al. (1992) relatam que a radiação laser (HeNe, 632,8 nm) promove vasodilatação local e angiogênese, promovendo a vascularização e consequente maior aporte de oxigênio, acelerando o processo de reparação.
Rigau (1996) analisando o efeito do LBP sobre a cicatrização de feridas, verificou um aumento da síntese de colágeno produzido pelos fibroblastos. Em trabalhos clínicos sugere que os mastócitos e os mediadores biologicamente ativos, liberados durante o processo, são elementos importantes no papel que desempenham na permeabilidade vascular durante a primeira fase inflamatória da cicatrização, presentes nos tecidos irradiados, na liberação de substâncias que influenciam na regulação da migração linfocitária e na adesão molecular das células endoteliais a partir dos capilares venosos.
Ozawa et al. (1998) verificaram in vitro a ação da radiação (500 mW) com laser GaAlAs (830 nm) com densidade de energia de 3,8 J/cm2, em 10 minutos, com irradiação nos dias um, seis, 12 e 15, em varias culturas de osteoblastos de rato. Os resultados demonstraram que a radiação promoveu maior proliferação celular e aumento da fosfatase alcalina, com a presença de células osteocalcina-positivas maiores no grupo irradiado, este fato é importante porque essas células são precursoras dos nódulos ósseos, portanto foi percebida maior formação de nódulos ósseos nas culturas irradiadas, após 21 dias. Os autores ressaltaram dois pontos importantes neste estudo, observaram a estimulação da proliferação celular de osteoblastos em estágios iniciais, e também que, a radiação ocasionou estímulo na diferenciação celular, percebida pela maior diferenciação de células osteoblásticas e incremento na formação óssea.
Alguns estudos realizados relataram à estimulação de DNA, síntese protéica e elevação da atividade de fosfatase alcalina (ALP) em cultura de células semelhantes a osteoblastos pela irradiação com laser em 780 nm, além da proliferação celular e síntese de colágeno, enfim os principais efeitos do laser nos tecidos têm natureza estimulatória, causando aumento do metabolismo celular, quimiotaxia e vascularização (KUSAKARI et al., 2001).
Os efeitos do LBP são fotoquímicos e ou fotofísico. O efeito fotoquímico é uma reação provocada pela luz no visível, na qual, absorção da luz, provoca uma reação do tipo química e o efeito fotofísico do laser no infravermelho, deriva das mudanças nos potenciais de membrana que se traduzem intracelularmente com um incentivo da síntese de ATP. A transmissão de um estímulo de dor se realiza mediante a mudança no estado eletrofisiológico da membrana das fibras nervosas. Para que a transmissão do impulso exista, é necessário um incremento na permeabilidade da membrana aos íons sódio, nos quais, provocam uma variação do potencial de 30 mW. A bomba de Na K, começa a expulsar os íons extras com um consumo de ATP. Em estados patológicos, o laser intervém neste processo de intercâmbio iônico e acelerando o processo de incremento de ATP. Os incrementos de ATP mitocondrial que se produzem pela irradiação laser, favorecem um grande número de reações químicas que intervém no metabolismo celular, ou seja, o laser acelera, em curto prazo, a síntese de ATP (glicólise e oxidação fosforilativa) e em longo prazo a transcrição e a replicação do DNA (RIGAU, 1996 ).
Ainda para Bossini (2004) esses efeitos da radiação laser sobre os tecidos, dependem da absorção se sua energia e da transformação desta em determinados processos biológicos. Lembrando que o efeito sobre a estrutura viva depende principalmente da densidade de energia depositada, densidade de potência e do tempo
em que foi irradiada, sendo importante saber o comprimento de onda da radiação assim como as características ópticas do tecido.
Baxter et al. (1991) relataram que os laseres estão entre as melhores terapias para alivio da dor, comparados com outras eletromodalidades terapêuticas.
Marei et al. (1997) pesquisaram o efeito do LBP no tratamento de lesões de mucosas induzidas por próteses totais em comparação com outros métodos funcionais, obtiveram resultados positivos nos processos de cicatrização. Foram realizadas análises histológicas e densitométrica, que evidenciaram o efeito do laser na cicatrização e aumento da densidade óssea, abaixo e próximo à zona irradiada, quando comparada com áreas de lesões não tratadas. Esses achados sugerem que o efeito da terapia laser em tecido mole e ósseo pode otimizar a terapia convencional.
Segundo Marks (1999), a TLBP ainda é considerada uma área recente, em que predominam alguns efeitos terapêuticos observados clinicamente, como a analgesia local, ação antiinflamatória, antiedematosa e cicatrização de feridas de difícil evolução.
Kubota e Kobayashi (1999) pesquisaram os efeitos do laser GaAlAs (810 nm, 100 mW, 18,5 W/cm2) sobre um retalho de padrão axial realizado em ratos, avaliando os efeitos da radiação no sangue periférico, na manutenção deste retalho. Observaram que os retalhos irradiados tiveram uma melhor perfusão que os do controle, mostrando grandes áreas localizadas distalmente no retalho com perfusão aumentada, podendo assim afirmar que a irradiação laser produziu grande sobrevida dos retalhos devido ao aumento da perfusão vascular.
Dortbudak et al. (2000) citam que a luz vermelha de LBP 690 nm, por 60 s, 2,4 J/cm2 tem sido, usada progressivamente tanto na regeneração de tecidos moles, como em reparação de tecidos duros.
Bogatov et al. (1983) estudaram a regeneração óssea em mandíbula de ratos e observaram que a TLBP reduzia o tempo de reparação em ferimentos.
Lomnitskii e Biniashevskii (1983) estudaram o efeito de várias doses de radiação emitidas por laser de HeNe (632,8 nm) em 105 coelhos e os resultados obtidos sugeriram estímulo na osteogênese. Eles verificaram que a TLBP causava efeitos nas células osteoblásticas e na regeneração óssea periodontal. Os autores inferiram que esta terapia ativa as células osteoblásticas e acelera seu desenvolvimento e a calcificação.
Trelles e Mayayo (1987) observaram que o laser de HeNe (632,8 nm) com irradiação de 2,4 J/cm2 alternando dias, num período de três semanas, auxiliava na reparação de fraturas ósseas. Esses autores detectaram aumento da largura trabecular. Além de maior número de fibroblásticos nos calos ósseos irradiados quando comparados aos não irradiados.
A reparação óssea não depende somente da dosagem total da aplicação do laser, mas também da forma da irradiação, especificamente, a irradiação no estagio inicial da reparação, e as irradiações repetidas durante um curto período de tempo podem ser efetivas. Existem resultados consistentes em que a irradiação múltipla é mais efetiva que a dose única com fator de formação óssea e crescimento fibroblástico, (ORIKASA et al.,1989).
De Tejada et al. (1990) estudaram o efeito da irradiação com laser de HeNe (632,8 nm) com potência de 6 mW, em fratura de fêmur de rato, através de análise ultra estrutural e hormonal. Os resultados levaram os autores a concluir que a TLBP aumenta vascularização e o rápido aparecimento de células osteogênicas.
Nagasawa et al. (1991) estudaram o efeito da TLBP na regeneração de tecido ósseo em ratos. Usando o laser de GaAlAs (830 nm) e HeNe (632,8 nm) durante 5 minutos por sessão. Ambos foram aplicados durante 14 e 24 dias. Em indivíduos
diferentes, em extrações de dentes, os resultados foram analisados clinicamente e radiograficamente, onde demonstraram que os laseres estimularam a reparação óssea.
Kusakari et al. (1992) estudaram os efeitos do LBP em cicatrização de gengiva e na reparação óssea em cães, com avaliação in vivo e in vitro. Realizaram in vivo perfurações mandibulares e irradiaram no pós-operatório. In vitro trabalharam com osteoblastos em cultura de células, com incorporação de timidina após a irradiação. Para ambos os experimentos utilizaram laser de GaAlAs (780 nm) com potência de 30 mW. Na segunda parte deste estudo, removeram os dentes de cães adultos e implantaram cilindros de titânio. No pós-operatório irradiaram os animais com um laser de GaAlAs (810 nm) com potência de 60 mW. Observaram que o laser estimulou a síntese de DNA nas células osteoblásticas in vitro. In vivo observaram que os grupos irradiados tiveram ganho ósseo, além de melhorar a cicatrização gengival.
Oliveira (1992) realizou um estudo histológico em osso alveolar infectado (alveolite) tratado com TLBP. Utilizou o laser de GaAs (904 nm), com uma potência de entre 0,5 e 3,5 mW e freqüência de 500 a 3700 Hz. Analisando o processo de reparação após seis, 15 e 28 dias, o autor concluiu que a radiação laser acelerou a cronologia do reparo das feridas, principalmente no sexto dia.
Cafalli et al. (1993) realizaram estudo em coelhos submetidos à TLBP após lesões em osso subcondral dos joelhos. Os animais foram sacrificados após 15, 30, 45 e 60 dias. Verificou-se que o tecido ósseo, reparou-se mais rápido nos animais irradiados. Na fase final do processo de reparação os resultados são semelhantes nos animais tratados e não tratados com TLBP.
Devido aos resultados positivos obtidos pela utilização da TLBP quanto à estimulação no reparo de lesões cutâneas e musculares, estudos foram dirigidos à ação do laser sobre tecido ósseo. Em seu estudo, Barushka et al. (1995) utilizaram a TLBP
(HeNe 632,8 nm), com uma dose de 31 J/cm2, durante 2,3 minutos, com potência de 6 mW, aplicada sobre pequenas perfurações em tíbia de rato no quinto e sexto dia pós-cirurgia, verificaram que a TLBP promoveu o aumento no número de osteoblastos e o estágio de reparação foi aproximadamente duas vezes mais acelerado, avaliados pela elevação da fosfatase alcalina e histomorfometria respectivamente (BARUSHKA; YAAKOBI; ORON, 1995).
Glinkowsky e Rowinsky (1995) utilizaram TLBP em fratura de tíbia de ratos e demonstraram através de análise radiográfica que a densidade óptica nos grupos irradiados era maior que no grupo controle.
Garcia, Carvalho e Oliveira (1995) analisaram histologicamente a ação da TLBP (GaAs 904 nm) em alveolites provocadas experimentalmente. Para tanto utilizaram 36 ratos Wistar divididos em três grupos: grupo I (controle), grupo II e III (irradiados por 2 e 4 minutos respectivamente, 2 mW, 2.100 Hz). A irradiação dos grupos II e III foi realizada três dias após a cirurgia. Os animais foram sacrificados após seis, 15 e 28 dias do ato cirúrgico. Os autores observaram que o processo de reparação óssea foi mais intenso nos grupos II e III, como proliferação fibroblástica e capilar, e aparecimento de trabéculas ósseas, aos 15 dias. Concluíram que a TLBP acelerou o reparo de alvéolos infectados, sendo mais evidente nos períodos iniciais (seis e 15 dias) e no grupo onde a irradiação foi de quatro minutos.
Yaakobi et al. (1996) obtiveram bons resultados em ratos com lesões tibiais tratados com TLBP (HeNe 632,8 nm). A dosimetria aplicada neste estudo foi de 31 J/cm2, com potência de 5 mW, durante 2,3 minutos diretamente sobre a região de perfuração no quinto e sexto dia pós-cirurgia. Os autores avaliaram a quantidade de fosfatase alcalina e cálcio na região de reparação. Nos animais submetidos ao laser
houve mais deposição de cálcio, assim como aumento da fosfatase alcalina, sugerindo maior atividade e/ou número de osteoblastos no local de reparação.
Saito e Shimizu (1997) obtiveram bons resultados na regeneração óssea de sutura palatina com utilização de laser de GaAlAs (830 nm), após a disjunção palatina em ratos. Foram realizadas irradiações com dose de 35 J/cm2 e potência de 100 mW
sobre a região, onde a expansão levou cerca de sete dias. A regeneração de osso na sutura palatina, avaliada por histomorfometria, revelou maior regeneração no grupo tratado por sete dias, demonstrando a relação entre a dose e intensidade de reparação. A irradiação durante o período inicial de expansão (dois primeiros dias) foi mais efetiva, visto que posteriormente (quatro a seis dias) a irradiação não teve qualquer efeito sobre a regeneração óssea. Estes resultados sugerem que o laser tem efeito benéfico terapêutico, encurtando o período de retenção (aparelho ortodôntico) devido à aceleração da regeneração óssea em tratamentos ortodônticos.
Hernández et al. (1997) realizaram um ensaio clínico com 60 pacientes portadores de doença periodontal verificando a ação do laser de HeNe (632,8 mn) na reparação óssea. Os pacientes foram divididos em dois grupos: irradiado e não irradiado, ambos submetidos à cirurgia periodontal. O grupo irradiado foi tratado com uma dose de 3 J/cm2 (2 mW) após a cirurgia periodontal. Um controle radiográfico periódico foi realizado três, seis e 12 meses após a conclusão do tratamento. Cem por cento dos pacientes com periodontite simples incipiente tiveram ganho ósseo parcial. Daqueles que apresentavam periodontite simples moderada, 83,3% obtiveram ganho ósseo. Concluíram que os pacientes tratados com laser tiveram valores de ganho ósseo cerca de 20% superiores comparados aos pacientes não tratados.
Luger et al. (1998) observando os efeitos da radiação com LBP (632,8 nm, 35 mW, 30 min), avaliaram as propriedades mecânicas da cicatrização óssea em ratos.
Relataram que a irradiação LBP tem sido usada positivamente na cicatrização óssea, em modelos animais. Encontraram um resultado positivo, concluindo que TLBP pode propiciar um papel significativo na regeneração e cura nas fraturas ósseas, bioestimulando o processo regenerativo.
Nicolau, Zângaro e Pacheco (1998) analisaram o grau de reparação óssea mediante utilização de TLBP. Utilizaram 12 ratos Wistar, divididos em grupo controle e grupo irradiado. Os animais tiveram o fêmur direito perfurado, recebendo irradiação com laser de HeNe (632,8 nm), a cada 24 horas, com densidade de energia de 2 J/cm2 e potência de 3 mW. As irradiações foram feitas de forma transcutânea a cada 24 horas durante 30 dias. Os grupos (controle e irradiado) foram radiografados após cinco, 15 e 30 dias da cirurgia. Para a análise das radiografias foi utilizado o programa de imagem ImageLab 2.3®. As áreas de reparação óssea no grupo irradiado apresentaram maior índice de radiopacidade comparado ao grupo controle, demonstrando qualitativamente maior calcificação. Estes dados levaram os autores a concluir que a TLBP causou o estímulo da maturação óssea no local de lesão, evidenciado 15 dias após cirurgia. Em 30 dias não houve diferença entre animais controles e irradiados.
Luger et al. (1998) investigaram o efeito da TLBP na reparação de fraturas ósseas em ratos. Neste trabalho 50 ratos Wistar, divididos dois grupos de 25 animais, foram submetidos à fratura da tíbia, fixada internamente. Um dos grupos foi tratado com laser de HeNe (632,8 nm, 35mW), diariamente durante 14 dias, 30 minutos por dia. O segundo grupo serviu como um controle. Depois de quatro semanas, a tíbia foi analisada por teste de tensão (Lloyd LR). A dureza estrutural da tíbia (dureza de calo) e a carga máxima de extensão e fratura foram medidas. A carga máxima e dureza estrutural da tíbia foram significativamente maiores no grupo irradiado quando
comparados aos controles. Em quatro animais controle observou-se a não consolidação da fratura, o que não foi percebido em nenhum animal do grupo irradiado.
Oliveira (1999) em seu estudo com cães observou a ação do laser GaAlAs (830 nm), emissão contínua, com uma densidade de energia 4,8 J/cm2, com aplicação pontual de 30 segundos cada, sendo quatro pontos de aplicações ao redor do implante, durante duas semanas a cada 48 horas sempre no mesmo horário, tendo início a primeira aplicação para este grupo, logo após o procedimento cirúrgico. Após 45 dias foi sacrificado o primeiro grupo (três irradiados e dois controles), em seguida, após 60 dias, o segundo grupo foi sacrificado. O autor observou através da microscopia eletrônica de varredura, uma melhor cicatrização óssea, maior vascularização e um arranjo lamelar mais compacto comparado ao grupo controle.
Sathaiah, Nicolau e Zângaro (1999) investigaram o efeito da TLBP na reparação óssea de ratos Wistar através da técnica de Espectroscopia Raman (ER) no infravermelho próximo. Neste estudo foram utilizados 30 ratos (20 irradiados e l0 controles), os quais tiveram a tíbia direita perfurada. Os animais foram irradiados a cada 24 horas em quatro sessões com 4 J/cm2, 3 mW; durante 100 segundos, através de um laser de HeNe (632,8 nm). Os animais foram sacrificados cinco, 10, 15, 20, e 25 dias após a cirurgia e as amostras óssea submetidas a ER em cinco pontos cada. A análise dos resultados foi realizada através de espectros Raman observando o deslocamento do pico de hidroxiapatita (960 cm-1). No grupo irradiado foi observado que o pico da hidroxiapatita apresentou-se significativamente mais intenso, sendo esta diferença mais evidente no grupo com 15 dias pós-cirurgia. Os autores concluíram a existência de maior incorporação de hidroxiapatita em estruturas ósseas sobre a ação do laser de HeNe.
Lizarelli, Lamano-Carvalho e Brentegani (1999) avaliaram histologicamente o efeito da radiação com LBP, cujo meio ativo era o GaAlAs (790 nm, 1,5 J/cm2, 20 s, 30 mW), sobre uma área de 0,4 cm2, aplicados em uma dose única em forma de varredura imediatamente após a cirurgia. Os resultados encontrados mostraram que a TLBP promove a aceleração na cronologia do reparo alveolar de ratos. O estudo foi realizado através de análise histológica sete, 14 e 21 dias pós-cirurgia. Após sete e 14 dias o grupo irradiado apresentou uma quantidade de tecido ósseo formado cerca de 10% maior que o grupo controle. Os autores ainda citam os efeitos analgésicos, antiinflamatórios e bioestimulantes, devido ao fato do laser aumentar a microcirculação e alterar a velocidade de reparação.
Freitas, Baranauskas e Cruz-Höfling (2000) estudaram a influência do laser de HeNe sobre a osteogênese pós fratura, em tíbia de ratos Wistar. O tratamento foi realizado 24 horas após a lesão com doses de, 15 J/cm2; 31,5 J/cm2 e 94,7 J/cm2. Os animais foram sacrificados oito e 15 dias após a fratura, e a lesão analisada por microscopia eletrônica de varredura. Com dose de 31,5J /cm2 os animais irradiados não apresentaram diferenças significantes, em relação aos controles. Entretanto com a dose de 94,7 J/cm2 houve maior consolidação no grupo irradiado. Além disso, os autores observaram aumento do volume trabecular e dos osteoblastos após a TLBP. Esses autores relataram que a atividade osteoblástica foi aumentada pela energia do LBP.
Pinheiro et al. (2001) utilizaram com sucesso o LBP no espectro infravermelho em várias aplicações médico-odontológicas em tecidos mineralizados como, por exemplo, um estudo que utilizou o laser GaAs (904 nm) com densidade de energia de 20 J/cm2 e densidade de potência 25 mW/cm2, durante 5 minutos, em uma única aplicação, em animais após exodontia. Após sete dias, os animais foram sacrificados e realizado o exame histopatológico do tecido alveolar. Observaram que o efeito da
irradiação foi benéfico, devido a maior formação do tecido osteóide (osso neoformado), ou seja, ocorreu formação do trabeculado ósseo e ossificação mais rápida no grupo irradiado comparado ao controle.
Merli (2002), obteve resultados satisfatórios em regeneração óssea em fêmures de ratos Wistar machos, utilizando laser de GaAlAs (670 nm), potência de 15 mw e densidade de energia variando entre 3 e 6 J/cm2. Com cerca de 14 dias, a análise histológica foi realizada onde o osso neoformado no grupo laser mostrou-se com maior área óssea neoformada com qualidade superior em relação ao grupo controle.
Nicolau et al (2003), estudaram a atividade das células ósseas após o uso da TLBP em lesão óssea. Foram perfurados os fêmures de 48 ratos, 24 no grupo irradiado e 24 no grupo controle. O grupo irradiado foi tratado com laser GaAlAs, com comprimento de onda de 660 nm, potencia de 5 mW, dose de 10 J/cm2, com exposição a radiação no segundo, quarto, sexto e oitavo dias após cirurgia. Após uma análise histomorfométrica do osso, observaram um aumento significativo da atividade osteoblástica e osteoclástica no grupo irradiado, sem alteração da estrutura óssea.
A utilização da TLBP tem sido proposta por vários autores, na aceleração do reparo ósseo pós-lesão. Visto que a reparação do tecido ósseo envolve processos gerais similares àqueles associados à cicatrização do tecido mole (BOSSINI, 2004).
3.3 Histórico do uso de Correntes Elétricas
A eletroterapia tem sido utilizada desde 2750 a.C. segundo retratos em templos egípcios indicando que já usavam o peixe gato do Nilo (Malopterurus electricus), com propósitos terapêuticos (LEITÃO, 1967).
Luigi Galvani aparece como um dos primeiros fisiologistas a investigar as correntes de excitação nervosa. Em 1791 publicou o tratado De viribus electricitatis im motu muscularis (sobre a ação da eletricidade no movimento muscular). O experimento que Galvani pesquisou sobre a produção de eletricidade por meio químico, gerou em 1800 a construção da primeira pilha elétrica; como conseqüência, a corrente contínua foi balizada de corrente “galvânica” em homenagem a Galvani. (LEITÃO, 1967).
Em 1830, Matteucci provou que uma corrente iônica era observada no tecido ferido. A existência de corrente de lesão foi primeiramente observada experimentalmente por Dubois-Reymond, em 1843, com aproximadamente 1 µA de corrente em uma ferida de pele humana (JAFFE et al., 1984).
Muitos tratados de eletroterapia registram que um dos autores mais importantes deste ramo da medicina no século XVI, foi o notável médico da rainha Elizabeth, Willian Gilbert, que escreveu vinte importantes trabalhos sobre o assunto, tornando-se assim, o pai da eletroterapia moderna. Estes fundamentos estão descritos na obra “De Magnete” (LETTAO, 1979; LIANZA, 1985).
Craft (1998) afirma que a microcorrente trabalha com a menor quantidade de corrente elétrica mensurável, e que isso é compatível com o campo eletromagnético do corpo.
Segundo Robinson e Snyder-Mackler (2001), o modo normal de aplicação dos aparelhos de microcorrentes ocorre em níveis em que não se consegue ativar as fibras nervosas sensoriais subcutâneas e, como resultado, os pacientes não têm nenhuma sensação de formigamento, tão comumente associada à procedimentos eletroterapêuticos (estimulação subliminar). Já Starkey (2001), relata que esta forma de estimulação elétrica é aplicada em nível subsensorial ou sensorial muito baixo, com uma corrente inferior a 1000 microamperes.
3.3.1 Características Físicas
Trata-se de um tipo de eletroestimulação também chamada de MENS (Microcurrent Electrical Neuromuscular Stimulation) Estimulação Elétrica Neuromuscular através de Microcorrente são estímulos elétricos sub-sensoriais, gerados por aparelhos, com intensidade de corrente variável que permitem um ajuste de 10 a 1000 µA, freqüência de 0,5 Hz a 1000 Hz. Este tipo de corrente elétrica tem a possibilidade de penetrar na célula, normalizando sua bioeletricidade natural caso tenha sido alterada. A adição externa de microcorrente aumenta a produção de ATP, síntese de proteínas, oxigenação, trocas iônicas, absorção de nutrientes, eliminação de catabolitos, e neutralização da polaridade oscilante de células injuriadas, restaurando a homeostase. (ROB1NSON; SNYDER-MACKLER. 2001; PRENTICE, 2002).
Para Wing (1979) o plano de atuação das microcorrentes é profundo, e apresenta-se com imediata atuação no plano cutâneo e subcutâneo, menciona ainda que a duração de pulso da microcorrente é sempre igual ao intervalo entre os pulsos, independente da freqüência. De acordo com Kirsch (1995), a duração do pulso de microcorrente típico é de aproximadamente 0,5 s.
Starkey (2001) relata que os estimuladores com microcorrentes podem liberar correntes contínuas, alternadas, pulsadas com ampla variedade de formas de onda. Destaca ainda que a terapia das microcorrentes além de diminuir ou eliminar a dor acelera o processo curativo. Afirma que o mais apropriado é observar o tempo e a intensidade de acordo com cada lesão.
