PDT - Terapia Fotodinamica Antimicrobiana na Odontologia

PDT – Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana na Odontologia

PDT – Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana na Odontologia

Silvia Cristina NúñezCirurgiã Dentista, Doutora em Ciências pela Universidade de São Paulo.

Martha Simões RibeiroGraduada e Licenciada em Física, Doutora em Ciências pela

Universidade de São Paulo.

Aguinaldo Silva GarcezCirurgião Dentista, Doutor em Ciências pela Universidade de São Paulo.

© 2013, Elsevier Editora Ltda.Todos os direitos reservados e protegidos pela Lei 9.610, de 19/02/1998.Nenhuma parte deste livro, sem autorização prévia por escrito da editora, poderá ser reproduzida ou transmitida sejam quais forem os meios empregados: eletrônicos, mecânicos, fotográficos, gravação ou quaisquer outros.ISBN: 978-85-352-6463-0

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O Editor

CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO-NA-FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ

R37p

Núñez, Silvia Cristina PDT - Terapia fotodinâmica antimicrobiana na odontologia / Silvia Cristina Nunez, Martha Simões Ribeiro, Aguinaldo Silva Garcez - Rio de Janeiro : Elsevier, 2013. [312 p.] : il. ; 28 cm

Inclui bibliografia e índice ISBN 978-85-352-6098-4

1. Odontologia I. Ribeiro, Martha Simões II. Garcez, Aguinaldo Silva III. Título.

13-0555. CDD: 617.643 CDU: 616.31425.01.13 29.01.13 042401

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Colaboradores

Adjaci Uchoa FernandesDoutor em Química Orgânica pela Universidade São Paulo

Adriana da Costa RibeiroDoutora em Odontologia pela Universidade de São Paulo

Alessandra BaptistaMestre Profissional em Lasers em Odontologia pelo IPEN/FOUSP

Ana Cecilia Corrêa AranhaDoutora em Odontologia pela Universidade de São Paulo

Ana Cristina Dal RioDoutora em Ciências Médicas pela Universidade Estadual de Campinas

Ana Rita Pinheiro BarcessatMestre Profissional em Lasers em Odontologia pelo IPEN/FOUSP

André Machado de SennaDoutor em Ciências pela Universidade de São Paulo

Andreza Ribeiro SimioniDoutora em Química pela Universidade de São Paulo

Anna Carolina Borges Pereira da CostaMestre em Biopatologia Bucal pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Antonio Claudio TedescoProfessor livre docente pela Universidade de São Paulo

Antonio Olavo Cardoso JorgeProfessor livre docente pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Caetano Padial SabinoGraduando em Ciências Fundamentais para a Saúde pela Universidade de São Paulo

Carla Raquel FontanaDoutora em Odontologia pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Cristina KurachiDoutora em Ciências e Engenharia de Materiais pela Universidade de São Paulo

Cristiane Aparecida PereiraMestre em Biopatologia Bucal pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Eduardo R. FregnaniDoutor em Ciências Médicas pela Fundação Antônio Prudente

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Colaboradores

Ester Maria D. NicolaDoutora em Ciências Médicas pela Universidade Estadual de Campinas

Giselle R. Sant’AnnaDoutora em Odontologia pela Universidade Cruzeiro do Sul

Giulio JoriProfessor da Universidade de Padova, Itália

Igor Quadros FernandesGraduado em Engenharia da Computação pelo Centro Universitário Central Paulista

Ilka Tiemy KatoDoutora em Ciências pela Universidade de São Paulo

Juliana Campos JunqueiraProfessora Livre docente pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Juliana MarottiDoutora em Odontologia pela Universidade de São Paulo

Leticia Helena TheodoroDoutora em Odontologia pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Luciana CorrêaDoutora em Odontologia pela Universidade de São Paulo

Luis Cláudio SuzukiMestre em Ciências pela Universidade de São Paulo

Mariana Torres CarvalhoDoutora em Física pela Universidade Federal de Pernambuco

Marigilson Pontes de Siqueira MouraDoutor em Ciências pela Universidade de São Paulo (Ribeirão Preto)

Marina Stella Bello-SilvaDoutora em Odontologia pela Universidade de São Paulo

Mark WainwrightProfessor da Universidade de Liverpool John Moores, Reino Unido

Mauricio S. BaptistaProfessor Livre Docente pela Universidade de São Paulo

Michael R HamblinPesquisador do Hospital Geral de Massachusetts, Boston, Estados Unidos

Nilton Azambuja JuniorMestre em Patologia Bucal pela Universidade de São Paulo

Priscila Larcher LongoDoutora em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo

Colaboradores

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Renata Cristina FiorottiDoutora em Ciências Médicas pela Universidade Estadual de Campinas

Renato Araujo PratesDoutor em Ciências pela Universidade de São Paulo

Rosângela ItriProfessora Livre Docente pela Universidade de São Paulo

Tianhong DaiPesquisador do Hospital Geral de Massachusetts, Boston, Estados Unidos

Valdir Gouveia GarciaProfessor Livre Docente pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho

Vanderlei Salvador BagnatoProfessor Livre Docente pela Universidade de São Paulo

Walter MiyakawaDoutor em Ciências pela Universidade de São Paulo

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Dedicatória

Dedicamos este livro à nossa família, pilar de nossas realizações, e a todos aqueles que se deixaram cativar pela terapia fotodinâmica antimicrobiana, sejam eles pesquisadores, clínicos ou pacientes.

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Agradecimentos

Agradecemos a todos aqueles que direta ou indiretamente colaboraram na elaboração deste livro, sobretudo a nossos familiares, base de nossas maiores conquistas, por toda dedicação e apoio.

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Prefácio

Desde a descoberta dos microrganismos, o nosso comportamento diante da vida mudou de modo significativo. Se por um lado, nos deparamos com a importância deles em processos como fermentação, digestão e outros essenciais à vida no planeta, por outro, descobrimos o grande número de males que eles são responsáveis. A descoberta da causa das infecções tirou o homem da obscuridade e o colocou no controle de ações que mudaram o rumo da humanidade. Sem a a sequência de descobertas dos últimos dois séculos é difícil imaginar o rumo de uma população mundial de sete bilhões de pessoas. A existência humana seria até uma incógnita.

O percurso do homem no combate às infecções microbiológicas é longo, cheio de sur-presas boas e ruins. A descoberta da penicilina trouxe grande alívio à humanidade, e com certeza foi o início de um extenso desenvolvimento científico que culminou com os fungicidas, antibióticos, antivirais e um desenvolvimento significativo da microbiologia.

Hoje temos várias classes de antibióticos, com a produção de muitas gerações deles, e esse tema é um dos mais vigorosos da pesquisa e também da moderna indústria farmacêutica. O antibiótico é uma substância química, em geral de natureza orgânica, que intervém com os microrganismos, matando-os, inibindo seu metabolismo, ou bloqueando sua reprodução. Introduzindo tais ações, o sistema imunológico natural pode ter eficácia suficiente no controle das infecções. A humanidade não pode viver hoje sem a ação eficiente dos antibióticos. Porém, o uso excessivo dos antibióticos, por necessidade ou não, nos vários tipos de infecção, já dá sinais de novos problemas. Esse novo problema que vem se estabelecendo de modo significativo chama-se “resis-tência antibiótica”, que é a capacidade dos microrganismos resistirem a um agente antimicrobiano ou aos efeitos de um antibiótico. São vários os motivos pelos quais estas resistências se desenvolvem. Dentre tais possibilidades, as mais importantes são trans-formações do microrganismo, conjugação, transdução e mutação. Quando se trata de bactérias, a resistência antibiótica aparece ao uso de antibióticos menos potentes, e cria as condições necessárias para a ocorrência de uma seleção induzida das bactérias mais resistentes. Isso possibilita criar uma alterada descendência bacteriológica resistente ao antibiótico. Desse modo, o uso inadequado dos antibióticos, seja na terapia ou mesmo pelo uso como promotor animal, tem sido fator importante no desenvolvimento da resis-tência antibiótica. No Brasil, uma resolução da vigilância sanitária (RDC44 de 2010) foi estabelecida para evitar o ritmo acelerado com que a “resistência” tem se desenvolvido. A aquisição de antibióticos deve ser feita por meio de prescrição. No entanto, isso não tem impedido a indesejada evolução da “resistência”.

Técnicas alternativas, que tornam possível o combate eficiente aos microrganismos, sem o risco da “resistência”, são muito desejadas. A ação local no controle microbiano pode melhorar muito o quadro atual. É neste ponto que entra o grande potencial representado pelas técnicas de terapia fotodinâmica de controle microbiológico.

Em geral, a ação fotodinâmica no controle microbiológico combina a ação local de um agente fotossensível, não tóxico no escuro, com fototoxidade desenvolvida durante sua exposição à luz. A molécula excitada pode atuar diretamente no microrganismo, ou, como é mais comum, agir no microrganismo por meio de formação de espécies reativas de oxigênio (a espécie de estado de spin chamada singleto – 1O2). No último caso, a ação do agente microbiano é oxidativa, com poucas chances para o desenvolvimento de resistência por modificação de natureza química. A espécie de oxigênio reativo – 1O2 é metaestável, com quase 100 kcal/mol de energia para ser usada no processo de substratos biológicos.

xiv

Prefácio

Nos últimos anos, vários laboratórios e grupos de pesquisa investigam a ação fotodinâmica em diferentes tipos e situações envolvendo microrganismos. A terapia fotodinâmica antimicrobiana obteve um espaço considerável no último encontro da IPA (International Photodynamic Association) na Áustria. A vitalidade do campo pode ser notada por meio de várias sessões dedicadas ao tema, bem como o interesse das empresas. Observa-se que uma comunidade em geral dedicada ao tratamento de cânceres com terapia fotodinâmica passou a aceitar os desafios do conteúdo microbiano e começou também a investigar a reação fotodinâmica nessa área. Mostrar que um grande número de substâncias fotossen-sibilizadoras provoca morte nos microrganismos já não é o principal desafio. Com efeito, várias substâncias se mostram adequadas para um grande número de microrganismos. O desafio principal agora é transferir os excelentes resultados de estudos in vitro para as condições reais de ação no biofilme. Medicamentos, antes usados para tratamento de tumores, começam a despontar como importantes no contexto antimicrobiano.

Uma classe de profissionais pode ser em especial beneficiada com a aPDT (do inglês Antimi-crobial Photodynamic Therapy) os profissionais de Odontologia. A razão dessa distinção especial ao dentista advém do fato que as infecções tratadas na Odontologia são em geral localizadas com possibilidade de ação direta de agentes fotossensibilizadores, e bom acesso à iluminação com fontes apropriadas. Praticamente todas as modalidades na Odontologia moderna podem ser muito beneficiadas com aPDT. Podemos começar com uma des-contaminação geral da boca pré-procedimento odontológico, de modo fácil e seguro. A periodontia, em especial, sofrerá grande revolução com as técnicas que estão em desen-volvimento, aliadas a instrumentais específicos para periodontia. A endodontia, dentística, estomatologia, etc. já se encaixam nessa nova área. Porém, na aPDT um esforço enorme vem sendo feito para determinar pilares de grande robustez científica para seu desenvolvimento.

Essa revolução na Odontologia não é para o futuro, e acontece hoje no mundo inteiro. O aumento do uso de próteses dentais e de doenças periodontais crônicas, que cresce à medida que a população idosa aumenta, é um grande incentivo ao desenvolvimento de técnicas como aPDT no apoio dessas lesões.

Infecções bucais estão, cada vez mais se revelando como causadoras de outras enfer-midades. Isso também nos obriga ao aperfeiçoamento de técnicas fáceis, seguras e econômicas para realização periódica de descontaminação bucal.

As aplicações, demonstrações, provas de princípio e instrumental específico para aPDT em Odontologia crescem de modo acentuado na literatura mundial. No Brasil, diversos grupos de pesquisa têm investido na aPDT odontológica. Realmente, em vários aspectos, nossos pesquisadores têm sido determinantes no pioneirismo mundial. Ao mesmo tempo em que isso é confortável, também cria o ônus de transmitir aos profissionais de Odontologia este moderno desenvolvimento.

Este livro, de iniciativa da Dra. Sílvia Núñez, é uma dessas ações fundamentais para o rápido desenrolar e implantação dessas técnicas na Odontologia moderna. Promovendo um adequado balanço entre temas básicos e aplicados, a obra é o primeira no tema a posicionar o presente estado da técnica de modo focalizado na Odontologia. Apesar de a área estar em expansão, o conhecimento dos já existentes procedimentos de sucesso nas modalidades cria as condições necessárias para que profissionais se envolvam com tais procedimentos, tendo, portanto, condições de oferecer aos seus pacientes aquilo que há de mais moderno nesse tema. Ao mesmo tempo, este conhecimento é necessário para possibilitar ao profissional acompanhar o rápido e crescente desenvolvimento da área.

Não seria exagero dizer que com a introdução da aPDT na Odontologia, ela nunca será como antes. Muitos especialistas, de fato, acreditam que aPDT é uma oportunidade única de expandir os horizontes da Odontologia moderna.

Vanderlei S. BagnatoProf. Titular do IFSC-USP

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Introdução

Giulio Jori (Traduzido por Silvia C. Núñez)

A primeira comunicação científica com relação ao uso do processo de fotossensibilização a fim de induzir dano letal ou subletal em sistemas biológicos foi publicada no início do século passado e descreveu a morte de microrganismos pela combinação da ação de luz visível e de acridina laranja. Pouco tempo depois, a necessidade de oxigênio molecular para que ocorresse o processo de fotossensibilização foi definitivamente avaliada e o termo “ação fotodinâmica” foi cunhado. Desse modo, surgiu a possibilidade de se utilizar tal processo para o tratamento de algumas doenças por meio da então chamada “terapia fotodinâmica” (PDT, do inglês Photodynamic Therapy). Porém, a aplicação da terapia fotodinâmica em microbiologia não foi investigada por várias décadas, em es-pecial devido à descoberta dos antibióticos, que induziu à crença que a incidência de doenças infecciosas seria reduzida com rapidez a ponto de não mais representar uma ameaça séria à saúde humana.

Com a resistência a antibióticos, em 1946 a expectativa do fim da ameaça das doenças infectocontagiosas desapareceu com rapidez apenas alguns anos após a introdução deles, e tornou-se um problema sério e disseminado devido a uma combinação de fatores, incluindo uma grande variedade de estratégias adotadas pelos patógenos para neutralizar os ataques de agentes físicos e químicos, juntamente com a prescrição médica inadequada e muitas vezes excessiva de antibióticos, o uso de grandes quantidades de antibióticos em ração para animais de criação, a expansão da pobreza e o aumento do número de viagens internacionais, que possibilitaram a rápida disseminação de patógenos pelo mundo.

Estes fatores levaram à previsão de um tempo não muito distante conhecido como “final da era antibiótica” e, por conseguinte, uma série de pesquisas surgiu à procura de terapias antimicrobianas alternativas a fim de combater as infecções incuráveis e resistentes aos antibióticos conhecidos. Desse modo surgiram metodologias terapêuticas “antigas”, como as fundamentadas em bacterófagos ou preparações à base de prata.

Neste contexto, a atenção dos pesquisadores se voltou para a PDT, que logo havia se desenvolvido como uma modalidade terapêutica promissora para o tratamento de tumores sólidos após a injeção sistêmica ou aplicação local do fotossensibilizador (FS), bem como para o tratamento da degeneração macular relacionada ao envelhecimento e para o tratamento de algumas patologias cutâneas.

Poucos artigos científicos sobre a fotoinativação de bactérias ou fungos patogênicos foram publicados entre 1900 e 1990, porém, não havia aceitação generalizada sobre essa abordagem no combate a doenças de origem microbiana: o ceticismo foi criado pela observação de que alguns agentes fotossensibilizadores de natureza hidrofóbica (por exemplo, derivados de benzoporfirina) ou de caráter aniônico (p. ex., Photofrin®, protoporfirina IX), com boa atividade antitumoral, exibiam pouco efeito contra células microbianas, em especial bactérias Gram-negativas ou esporos. Um avanço nesse campo foi promovido na década de 1990 com a descoberta de que fotossensibilizadores catiônicos da família das porfirinas, ftalocianinas e fenotiazinas eram dotados de uma

xvi

Introdução

série de características que os tornavam particularmente eficazes contra doenças in-fecciosas,dentre as quais podem ser incluídas:

● Amplo espectro de ação, uma vez que um único protocolo de irradiação possibilita a redução de diversos logs na população de diferentes patógenos, com organização estrutural muito diferente, como bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, mico-plasmas, fungos, helmintos, bem como parasitas protozoários nas fases tanto cística como vegetativa.

● Fototoxicidade eficiente também contra esporos bacterianos e fatores de virulência.● Eficiência essencialmente idêntica contra cepas bacterianas selvagens ou antibióti-

co-resistentes.● Alta seletividade na inativação de agentes patogênicos em comparação com a toxi-

cidade causada a constituintes dos tecidos do hospedeiro, em grande parte devido às baixas condições de irradiação necessárias para induzir expressiva queda na taxa de sobrevivência das células microbianas, e aos parâmetros associados como curto tempo de incubação das células com o FS (da ordem de minutos), concentração de FS na faixa de micromolar, baixas taxas de fluência (<100 mW/cm2), e os tempos de exposição à luz que em geral não ultrapassam 30 minutos.

● Falta de seleção de cepas microbianas resistentes ao tratamento fotodinâmico, que garante assim a reprodutibilidade da abordagem terapêutica.

● Muito baixo potencial mutagênico, devido ao fato de a membrana citoplasmática representar o alvo primário do fotoprocesso, enquanto o material genético é somente envolvido em estágios avançados da destruição celular.

Hoje muitos FS antimicrobianos são sintetizados com base em “esqueletos” tetrapirrólicos e outras estruturas moleculares, as quais compartilham a propriedade de ter a presença de uma ou preferencialmente mais do que uma carga positiva em sua molécula. Além disso, mesmo FS que são neutros per se (p. ex., clorina e6) apresentam uma eficiente ação antimicrobiana quando ligados a pedaços catiônicos, como a polilisina ou poliornitina. Dessa maneira, é possível confeccionar agentes fotossensibilizadores com propriedades físicas, químicas e fotobiológicas específicas para as características de uma dada doença infecciosa, como tamanho e profundidade da lesão, grau de vascularização, composição bioquímica e natureza do agente infectante.

Portanto, as exigências fundamentais para justificar a evolução da terapia fotodinâmica antimicrobiana em direção ao campo clínico podem ser consideradas como cumpridas de modo satisfatório. Hoje, o tratamento de infecções microbianas com aPDT envolve a aplicação tópica do FS diretamente sobre a área a ser tratada seguida da iluminação com luz visível após períodos de incubação relativamente curtos. Para isso, fontes de luz não coerentes (por exemplo, lâmpadas de tungstênio ou lâmpadas fluorescentes) podem ser utilizadas de modo apropriado; se necessário, as fontes de luz podem ser equipadas com filtros ópticos para isolar o comprimento de onda mais adequado dentro de seu espectro de emissão. Além disso, formulações convenientes de FS do tipo gel, que podem atravessar de modo eficiente as camadas superficiais dos tecidos (por exemplo, estrato córneo) também estão sendo desenvolvidas.

Portanto, parece ser muito oportuna a produção de um livro que inclua o estado da arte em relação aos aspectos fundamentais da aPDT bem como a discussão sobre o tratamento de patologias que podem ser beneficiadas pela introdução desta modalidade terapêutica. Isso pode ser de grande valia, tanto para pesquisadores de ciências básicas auxiliando na escolha de modelos de estudo e orientando seus esforços para a solução de problemas emergentes dos estudos in vivo, bem como para os clínicos, potenciais usuários dessa terapia, a fim de que o amplo entendimento sobre o escopo e o potencial da técnica e identifiquem caminhos adequados para a melhora dos protocolos terapêuticos.

Introdução

xvii

As aplicações clínicas atuais da aPDT são comuns entre dentistas, especialmente para o tratamento de doenças periodontais, dada a facilidade de aplicação do FS dentro das bolsas periodontais, que por sua vez pode ser ativado com o auxílio de fibras ópticas in situ. Os resultados clínicos disponíveis até o momento apontam para efeitos satis-fatórios desta abordagem com boa eficácia e segurança para os pacientes. Além desses benefícios, estes procedimentos são muito menos traumáticos para os pacientes e menos trabalhosos para os dentistas quando comparados com o tratamento convencional isoladamente.

Perspectivas similares estão despontando em outras áreas da Odontologia, uma vez que dentro da cavidade oral há um ambiente ideal para o desenvolvimento de comunidades microbianas complexas conhecidas como biofilmes, que com frequência são muito resistentes às terapias antimicrobianas convencionais, como será descrito nesta obra.

Estudos pré-clínicos apresentam evidências significativas para fundamentar o uso da aPDT no tratamento de gengivite, cárie dental e candidíase oral.

Além destas aplicações, estudos clínicos em fase II são conduzidos para avaliar o desempenho da desta terapia na cicatrização de úlceras de pele infectadas. Bactérias que produzem de modo natural quantidades relativamente grandes de FS endógeno como a Propionibacterium acnes e a Helicobacter pylori estão sendo sujeitas à aPDT apenas com irradiação com luz de comprimento de onda azul. Novas aplicações da aPDT são in-vestigadas, como o tratamento de doenças de origem fúngica e parasítica, inclusive contaminação de água e doenças transmitidas por vetores.

Portanto, nesta obra estão descritos os principais aspectos da aPDT voltados para pes-quisadores e clínicos da área de Odontologia, propondo uma ponte entre o estado da arte da pesquisa científica e sua aplicação clínica.

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Sumário

Colaboradores v

Dedicatória ix

Agradecimentos xi

Prefácio xiii

Introdução xv

Capítulo 1 Princípios da terapia fotodinâmica 1

Capítulo 2 Espécies reativas de oxigênio e estresse oxidativo 17

Capítulo 3 Dosimetria na terapia fotodinâmica antimicrobiana 27

Capítulo 4 Fotossensibilizadores fenotiazínicos para aplicação da terapia fotodinâmica em odontologia: azul de metileno e azul de toluidina 39

Capítulo 5 Fotossensibilizadores não fenotiazínicos para aplicação da terapia fotodinâmica em odontologia 51

Capítulo 6 Instrumentação: fontes de luz para terapia fotodinâmica 65

Capítulo 7 Características microbiológicas de interesse para terapia fotodinâmica antimicrobiana 75

Capítulo 8 Biofilme oral: conceitos básicos 87

Capítulo 9 Resistência microbiana: mecanismos e estado da arte 101

Capítulo 10 Cavidade oral e doenças sistêmicas 115

Capítulo 11 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: estudos microbiológicos em odontologia 125

Capítulo 12 Microscopia: imagens e técnicas aplicadas à terapia fotodinâmica antimicrobiana 141

Capítulo 13 Bioluminescência: imagens e aplicações em terapia fotodinâmica antimicrobiana 155

Capítulo 14 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: modelos animais em doença periodontal 165

Capítulo 15 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: modelos animais em infecção fúngica 181

Capítulo 16 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: aplicação clínica, conceitos e perspectivas em odontologia 193

xx

Sumário

Capítulo 17 Perspectivas da terapia fotodinâmica antimicrobiana na prevenção da cárie 203

Capítulo 18 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: aplicação clínica em dentística, endodontia e odontopediatria 215

Capítulo 19 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: aplicação clínica em periodontia e infecções fúngicas 233

Capítulo 20 Terapia fotodinâmica antimicrobiana: aplicação clínica em infecções virais orais 249

Capítulo 21 Fotodiagnóstico na cavidade oral 259

Capítulo 22 Terapia fotodinâmica no tratamento de lesões orais malignas e potencialmente malignas 271

Índice 287

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6Instrumentação: fontes

de luz para terapia fotodinâmica

Vanderlei Salvador Bagnato, Mariana Torres Carvalho, Igor Quadros Fernandes

1 IntroduçãoEnquanto a terapia fotodinâmica (PDT, do inglês Photodynamic Therapy) para o trata-mento de lesões malignas e pré-malignas tem aumentado sua fama e acentuado sua aceitação clínica, a terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT - Antimicrobial Photody-namic Therapy) ainda se encontra em seus estágios clínicos iniciais. Um volume razoável de experimentação laboratorial tem sido produzido para aPDT, formando as bases para as aplicações clínicas que já iniciaram. A diferença que temos entre essas duas aplicações é que a aPDT sem dúvida encontrará uma diversidade de aplicações muito maior que a PDT. Enquanto para o câncer o hospedeiro é essencial, para o controle microbiológico a aPDT não fica restrita apenas aos seres vivos. Controle ambiental, controle instrumental cirúrgico, águas e plantas são algumas situações de possibilidades para desenvolvimento de aplicações da aPDT.

Tanto para aplicações de controle microbiológico, incluindo obviamente os seres hu-manos, quanto nas demais possibilidades, o desenvolvimento instrumental tem um papel fundamental. O sucesso das aplicações de ação fotodinâmica depende de se fazer presente os ingredientes essenciais, necessários para seu correto funcionamento. Dentre esses, a iluminação correta é fundamental. A garantia de que o “todo” a ser tratado está recebendo a quantidade necessária de energia luminosa é fator determinante entre o sucesso ou o fracasso da aplicação.

O desenvolvimento de instrumentos de iluminação e verificação é essencial. Será feita uma breve apresentação de fontes de luz, em especial para aplicação em aPDT. Não será restrito apenas às aplicações clínicas, visto que o instrumental para estudos ainda tem grande importância dentro do desenvolvimento da técnica de aPDT.

Hoje, há vários laboratórios e empresas preocupadas com o desenvolvimento do ins-trumental adequado para PDT e aPDT. Muitas vezes, a aPDT tem sido conjugada com técnicas tradicionais usadas pela Medicina ou pela Odontologia. Um exemplo importante vem ocorrendo na periodontia e na endodontia. Enquanto na primeira a aPDT pode ser conjugada com a tradicional técnica de ultrassom, na segunda a geometria da aplicação demanda cuidados e características especiais na aplicação da luz. A adequada abordagem de detalhes na instrumentação de iluminação torna o profissional mais habilitado ao uso da técnica.

Um instrumento não tem que ser apenas “anatomicamente” adequado. Ele deve, também, preencher requisitos que garantam a boa conjugação de quantidades de luz com o espectro de absorção do fotossensibilizador (FS) usado e com as características ópticas do tecido no qual se pretende fazer a aPDT. Esses detalhes serão abordados ao longo deste capítulo.

Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana na Odontologia

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representa uma medida da fototoxicidade.1-3 Em geral, o que procuramos encontrar é um fotossensibilizador que tenha baixa toxicidade no escuro (alto valor de Co), de modo que ele sozinho não tenha grandes efeitos sobre os micro-organismos. Também é desejável que Do seja muito pequeno, de maneira a termos um grande efeito de fototoxidade. A combinação de grande Co e pequeno Do garante a prevenção da integridade do micro-organismo no escuro e intensa eliminação quando iluminado. Isso possibilita, na aplicação clínica, evitar complicações em tecidos adjacentes e ter a aplicação da iluminação apenas na região de interesse. É um modo de preservação do controle e da seletividade da aplicação da aPDT.

Os estudos in vitro para teste da ação de um fármaco sobre um tipo de micro-organismo precisam ser realizados com critério, em especial no controle das condições experimen-tais. O uso inadequado de fontes de luz, causam variações descontroladas de temperatura ou podem provocar uma iluminação não uniforme, variando muito em toda extensão da placa de teste. Ambos os efeitos causam resultados incongruentes, até mesmo falsos resultados, e, em consequência, a transferência dos ensaios in vitro para os ensaios in vivo será muito comprometida.

4 Iluminação bucal geralUma das aplicações da aPDT consiste em promover descontaminação geral na boca. Essa aplicação é especialmente importante ao se considerar pacientes com depressão do sistema imunológico (que pode ser por efeito colateral de um tratamento), pacientes internados em unidades de terapia intensiva ou mesmo como procedimento pré-operatório. Em um ato cirúrgico, o paciente é, em geral, a principal fonte de sua própria contaminação. A cavidade bucal é com certeza um desses focos. Nesse caso, a boa iluminação da cavidade bucal exige instrumental adequado. Em geral, é preciso iluminação em semi-hemisférios, hemisfério total, lateral ou localizada. Esse tipo de instrumento foi recentemente desen-volvido pela parceria Finep/Gnatus/USP.2 Ele é um kit de três pontas com as finalidades de iluminar hemisférios ou regiões localizadas de modo adequado para a cavidade bucal. A Figura 6.5 mostra esse instrumental e uma ilustração da sua utilização. Um detalhe importante das pontas intercambiáveis é a sua possibilidade de esterilização por auto-clave, resultando em apropriada biossegurança. Outra vantagem desse equipamento é

Figura 6.4 Valores da SF obtidos com 24 J/cm2 para diferentes concentrações do fotossensibilizador.

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possibilitar a utilização de diferentes lasers/LEDs como fontes de iluminação. Entretanto, outros equipamentos disponíveis comercialmente também podem ser utilizados se o protocolo de tratamento estiver bem delineado.

Acreditamos que a descontaminação bucal geral é uma técnica que será disseminada ou ganhará muitos adeptos em um futuro próximo. Hoje, o kit Finep/Gnatus/USP opera em vários comprimentos de onda, facilitando seu uso com diferentes FS. A vantagem da descontaminação bucal geral consiste em diminuir algumas ordens de grandeza a quantidade de micro-organismos nocivos no local, o que evita o uso de fármacos sistêmicos ou localizados causadores vários efeitos colaterais.

Em pacientes usuários de prótese, a descontaminação geral periódica pode ser fator importante no controle de fungos resistentes a fungicidas, dentre outros.

5 Aplicações periodontaisO uso da aPDT em periodontia envolve procedimento adequado da introdução do FS nas bolsas periodontais. O uso de uma seringa torna possível banhar a bolsa com o FS, em forma de líquido ou em forma de gel. Uma vez realizada a adequada administração do FS, a iluminação apropriada deve ser executada. Para que uma adequada iluminação atinja a bolsa periodontal, a introdução de uma fibra para carregar a luz pode ser necessária. Se o fármaco em utilização for o azul de metileno (AM), é possível realizar a aPDT nas bolsas com lasers que emitam em l = 660 nm. Com o feixe acoplado à fibra, a saída de luz possui densidade de potência adequada que garante que o volume milimétrico ao redor da saída da fibra seja tratado. Dependendo do comprimento de onda utilizado, mais ou menos luz pode penetrar no tecido, porém nas proximidades da fonte de iluminação essa densidade de potência pode ser elevada (ver Capítulo 3 para mais detalhes).

As fibras ópticas para aplicações em periodontia devem ser flexíveis, não quebráveis e descartáveis. Por mais que se procure descontaminar fibras rígidas, elas retêm em sua estrutura micro-organismos ou vestígios residuais. Há lasers disponíveis no mercado brasileiro com sistema de fibras adequado para aplicação da aPDT.4 A troca entre fibras e outras ponteiras traz a vantagem do equipamento laser estar disponível para diferentes aplicações.

Muitos dentistas têm defendido a posição de que mesmo sem fibra é possível realizar aPDT de bolsas periodontais, utilizando iluminação externa (transmucosa) para essa finalidade. Testes em laboratório indicam que este procedimento pode ser ineficiente para o resultado esperado com a aPDT.

Figura 6.5 (A) Kit Finep/Gnatus/USP com as três ponteiras. (B) Aplicação em um paciente.

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7 Evidenciação de placas e infecçãoNão obstante a abordagem aos instrumentos para tratamento de infecções, há uma tecnologia moderna que possibilita visualização dos centros de infecção.

Como algumas bactérias são produtoras de um composto porfirínico chamado PpIX (protoporfirina IX), este pode ser utilizado para identificar a presença de bactérias em determinados sítios. Desse modo, é necessário um sistema óptico capaz de fazer a PpIX fluorescer. Um instrumento originalmente desenvolvido para diagnóstico de câncer foi recentemente adaptado com base em trabalhos realizados na USP para visualização bucal.4

O equipamento opera em l = 400 nm e promove a emissão fluorescente em locais de grande concentração bacteriana. A Figura 6.8 apresenta o equipamento e a Figura 6.9 mostra um exemplo de placa bacteriana evidenciada com este instrumento.

Figura 6.8 Equipamento desenvolvido para evidenciação de placa via emissão fluorescente.

Figura 6.7 Remoção de placa bacteriana com instrumento que combina aPDT e ultrassom.

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11Terapia fotodinâmica

antimicrobiana: estudos microbiológicos em odontologiaCristina Kurachi, Carla Raquel Fontana

1 IntroduçãoA terapia fotodinâmica, (PDT - do inglês Photodynamic Therapy), é uma técnica que a princípio foi desenvolvida para o tratamento localizado de tumores, no entanto, sua aplicação para o controle microbiano de superfícies vem tornando-se cada vez mais fre-quente. Os protocolos da PDT devem ser definidos em função de cada tipo de aplicação, os parâmetros empregados na terapia serão distintos caso seja para tratamento de um câncer de pele, ou para o tratamento, por exemplo, de uma ferida infectada.

No caso do tratamento de tecidos infectados, a aPDT (do inglês Antimicrobial Photodyna-mic Therapy) é indicada para o controle do crescimento microbiano e a indução da morte celular microbiana, mas não pode ocasionar danos irreversíveis ao tecido hospedeiro. Em outras palavras, o objetivo é obter a morte seletiva dos micro-organismos mas não das células humanas.

As doenças infecciosas mais frequentes que acometem a boca são a doença periodontal e a cárie. O controle da microbiota com higienização eficaz (remoção mecânica do biofilme dental) é o principal fator a ser trabalhado com o paciente. Para a cárie, o tratamento de escolha no consultório é a remoção do tecido dental infectado e a posterior restauração da cavidade preparada. Já no caso da doença periodontal, a raspagem e o alisamento radicular e de superfícies de retenção microbiana são o tratamento padrão.

Em Odontologia, um procedimento para o tratamento de infecções ou para o controle da microbiota bucal com efeito local e seletivo é muito interessante. A aPDT constitui uma alternativa atraente como tratamento de suporte na Odontologia, pela deficiência de controle microbiano em bolsas periodontais e efeitos colaterais associados ao uso de antibioticoterapia sistêmica. Outro fator importante é a existência de linhagens bacteria-nas resistentes aos antibióticos disponíveis. A microbiota bucal deve ser equilibrada de maneira a não promover o desenvolvimento das infecções. Em tratamentos cirúrgicos, o uso da antibioticoterapia profilática e o bochecho com enxaguatórios bucais são procedimentos de rotina a fim de minimizar o potencial de bacteremias e a contaminação do leito cirúrgico. A manipulação de materiais e de dispositivos usados em pacientes, assim como a contaminação do ambiente e dos profissionais de saúde e técnicos, são pontos relevantes no controle da biossegurança.

Em todos os procedimentos da rotina odontológica, o controle microbiano é fundamen-tal, seja para tratamento das infecções, seja para biossegurança, e a aPDT é apresentada como boa opção devido à ação localizada, de maior seletividade e rápida resposta, pois a produção de oxigênio singleto e outras espécies reativas de oxigênio ocorre assim que se inicia a iluminação. Giulio Jori, um dos principais pesquisadores na área de aPDT

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para o tratamento de infecções microbianas, apontava em 2006 a candidíase oral e a doença periodontal como potenciais indicações clínicas.1 No entanto, os protocolos de aplicação devem ser estabelecidos para que a morte celular microbiana seja atingida sem promover dano à mucosa bucal e a outros tecidos do paciente.

O primeiro passo na pesquisa para o estabelecimento de um protocolo de tratamento é a avaliação da eficiência e a definição de parâmetros adequados. Essa primeira fase é realizada nos experimentos in vitro em culturas celulares. Se a eficácia não é observada nesses experimentos, é improvável que uma técnica de tratamento obtenha êxito. Por outro lado, nem sempre a eficiência comprovada nas culturas celulares é verificada nos ensaios in vivo, em animais e em pacientes. Porém, essa sequência de experimentação in vitro e posterior in vivo é crucial para o desenvolvimento na área biomédica, que garante a segurança e a eficácia dos protocolos clínicos.

2 Parâmetros importantes do protocolo da aPDTNa área da aPDT em microbiologia, a taxa de morte celular ocasionada pela terapia deve ser investigada para diferentes protocolos. Os parâmetros importantes a serem testados na aPDT são: concentração e tipo de fotossensibilizador (FS), tempo de incubação, com-primento de onda de excitação, densidade de potência e densidade de energia entregues ao sistema biológico.

O tipo de FS, em função de sua estrutura química, pode interagir de maneira diferente dependendo da bioquímica da parede celular microbiana. A resposta fotodinâmica em função da quantidade de FS deve definir uma concentração com alta toxicidade no claro, i.e., quando fotoativado, e baixa toxicidade no escuro. Esse fator é importante uma vez que para a aPDT desejamos o efeito apenas localizado na região iluminada.

O tempo de incubação ou de pré-irradiação é o intervalo de tempo em que a solução com o fotossensibilizador é mantida em contato com os micro-organismos antes da ilumi-nação. Esse fator influenciará diretamente a quantidade e a localização do FS no micro- organismo. Além disso, caso seja realizado o procedimento de lavagem da solução com o FS, as moléculas livres do FS serão removidas e, dependendo do procedimento de lavagem, mesmo aquelas fracamente ligadas serão lavadas. Por fim, a ação fotodinâmica será resultado apenas da excitação das moléculas que se ligaram à parede celular do micro-organismo, ou que estão distribuídas dentro da célula. Os experimentos em que a solução do FS não é removida ou lavada apresentam ação fotodinâmica, e as moléculas do FS na proximidade da célula também podem contribuir para o resultado final.

A densidade de potência e a densidade de energia são parâmetros de iluminação que definirão a eficácia da ativação do FS, assim como possíveis efeitos colaterais nos tecidos biológicos adjacentes, sobretudo o aquecimento a ser evitado. O comprimento de onda de excitação será determinado em função do espectro de absorção do FS e das caracterís-ticas ópticas de espalhamento e absorção do sistema biológico-alvo.

Muitos são os parâmetros e as variáveis possíveis em um protocolo para aPDT justificando a necessidade dos testes in vitro para a definição dos melhores regimes anteriores aos ensaios in vivo.

Nos estudos microbiológicos in vitro, há duas possibilidades: testes com a cultura planc-tônica ou em biofilme. Nas culturas planctônicas, os micro-organismos estão livres ou em pequenos agrupamentos, mas, de qualquer modo, a disponibilização das moléculas do FS ocorre em abundância. Em biofilme, o crescimento microbiano ocorre com uma organização bem mais complexa, formando uma estrutura tridimensional com várias


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camadas celulares. No biofilme, há a matriz extracelular com compostos que auxiliam a adesão intercelular, fornecendo maior resistência aos procedimentos ou compostos químicos antimicrobianos. A cultura em biofilme reproduz melhor o comportamento dos micro-organismos, uma vez que é o modo de organização encontrado nas infecções (ver Capítulo 8 para mais informações).

A aPDT, por depender diretamente da disponibilização, distribuição e interação do FS com as células microbianas, pode ter maior eficácia quanto maior for a quantidade de moléculas do FS. Por isso, protocolos semelhantes da aPDT podem resultar em taxas de morte distintas quando comparados experimentos em culturas planctônicas e em bio-filme. A Figura 11.1 apresenta um desenho esquemático da distribuição do FS em uma cultura planctônica. Como se pode observar, as células microbianas apresentam toda a superfície externa em contato com a solução com o FS, portanto, a disponibilização do FS é mais efetiva. No caso do biofilme microbiano, formado quase sempre por mais de um tipo de micro-organismo, presente nas lesões infectadas e em infecções orais, apenas as células na superfície em contato com a solução apresentam direto contato com o FS em uma porção da sua membrana celular (Figura 11.2). A fotossensibilização dos outros micro-organismos constituintes do biofilme dependerá dos processos de difusão das moléculas do FS. A difusão será mais difícil quanto maior for a organização e a espessura do biofilme e mais compacta a matriz extracelular. Como resultado, a fotossensibilização do biofilme não será homogênea; há maior concentração do FS na superfície e menor quantidade mais próximo ao tecido hospedeiro. Essa distribuição heterogênea e em quantidades inferiores resultará em taxas de morte inexpressivas.

Esse é um dos principais fatores que contribuem para uma resposta menos eficaz obser-vada nos estudos em biofilme quando comparados aos estudos em culturas planctônicas. Além disso, a comparação dos experimentos nem sempre é possível, uma vez que há

Figura 11.1 Desenho esquemático de cultura bacteriana planctônica mostrando a distribuição do FS (moléculas representadas na cor verde). Note que as bactérias do tipo bastonete estão em suspensão e a totalidade da membrana estão em contato com a solução com o FS.

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grande variabilidade nos parâmetros como concentração do FS, tempo de incubação, densidade de potência e densidade de energia, que resulta em efeitos fotodinâmicos diferentes.

2.1 Estudos em biofilmeO biofilme dental constitui uma estrutura muito organizada, na qual espécies microbianas estão unidas umas às outras, inseridas em uma matriz polimérica extracelular por elas mesmas produzida, formando, portanto, um grande sistema protetor para as espécies nele residentes. A remoção ou a alteração da microbiota patogênica desse biofilme é importante para o controle, por exemplo, da doença periodontal.

Os novos conhecimentos sobre a especificidade do biofilme dental subgengival e outros eventos etiológicos e patogênicos relacionados com o processo saúde-doença periodontal possibilitaram que a abordagem dele sofresse modificações. Hoje, por exemplo, a doença periodontal é considerada multifatorial, de natureza episódica e sítio-dependente e, portanto, a periodontia atual está muito identificada com o controle do processo infeccioso.

Figura 11.2 Desenho esquemático de cultura em biofilme misto. Nesse caso, a fotossensibilização é obtida com a solução do FS apenas na superfície do biofilme (face contrária à camada aderida ao tecido hospedeiro). Os micro-organismos estão organizados em uma estrutura tridimensional, e a distribuição do FS dependerá de processos de difusão pelo biofilme e matriz extracelular. Note que haverá maior concentração do FS nas camadas mais superficiais do biofilme.

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18Terapia fotodinâmica

antimicrobiana: aplicação clínica em dentística,

endodontia e odontopediatriaAguinaldo S. Garcez, Giselle R. Sant’Anna, Eduardo R. Fregnani

1 IntroduçãoAs aplicações da terapia fotodinâmica antimicrobiana (aPDT, do inglês Antimicrobial Photodynamic Therapy) nas diversas áreas da Odontologia para o tratamento de infecções orais são, hoje, muito difundidas.1

A crescente utilização da aPDT como coadjuvante no tratamento odontológico se deve, sobretudo, às infecções bucais, que se caracterizam, em sua maioria, por lesões locali-zadas, provocadas por micro-organismos não totalmente conhecidos e por serem lesões relativamente superficiais, o que facilita a aplicação tópica de fotossensibilizadores (FS) e o acesso para irradiação com fontes de luz em diferentes comprimentos de onda.

Grande parte das doenças orais é provocada ou se deve à presença de micro- organismos que contaminam os tecidos bucais. A doença periodontal e a cárie dental e suas con-sequências, como as infecções endodônticas são duas das doenças mais estudadas na cavidade oral.

Atualmente, os procedimentos odontológicos para o controle dessas infecções bucais são fundamentados na redução bacteriana por remoção mecânica (brocas, curetas e limas) do tecido contaminado e administração local ou sistêmica de agentes antimicrobianos e antibióticos. Entretanto, esses agentes antimicrobianos, assim como as medicações sistêmicas, apresentam efeitos colaterais, toxicidade celular, não seletividade, tempo de tratamento prolongado e possibilidade de selecionar micro-organismos resistentes.2

Como já destacado em outros capítulos, a aPDT é uma interessante alternativa ao uso de agentes antimicrobianos e antibióticos por sua ação local, sua baixa toxicidade e, sobretudo, pela ausência de resistência microbiana a essa modalidade terapêutica.

Como se trata, ainda, de uma nova modalidade de tratamento, com poucos estudos clínicos, é importante ressaltar, quando destacamos as aplicações clínicas da PAT, que ela é utilizada como tratamento coadjuvante aos procedimentos convencionais em Odontologia, não substituindo os tratamentos consagrados. Sua aplicação clínica se deve aos seus efeitos na redução microbiana. Portanto, preparos cavitários, curetagens periodontais e instrumentação endodôntica não devem ser abandonados ou negligen-ciados. A aPDT surge como complemento a esses procedimentos.

2 Aplicações clínicas da aPDT em OdontopediatriaNa maioria dos países, a prevalência da cárie apresentou tendência de declínio nas três últimas décadas do século XX e início do século XXI, apesar de ainda ser considerada uma endemia mundial, sobretudo entre crianças e adolescentes.

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O declínio da cárie dentária observado mundialmente foi acompanhado pelo fenômeno da polarização, que é a concentração da maior parte da doença e das necessidades de tratamento em uma pequena parcela da população (20 a 40%), como reflexo de medidas de prevenção e controle da cárie. Houve uma transição de alta prevalência da doença para um cenário de grande porcentagem de pessoas livres de cárie. No entanto, uma menor parcela, com a doença de maneira expressiva, dá sinais da necessidade de intervenções individuais, sobretudo tratamento. Importantes divergências quanto à cárie dentária, como a polarização, persistem na população infantil, prevalecendo nas crianças em idade pré-escolar em comparação aos escolares.3

A Odontologia de Mínima Intervenção (OMI) se insere como uma filosofia de trabalho na Odontopediatria e produz mudanças de paradigmas quanto ao tratamento restaurador da cárie dentária, visto que a mudança fundamental abrange o princípio da máxima preservação de estruturas dentárias sadias e aquelas passíveis de remineralização.

Na Odontopediatria, isso se contextualiza cotidianamente nas adequações do meio bucal e no Tratamento Restaurador Atraumático (ART). Essa abordagem evoluiu com base em um amplo conhecimento sobre o processo da cárie. Com a OMI, a cárie dentária é tratada como condição infecciosa e não como o produto final dela.

A terapia fotodinâmica antimicrobiana se insere no protocolo de mínima intervenção em duas abordagens diante da doença cárie: preventiva e curativa.

O controle mecânico do biofilme é a manobra mais importante de desorganização dele em benefício da saúde. Entretanto, nem sempre é realizado de modo eficaz, sobretudo na população infantil, o que favorece o desenvolvimento das doenças dele dependentes, dentre elas a cárie dentária.

No âmbito da mínima intervenção, os métodos operatórios tradicionais são incompatíveis, por isso, métodos alternativos substituem a técnica operatória proposta por Black pela terapia biológica em benefício de um tratamento menos invasivo das lesões cariosas.4 Portanto, o êxito dessa terapia consiste na maior seletividade de remoção do tecido cariado, e se fundamenta nos conhecimentos biológicos de que a lesão cariosa é composta por duas camadas: infectada e afetada. A primeira corresponde à camada externa da dentina cariada, é muito infectada, necrótica e irreversivelmente desorganizada, enquanto a segunda camada está localizada no interior da dentina infectada; ela é menos infectada e potencial-mente remineralizável.5-6 Os métodos de Preparo Cavitário Minimamente Invasivo (PCMI) eliminam ou reduzem a quantidade de bactérias no interior da cavidade, sem, contudo, ocasionar a remoção do tecido cariado passível de remineralização, ou seja, a dentina afetada. A remoção parcial da dentina cariada e o posterior selamento da cavidade são questões ainda abordadas entre pesquisadores, assim como estudos científicos demonstram que mesmo com os critérios clínicos em geral utilizados para realizar a remoção completa do tecido cariado, dentre eles coloração da dentina e grau de dureza, não se pode assegurar a esterilidade da dentina,7 além de serem métodos empíricos e sujeitos a variações individuais.

As comunidades bacterianas se diversificam na dentina cariosa e ocupam dois habitats profundamente associados, a área necrótica mole da dentina infectada e as áreas mais profundas parcialmente desmineralizadas que correspondem à dentina afetada.

Para Mertz-Fairhurst et al., as bactérias deixadas sob restaurações provisórias são incapa-zes de continuar a destruição do dente, pois o selamento faz com que as bactérias não tenham acesso aos substratos responsáveis por lhes fornecerem nutrientes para sobre-vivência.8 Kidd e Joyston-Bechal, porém, consideram possível que os micro-organismos mais relevantes possam sobreviver e continuar a destruição da dentina, tendo como fonte de nutrientes provavelmente o fluido pulpar.9 Portanto, para a rotina do clínico no consultório, essa tarefa é ainda uma dúvida e um risco, já que até agora não se sabe


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o que acontece com as bactérias deixadas na dentina após o preparo cavitário, qual a quantidade ideal de tecido infectado a ser removida e qual o nível de infecção residual aceitável para o controle da doença. Portanto, manobras de desinfecção dentinária realizadas antes dos procedimentos restauradores podem ser consideradas medidas protocolares salutares nas abordagens minimamente invasivas.

Nesse contexto, a aPDT é um método muito promissor (Figura 18.1) na desinfecção dentinária previamente a procedimentos restauradores.10

Estudos com aPDT em micro-organismos cariogênicos têm sido realizados desde os anos de 1990. A atividade da aPDT contra bactérias cariogênicas Gram-positivas/Gram- negativas, de maneira homogênea e mista, planctônicas e em biofilme, tem sido relatada para uma série de fotossensibilizadores e dosimetrias como apresentado na Tabela 18.1.

Mais de 97% de bactérias orais foram mortas em biofilmes com multiespécies irradiadas com laser de He-Ne na presença do azul de Ortotoluidina (AOT). Biofilmes de Streptococ-cus mutans foram submetidos à aPDT com eritrosina, azul de metileno (AM) e Photofrin® como fotossensibilizadores e irradiação com luz branca (500-650 nm). Eritrosina foi significativamente mais eficaz do que AM ou Photofrin®. Com todos os três fotossensi-bilizadores, a aPDT foi mais eficaz dependendo da maturidade do biofilme, sugerindo que biofilmes “jovens” são menos susceptíveis do que biofilmes “mais velhos”. Em con-traste, Zanin et al., usando AOT como um fotossensibilizador, afirmam que biofilmes mais jovens de S. mutans são mais sensíveis à aPDT.11 As razões para essa diferença não são claras, mas podem ser atribuídas às propriedades dos fotossensibilizadores usados e/ou às diferenças na composição da matriz extracelular.

Figura 18.1 (A, B) Imagem radiográfica e clínica da lesão cavitada de cárie , antes de aPDT proposta para desinfecção da dentina afetada. (C) Em MEV observa-se áreas de grande invasão bacteriana sem desorganização dentinária. Túbulos dentinários invadidos por bactérias (densidade elevada de micro-organismos) e desorganização tubular (10.000 ×). (D) Aplicação do FS (ATO 50 mg/mL) por 3-5 min com penso de algodão estéril previamente à aplicação da laser. (E) Irradiação com laser de baixa intensidade no espectro vermelho, na densidade de energia de 100 J/cm2. (F) Em MEV, superfície dentinária imediatamente depois do aPDT, com massas amorfas, podendo sugerir morte bacteriana, evidente redução da população bacteriana (20.000 ×). (G) Dentina submetida a desinfecção com aPDT, imediatamente após o procedimento. (H) Restauração com cimento de ionômero de vidro. (I) Aspecto clínico de dentina, 90 dias após desinfecção com aPDT. (J) Esclerose ou obliteração tubular, 90 dias depois de terapia fotodinâmica com fotossensibilização letal em dentina cariada.


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Figura 18.5 (A) Preparo cavitário; note a presença de dentina afetada na parede pulpar. (B) Prenchimento da cavidade com o FS azul de metileno (60 mM). (C) Irradiação com laser de diodo 660 nm e 100 mW (Therapy XT – DMC, São Carlos). (D) Aspecto final do preparo após a aPDT, note a ausência de manchamento.

Figura 18.6 (A) Preparo cavitário em classe III. (B) Prenchimento da cavidade com o FS azul de metileno (60 mM). (C) Irradiação com laser de diodo 660 nm e 40 mW (Twin Laser - MMOptics, São Carlos). (D) Aspecto final do preparo após a aPDT, não há manchamento pelo uso do FS em concentração adequada.

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Figura 18.7 (A) Raiz de molar superior preparada para receber pino intra-radicular, paciente chegou ao consultório sem a peça provisória, com os canais expostos à saliva. (B) Preenchimento dos canais com FS azul de metileno a 100 mM. (C) Ligeiro manchamento dentinário devido ao uso de concentração inadequada do FS. (D) Irradiação com laser acoplado à fibra óptica (Therapy XT – DMC, São Carlos); no detalhe, pino intra-radicular cimentado. O pequeno manchamento não comprometeu a estética, porque o dente posterior receberá prótese coronária metalocerâmica.

Figura 18.8 (A) Preparos para facetas estéticas em cerâmica após remoção das facetas provisórias. (B) Bolinhas de algodão com o FS. A solução de azul de metileno foi deixada em contato com a dentina do preparo por 3 min como tempo de pré-irradiação. (C) Irradiação (Twin Laser - MMOptics, São Carlos). (D) Facetas em cerâmica cimentadas; note que não há qualquer comprometimento estético quando o FS é utilizado em concentração adequada.

PDT - Terapia Fotodinamica Antimicrobiana na Odontologia

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