Laserterapia no reparo ósseo Daniel Tadeu Carvalho de Souza 1 [email protected]Luis Ferreira Monteiro Neto 2 Pós-Graduação em Fisioterapia em Ortopedia e Traumatologia com ênfase em Terapia Manual- Faculdade Ávila Resumo A lesão traumática ou cirúrgica de ossos longos é imediatamente seguida de processos de reparo por células osteogênicas, para proliferação e diferenciação em células osteoblásticas. Cicatrização do tecido é um processo complexo que envolve respostas locais e sistêmicas. O uso de terapia laser de baixa intensidade para a cicatrização de feridas tem se demonstrado ser eficaz na modulação da resposta tanto local como sistêmica. Normalmente, o processo de cura do osso é mais lenta do que a dos tecidos moles. Os efeitos da laserterapia de baixa intensidade no tecido ósseo ainda são controversos Este artigo relata observações recentes sobre o efeito da laserterapia de baixa potência na cicatrização óssea. Foram incluídos estudos na consolidação da fratura em qualquer modelo animal, usando qualquer tipo de irradiação com laser de baixa potência, Foram encontrados inumeros estudos relacionados com a irradiação do laser e problemas ósseos. Os estudos indicam que a irradiação com laser de baixa potência pode aumentar as propriedades biomecânicas do osso durante a cicatrização da fratura em modelos animais e que o laser melhora a resistência do tecido ósseo durante o processo de cicatrização. Palavras-chave: laser; reparação, fisioterapia 1. Introdução Atualmente, a fisioterapia vem ampliando seu campo de atuação, principalmente no que diz respeito à aceleração da consolidação óssea, visto que, este tipo de problema causa grandes limitações ao paciente, especialmente em sua locomoção comprometendo suas atividades da vida diária. Entre os diversos recursos existentes dentro da fisioterapia, o laser de baixa potência vem, recentemente, apresentando grandes resultados em diversas áreas das ciências biológicas e com base nessas evoluções é que o laser está sendo alvo de numerosas pesquisas. O tecido ósseo é um dos tecidos com maior capacidade de reparação, exibindo um potencial de regeneração surpreendente, capaz de restaurar perfeitamente sua estrutura original e suas propriedades mecânicas. Nos últimos anos, a fisioterapia tem atuado constantemente nos estudos de laserterapia de baixa intensidade, para melhorar o seu entendimento e suas possíveis respostas celulares, visando buscar parâmetros ópticos adequados. O interesse nesta área deve-se, principalmente, aos fatores da interação do laser com tecidos ósseos, promovendo interações favoráveis para obter uma melhor resposta no processo de reparação . 1 Pós Graduando em Ortopedia e Traumatologia com Ênfase em Terapia Manual 2 Fisioterapeuta, Especialista em Fisioterapia e Mestre em Engenharia Biomédica
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Laserterapia no reparo ósseo · 2014-09-11 · sistêmica. Normalmente, o processo de cura do osso é mais lenta do que a dos tecidos moles. Os efeitos da laserterapia de baixa intensidade
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Pós-Graduação em Fisioterapia em Ortopedia e Traumatologia com ênfase em Terapia Manual-
Faculdade Ávila
Resumo
A lesão traumática ou cirúrgica de ossos longos é imediatamente seguida de processos
de reparo por células osteogênicas, para proliferação e diferenciação em células
osteoblásticas. Cicatrização do tecido é um processo complexo que envolve respostas
locais e sistêmicas. O uso de terapia laser de baixa intensidade para a cicatrização de
feridas tem se demonstrado ser eficaz na modulação da resposta tanto local como
sistêmica. Normalmente, o processo de cura do osso é mais lenta do que a dos tecidos
moles. Os efeitos da laserterapia de baixa intensidade no tecido ósseo ainda são
controversos Este artigo relata observações recentes sobre o efeito da laserterapia de
baixa potência na cicatrização óssea. Foram incluídos estudos na consolidação da
fratura em qualquer modelo animal, usando qualquer tipo de irradiação com laser de
baixa potência, Foram encontrados inumeros estudos relacionados com a irradiação do
laser e problemas ósseos. Os estudos indicam que a irradiação com laser de baixa
potência pode aumentar as propriedades biomecânicas do osso durante a cicatrização
da fratura em modelos animais e que o laser melhora a resistência do tecido ósseo
durante o processo de cicatrização.
Palavras-chave: laser; reparação, fisioterapia
1. Introdução
Atualmente, a fisioterapia vem ampliando seu campo de atuação, principalmente no que
diz respeito à aceleração da consolidação óssea, visto que, este tipo de problema causa
grandes limitações ao paciente, especialmente em sua locomoção comprometendo suas
atividades da vida diária. Entre os diversos recursos existentes dentro da fisioterapia, o
laser de baixa potência vem, recentemente, apresentando grandes resultados em diversas
áreas das ciências biológicas e com base nessas evoluções é que o laser está sendo alvo
de numerosas pesquisas. O tecido ósseo é um dos tecidos com maior capacidade de
reparação, exibindo um potencial de regeneração surpreendente, capaz de restaurar
perfeitamente sua estrutura original e suas propriedades mecânicas.
Nos últimos anos, a fisioterapia tem atuado constantemente nos estudos de laserterapia
de baixa intensidade, para melhorar o seu entendimento e suas possíveis respostas
celulares, visando buscar parâmetros ópticos adequados. O interesse nesta área deve-se,
principalmente, aos fatores da interação do laser com tecidos ósseos, promovendo
interações favoráveis para obter uma melhor resposta no processo de reparação .
1 Pós Graduando em Ortopedia e Traumatologia com Ênfase em Terapia Manual 2 Fisioterapeuta, Especialista em Fisioterapia e Mestre em Engenharia Biomédica
A laserterapia tem demonstrado resultado favorável in vitro e in vivo quanto ao estímulo
da reparação óssea, neste sentido trabalho in vivo sugere que esta terapia promova
aceleração da reparação óssea (TAJALI et al, 2010).
Entretanto não existe um protocolo estabelecido ou parâmetros ópticos preconizados na
literatura, usando por vezes, fluências altas e baixas conseguindo resultados satisfatórios.
Os parâmetros mais utilizados situam-se nas fluências baixas, pois acredita-se que doses
elevadas poderiam inibir e prejudicar o processo de reparo (PIRES-OLIVEIRA. et al,
2010).
Até o momento, a maioria dos estudos realizados in vivo utilizando a laserterapia em
tecido ósseo são qualitativos e para que seja comprovada sua eficácia, quanto ao aumento
da remodelação óssea, estudos quantitativos devem ser realizados. O presente trabalho
realizou uma revisão da literatura visando contribuir para o entendimento dos fenômenos
envolvidos.
2. Referencial Teórico
2.1 Laser
Laser é uma abreviação para light amplification by the stimuled emission of radiation,
que corresponde à amplificação da luz por emissão da estimulação da radiação dor
(ROBERTSON, et al, 2009; AGNES, 2013).
A laserterapia é uma opção de tratamento na clínica diária utilizado em técnicas diferentes
e para várias condições terapêuticas. É fundamental que se conheça os efeitos e técnicas
que o laser pode proporcionar.
O laser pode ser utilizado de 2 formas, a varredura e a pontual, sendo a pontual utilizada
em nossa pesquisa, aonde vamos descrevê-la.
A aplicação pontual é aquela que irradia ponto a ponto a lesão, onde o tempo de cada
ponto será determinado pela quantidade de Joules/cm² que será modulada.
É importante também que a ponteira esteja formando um ângulo de 90 graus no local de
aplicação, garantindo que a densidade de energia absorvida seja efetiva, minimizando a
perda de energia.
O laser de baixa intensidade tem sido estudado ao longo dos anos, na tentativa de se
adquirir um melhor entendimento entre os efeitos do laser e a resposta obtida perante os
tecidos biológicos.
Einstein, em 1917, elaborou a teoria da emissão estimulada, constituindo-se a base física
do efeito laser. Em estudos simultâneos e independentes, foi desenvolvido o princípio no
qual o uso da emissão estimulada para geração e intensificação de ondas eletromagnética
sugere a aplicação à amplificação da luz, surgindo à denominação laser.
A luz laser possui propriedades únicas que a diferenciam de outras fontes luminosas:
monocromaticidade, coerência e colimação. Ela é composta de fótons, todos da mesma
cor e todos com o mesmo comprimento de onda, isto faz com que ela tenha uma luz pura,
sendo esta uma característica muito importante, devido à absorção seletiva do tecido
humano. (AGNES, 2013).
Segundo TUNER; HODES (2010), a luz branca é composta de fótons de varias cores e
conseqüentemente de vários comprimentos de onda, devido à emissão estimulada que
gera fótons coerentes, cuja energia se somam e viajam na mesma direção movendo-se em
fases no tempo e no espaço. Em relação à colimação, a luz do laser é unidirecional e por
ser paralelo ao eixo do tubo que produz este tipo de energia, o raio laser possui
divergência angular muito pequena, ou seja, o feixe de fótons é paralelo.
Segundo TUNER; HODES (2010), para que a radiação laser produza algum efeito sobre
o corpo humano, é necessário que ocorra uma interação dessa radiação com as estruturas
moleculares e celulares do corpo humano.
Os laser de baixa intensidade são utilizados em processos de reparação tecidual, nos quais
seus principais efeitos gerados nos tecidos têm natureza estimulatória, causando aumento
do metabolismo celular, quimiotaxia e vascularização.
O laser é produto de um feixe de radiação que se diferencia da luz comum nos seguintes
aspectos:
a) Monocromaticidade: são raios lasers de comprimento de onda único com freqüência
definida;
b) Coerência: a radiação laser não tem apenas o mesmo comprimento de onda, como
também a mesma fase;
c) Colimação: as radiações lasers não divergem, a energia é propagada em distâncias
muito longas, ou seja, ela permanece em feixe paralelo (ROBERTSON, et al, 2009;
AGNES, 2013).
A luz laser sendo monocromática, ou seja, tem uma só cor e com um único comprimento
de onda. Ao contrário, a luz gerada por outras fontes é formada por vários comprimentos
de onda, algumas vezes variando desde o ultravioleta até o infravermelho, resultando na
sensação da cor branca, (AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010). Além do mesmo
comprimento de onda, a radiação laser também se encontra na mesma fase, ou seja, os
picos e as depressões dos campos elétricos e magnéticos ocorrem ao mesmo tempo,
coerência temporal, e na mesma direção , coerência espacial, (AGNES, 2013; TUNER;
HODES, 2010).
Quanto à colimação, a luz laser é unidirecional e paralela ao eixo do tubo que a produz,
causando uma divergência angular muito pequena, ou seja, o feixe de fótons (ou raios
laser) é paralelo, (AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010). Por ser pequena a divergência
de radiação laser, a energia é propagada em distância muito longa o que torna o laser de
grande valor para as medições e localização de alvos, (AGNES, 2013; TUNER; HODES,
2010).
Ao incidir a radiação laser sobre o corpo humano ocorrem 4 fenômenos:
a) reflexão: que ocorre com parte da radiação emitida, não sendo absorvida. A
reflexão diminui quando o feixe laser incide perpendicularmente sobre a
região a ser irradiada, (AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010).
b) transmissão: onde parte da radiação atravessará as diferentes camadas da pele,
(AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010).
c) difusão: ao atravessar as diferentes camadas da pele, parte da radiação é
difundida pelos diferentes extratos da pele, (AGNES, 2013; TUNER;
HODES, 2010).
d) absorção: incorporação da radiação laser determinando seus efeitos, (AGNES,
2013; TUNER; HODES, 2010).
A absorção causa 3 efeitos primários: bioquímico, bioelétrico e bioenegético. Esses
efeitos por sua vez, darão origem a outros efeitos fisiológicos com uma maior
profundidade e extensão considerados efeitos secundários:
a) estímulo da microcirculação: através de uma rede capilar que se inicia junto à
arteríola e se abre ou se fecha mediante a atuação do músculo esfíncter pré-
capilar. O laser age indiretamente nesse músculo através de mediadores
químicos produzindo sua abertura constante e conseqüentemente vasodilatação
que pode se manifestar à menor distância dependendo da potência de irradiação;
b) aumento da troficidade local: o laser ativa a produção de ATP mitocondrial e
disto deduzem-se que ocorra um aumento na velocidade mitótica celular. Este
efeito aumenta os processos de reparação levando a um aumento da velocidade
de regeneração das fibras nervosas estimulando a reparação do tecido ósseo,
(AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010).
Assim nota-se que a reparação óssea é determinada pela troficidade local e que o aumento
da velocidade mitótica é responsável pelo aumento da velocidade de reparação óssea.
Os efeitos fisiológicos da irradiação do laser vão depender da Dosimetria Energética.
Irradiância ou densidade de potência (DP), é a potência óptica de saída do laser em watts,
dividida pela área irradiada em cm². A densidade de energia (DE) ou fluência é a
irradiância multiplicada pelo tempo de exposição dado em segundos, DE em Joules/cm²,
(AGNES, 2013; TUNER; HODES, 2010).
O cálculo do tempo de aplicação da densidade energética consegue-se através da equação:
T(s)= D (Joules/cm²) X S (cm²)/ P (W)
Porém, com a evolução dos equipamentos de laser de baixa potência, não há mais
necessidade de cálculo, pois este é avaliado de forma automática.
O laser em 1997 tinha uma certa aceitação principalmente na Europa e Ásia. A Food
Drogs Administration (FDA) americana ainda não aceita seu uso em certas áreas,
incluindo os ossos. Mas como as pesquisas e os benefícios da terapia laser de baixa
potência estão cada vez melhores, é certa que esta modalidade tenha popularidade nos
Estados Unidos. (ROBERTSON, et al, 2009; AGNES 2013).
Em 2002 a FDA aprovou o uso do laser para uso em patologia crônicas de pescoço,
ombro, punho e mão para alívio temporário da dor (ROBERTSON, et al, 2009; AGNES,
2013)
2.1.1 Tipos de laser na fisioterapia
Os laser são divididos em laser de alta intensidade e laser de baixa intensidade. As
radiações emitidas com alta intensidade fornecem um potencial destrutivo, utilizado em
cirurgia e remoção do tecido. Já os de baixa intensidade são aparelhos que emitem
radiações de baixa intensidade sem potencial destrutivo. (AGNES, 2013)
Os principais laser de baixa intensidade são: HeNe, o diodo (Asga, Asga Al, Asga Inp)
varia no comprimento de onda e entre 620 a 830 nm variando do vermelho até
Na fisioterapia são utilizados lasers com potência inferior a 1W, que são os lasers de
Hélio-Neônio (He-Ne), o laser de Arsenieto de Gálio (As-GA), o Arsenieto de Gálio de
Alumínio (Al-As-Ga) e o AsGaAip.
O laser He-Ne se baseia em uma mistura gasosa de Hélio e Neônio com potência variando
entre 5 e 30mw e comprimento de onda de 632.8nm que está situada dentro da faixa
visível do espectro de luz, mais precisamente na região de cor vermelha (AGNES, 2103;
TUNER; HODES, 2010).
O laser As-Ga tem sua radiação obtida pelo estímulo de um diodo semicondutor, formado
por cristais de Arsenieto de Gálio, com comprimento de onda variando entre 790 e
850nm, que está situado fora da faixa de luz, ou seja, infravermelho(AGNES, 2103;
TUNER; HODES, 2010).
O laser Al-As-Ga, com comprimento de onda variando entre 790 e 850nm (o mais
utilizado atualmente é o de 830nm) está situado fora da faixa visível do espectro de luz,
mais precisamente na faixa do infravermelho, com potência variando entre 20 e 100mw
(AGNES, 2103; TUNER; HODES, 2010).
O As-Ga-Aip produz luz com comprimento de onda variando entre 635 e 690nm que
está situada dentro da faixa visível do espectro de luz, mais precisamente na região de cor
vermelha, com potência variando entre 1 e 50mw (AGNES, 2103; TUNER; HODES,
2010).
Classe Potência Efeito Uso
1 Baixa Nenhum nos olhos ou pele. Apontador de quadro negro
2 Baixa
Cw – 1mw
Seguro na pele. Os olhos rotegidos por respostas de
aversão.
3a Baixa –Média
Cw – 5mw
Olhar direto para dentro do feixe com auxílios ópticos
pode ser perigoso
Terapêutico – modelos fisioterápicos
3b Média
Cw – 500mw
Olhar direto para dentro do feixe pode ser perigoso
4 Alta
Cw – 500mw +
Perigoso para pele e olhos Destrutivo – modelos cirúrgicos
Tabela 1 - Classificação dos lasers
2.1.2 Laser e reparo ósseo
O tecido ósseo é um tipo especializado de tecido conjuntivo de sustentação, formado por
células e por material extracelular calcificado, denominado matriz óssea. As células que
compõe o tecido ósseo são: osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. A parte orgânica da
matriz óssea é composta principalmente por fibras de colágeno do tipo I (que compõe
cerca de 90% do peso seco do material orgânico) e é sintetizada pelos osteoblastos, e,
portanto, células responsáveis pela formação do osso. Este processo é denominado
osteogênese (TUNER; HODES, 2010). À medida que os osteoblastos são circundados
pela matriz óssea que secretam, deixam de ser células poligonais e desenvolvem
extensões longas e delgadas. Neste momento, o metabolismo dessas células se altera,
cessam a síntese de matriz óssea e passam a ser chamadas osteócitos (LIRANI-GALVÃO; JORGETTI; SILVA, 2006). Esses situam-se em cavidades ou lacunas no interior da
matriz, mas mantém comunicação entre si através dos longos prolongamentos
citoplasmáticos, que se intercalam e estabelecem vias de transporte de nutrientes e
metabólitos.
As células responsáveis pelo remodelamento ósseo são os osteoclastos. São células
multinucleadas portadoras de grande quantidade de enzimas digestivas e capazes de
erodir o tecido ósseo ao atacar a matriz, e, desta forma, participam do processo de
remodelação do tecido e da regulação dos níveis plasmáticos de cálcio.
A matriz óssea recém formada constitui a porção orgânica não calcificada e recebe o
nome de tecido osteóide (TUNER; HODES, 2010). O tecido ósseo formado possui dois
graus de organização histológica os quais caracterizam a forma imatura ou osso primário,
e a forma matura ou tecido ósseo secundário(LIRANI-GALVÃO; JORGETTI; SILVA, 2006).
2.1.3 Efeito do laser na osteogênese
As propriedades e os efeitos da irradiação por laser em materiais biológicos têm sido
amplamente pesquisados, e alguns resultados já são aplicados em novas técnicas, como,
por exemplo, os procedimentos de micro-cirurgias. Alguns destes procedimentos já são
utilizados como processo de rotina para o tratamento de várias doenças em humanos, tais
como a miopia, a retinopatia diabética, o glaucoma, o descolamento de retina, o angioma
cavernoso, o angioma de face. O laser também é amplamente utilizado em processos
cosméticos para eliminação de rugas, a remoção de tatuagens, e outros. Nestes
procedimentos sempre é utilizada uma alta densidade de energia, e a ação do laser consiste
em remover ou cicatrizar tecidos, como também destruir células, através de processos
puramente térmicos.
Durante as décadas passadas, também foram pesquisados novos métodos para o emprego
da irradiação por laser de baixa intensidade em processos puramente fototerapêuticos.
Estes procedimentos são classificados na literatura inglesa como Terapia de Laser de
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