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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.23.2020.tde-25082021-155003
Document
Author
Full name
Anaeliza Figueiredo dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Corrêa, Luciana (President)
Azevedo, Luciane Hiramatsu
Ribeiro, Martha Simões
Santos, Cibele Pelissari dos
Title in Portuguese
Efeito da irradiação consecutiva e simultânea dos comprimentos de onda 660nm e 808nm, emitido com laser de baixa intensidade, sobre o estresse oxidativo de fibroblastos gengivais
Keywords in Portuguese
Estresse oxidativo
Fibroblastos gengivais
Fotobiomodulação
Irradiação simultânea
Abstract in Portuguese
A utilização dos lasers de baixa intensidade, com seus diferentes parâmetros de aplicação, é ampla na Odontologia e em outras áreas da saúde. A fotobiomodulação (FBM) é caracterizada por induzir analgesia, reparo tecidual e modulação da inflamação. Há hipóteses de que a FBM apresenta um padrão de dose bifásica, ou seja, exposições radiantes mais fracas ou mais fortes podem apresentar efeito estimulatório ou inibitório, respectivamente. Não se sabe se essa hipótese se aplica à irradiação consecutiva ou simultânea com dois comprimentos de onda diferentes. O objetivo desse estudo foi avaliar a viabilidade celular, a produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) e a atividade de enzimas antioxidantes de fibroblastos gengivais expostos a fotobiomodulação com emissão consecutiva e simultânea de luz nos comprimentos de onda de 660nm e 808nm. Foi utilizado um laser de diodo semicondutor de arseneto de gálio e alumínio e alumínio-gálio-índio-fósforo (GaAlAs/ InGaAIP) operando nos comprimentos de onda vermelho (660nm) e infravermelho (808nm), com potência fixa em 100mW e uma área fixa do spot de 0,09 cm2 . Foram estabelecidos os seguintes grupos experimentais: a) Grupo controle - sem tratamento; b) Grupo 660nm - fibroblastos irradiados com 660nm; c) Grupo 808nm - fibroblastos irradiados com 808nm; d) Grupo Consecutivo - fibroblastos irradiados com 660nm e, imediatamente após, com 808nm; e d) Grupo Simultâneo - fibroblastos irradiados com 660nm e 808nm emitidos pelo mesmo spot e ao mesmo tempo. Em todos os grupos, foi mantida fixa a potência em 100mW e variou-se o tempo de irradiação, adotando-se três subgrupos: 6s, 10s e 20s. Testou-se a viabilidade celular em todos os grupos experimentais por meio do ensaio MTS e a produção das espécies reativas de oxigênio (EROs) por ensaio de fluorescência. Também foi realizada a quantificação das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) e catalase (CAT) em todos os grupos experimentais. O tempo de 20s acarretou inibição significativa da viabilidade celular quando 660nm e 808nm foram utilizados isoladamente. No entanto, quando a irradiação foi consecutiva ou simultânea, houve certa tendência de maior crescimento celular no tempo de 20s, ainda que discreta e sem diferenças significativas. Em todas as situações experimentais, a produção de EROs foi menor do que o controle; exceção foi no tempo de 20s na irradiação simultânea, quando a produção de EROs foi significativamente maior. A atividade de enzimas antioxidantes também foi menor do que no controle na maioria das situações experimentais; somente o grupo simultâneo com 20s exibiu produção maior de SOD, mas sem diferenças significativas. A hipótese inicial de que maiores exposições radiantes gerariam efeito inibitório comprovou-se pela análise de viabilidade celular somente quando as irradiações foram realizadas isoladamente e no tempo de 20s, gerando uma exposição radiante maior. Contudo, quando os comprimentos de ondas foram entregues consecutiva ou simultaneamente, os tempos mais prolongados de irradiação não acarretaram efeito inibitório. A inibição da viabilidade celular não foi por excesso de estresse oxidativo nas irradiações isoladas; na irradiação simultânea, o maior estresse oxidativo não acarretou inibição da viabilidade celular. Concluiu-se que a fotobiomodulação exercida por 660nm e 808nm aplicados isoladamente é diferente quando ambos são utilizados de forma consecutiva e simultânea, tanto em termos de viabilidade celular quanto de estresse oxidativo. O estresse oxidativo induzido não foi suficiente para acarretar redução da viabilidade celular.
Title in English
Effect of consecutive and simultaneous irradiation with 660nm and 808nm wavelengths emitted with low level laser therapy on oxidative stress of human gingival fibroblasts
Keywords in English
Gingival Fibroblasts
Oxidative stress
Photobiomodulation
Simultaneous irradiation
Abstract in English
The use of low-power lasers, with their different application parameters, is widespread in dentistry and other areas of health. Photobiomodulation (PBM) is characterized by inducing analgesia, tissue repair and reduce inflammation. There are hypotheses that PBM presents a biphasic dose response, i.e., lower or higher fluences may have a stimulatory or inhibitory effect, respectively. It is not known whether this hypothesis applies to consecutive or simultaneous irradiation with two different wavelengths. The main objective of this study was to evaluate cell viability, the production of reactive oxygen species (ROSs) and the activity of gingival fibroblast antioxidant enzymes exposed to photobiomodulation with consecutive and simultaneous irradiation at 660nm and 808nm wavelengths. A semiconductor diode laser of gallium and aluminum and aluminum-gallium-indium-phosphorus (GaAlAs/InGaAIP) was used operating at red (660nm) and infrared (808nm) wavelengths, with fixed power at 100mW and a fixed spot area of 0.09 cm². The following experimental groups were established: a) Control group - without any treatment; b) Group 660nm - fibroblasts irradiated with 660nm; c) 808nm group - fibroblasts irradiated with 808nm; d) Consecutive Group - fibroblasts irradiated with 660nm and, immediately after, with 808nm; and e) Simultaneous Group - fibroblasts irradiated with 660nm and 808nm emitted by the same spot and at the same time. In all groups, the power was kept fixed at 100mW and the irradiation time varied, adopting three subgroups: 6s, 10s and 20s. Cell viability was tested in all experimental groups using the MTS assay. The production of reactive oxygen species (ROS) was measured by fluorescence assay. Quantification of the antioxidant enzymes superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT) was also performed in all experimental groups. The 20s of exposure resulted in significant inhibition of cell viability when 660nm and 808nm were applied separately. However, when the irradiation was consecutive or simultaneous, there was a tendency towards greater cell growth with the same 20s of exposure, although discrete and without significant differences. In all experimental situations, the production of ROS was lower than the control group; The exception was for the application of 20s with simultaneous irradiation, when the production of ROS was significantly higher. The activity of antioxidant enzymes was also lower than in the control group in most experimental situations. Only the group where application lasted 20s exhibited higher SOD production, but without significant differences. The initial hypothesis that higher doses would generate an inhibitory effect was confirmed by the analysis of cell viability only when the irradiations were performed separately and applied for 20s, generating a higher energy delivery. However, when the wavelengths were administered consecutively or simultaneously, the longer irradiation times did not have an inhibitory effect. The inhibition of cell viability was not due to excessive oxidative stress in isolated irradiations; in simultaneous irradiation, the greater oxidative stress did not cause inhibition of cell viability. It was concluded that the photobiomodulation performed by 660nm and 808nm applied separately is different then when both are used consecutively or simultaneously, both in terms of cell viability and oxidative stress. The oxidative stress induced was not enough to reduce cell viability.
 
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Publishing Date
2021-09-28
 
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