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Tipo do documento: Dissertação
Título: Atividade osteoindutora da fotobiomodulação nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho em modelo ex vivo de remodelação óssea
Título(s) alternativo(s): Osteoinductive activity of photobiomodulation at wavelengths of red and infrared wavelengths in an ex vivo model of bone remodeling
Autor: FURTADO, Guilherme Silva 
Primeiro orientador: LAGO, Andréa Dias Neves
Primeiro membro da banca: LAGO, Andréa Dias Neves
Segundo membro da banca: RODRIGUES, Fernanda Cristina Nogueira
Terceiro membro da banca: MARQUES, Daniele Meira Conde
Quarto membro da banca: MORAES, Marcia Cristina Dias de
Quinto membro da banca: CASANOVAS, Rosana Costa
Resumo: Introdução: A terapia de fotobiomodulação (TFBM) utiliza luz não ionizante em comprimentos de onda específicos para acionar cromóforos endógenos, modulando vias metabólicas e induzindo resultados biológicos benéficos. Com foco em comprimentos de onda como azul-violeta, verde, vermelho e infravermelho próximo, a TFBM tem sido aplicada em diversas condições terapêuticas, incluindo lesões cerebrais, cicatrização de feridas e regeneração óssea. Objetivo: O estudo avaliou os efeitos da TFBM na remodelação óssea em um cenário fisiológico, utilizando um modelo ex vivo de fêmur embrionário de galinha. A pesquisa buscou compreender os impactos moleculares e celulares da TFBM no tecido ósseo e preencher lacunas sobre sua eficácia e protocolos de aplicação. Metodologia: 5 Ovos fertilizados de galinha (Gallus domesticus) foram cultivados na incubadora rotativa de ovos Octagon 40 ECO (Brinsea, Reino Unido) a uma temperatura de 37°C e 50% de umidade. No 11º dia, os embriões foram sacrificados e os fêmures inteiros foram cuidadosamente dissecados, removendo tecidos moles, como ligamentos e músculos aderentes. Os fêmures foram então colocados em inserções de cultura Netwell, que possuem uma membrana de poliéster com poros de 440μm e 30mm de diâmetro (Corning, Arizona, EUA). Os fêmures foram cultivados em placas de cultura de tecidos de 6 poços (Corning, Arizona, EUA) contendo 1mL de meio de cultura basal, composto por 1mL de αMEM, 100U/mL de penicilina, 100μg/mL de estreptomicina, 2,5μg/mL de anfotericina B, 50 μg/mL de ácido ascórbico 2-fosfato (todos da Sigma). Os fêmures foram divididos em grupos de controle e tratamento (n=5). Nos grupos de tratamento, irradiou-se com um laser de diodo de baixa potência, utilizando luz nos comprimentos de onda vermelho (660nm) e infravermelho (808nm). Foi aplicado um modo de irradiação contínua e uma dose de 33,33J/cm2, o que corresponde a 10s, 100mW, de modo que cada espécime recebeu 1,0J de dose de energia por irradiação. Os fêmures foram irradiados quatro vezes durante os 11 dias de cultura - imediatamente após a dissecção e 24 horas, 48 horas e 7 dias após a primeira irradiação. Como medida de padronização, foi definida uma distância de 1mm entre a fonte de laser e as amostras para evitar a dissipação de luz e a absorção máxima de energia A análise foi realizada em 11 dias, com coloração histoquímica, análise histológica e expressão gênica. Resultados: Os fêmures irradiados mostraram aumento na área mineralizada, sugerindo maior atividade osteoblástica nos dois comprimentos de onda. A análise histológica indicou maior deposição e maturação do colágeno nos grupos irradiados, com efeitos mais pronunciados no infravermelho. A expressão gênica revelou aumento significativo de RUNX2 (Runt-related transcription factor 2) e SOX9 (SRY-like HMG [High-Mobility Group] Box 9), indicando maior compromisso osteocondrogênico, além de uma tendência de redução em SOST (Esclerostina). Conclusão: Os resultados sugerem que a TFBM, especialmente nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho, não apenas preserva a estrutura óssea, mas também promove ativamente a formação óssea em condições fisiológicas. Este estudo fornece uma base sólida para futuras investigações sobre a aplicação clínica da TFBM na regeneração óssea.
Abstract: Introduction: Photobiomodulation therapy (PBM) utilizes non-ionizing light at specific wavelengths to activate endogenous chromophores, modulating metabolic pathways, and inducing beneficial biological outcomes. Focused on wavelengths such as blue violet, green, red, and near-infrared, PBM has been applied in various therapeutic conditions, including brain injuries, wound healing, and bone regeneration. Objective: The study assessed the effects of PBM on bone remodeling in a physiological setting, using an ex vivo model of chicken embryonic femur. The research aimed to comprehend the molecular and cellular impacts of PBM on bone tissue and fill gaps in its efficacy and application protocols. Methodology: 5 fertilized chicken eggs (Gallus domesticus) were incubated in the Octagon 40 ECO egg incubator (Brinsea, UK) at a temperature of 37°C and 50% humidity. On the 11th day, the embryos were sacrificed, and the whole femurs were carefully dissected, removing soft tissues such as ligaments and adherent muscles. The femurs were then placed in Netwell culture inserts, which have a polyester membrane with pores of 440μm and 30mm in diameter (Corning, Arizona, USA). The femurs were cultured in 6-well tissue culture plates (Corning, Arizona, USA) containing 1mL of basal culture medium, composed of 1mL of αMEM, 100U/mL penicillin, 100μg/mL streptomycin, 2.5μg/mL amphotericin B, 50 μg/mL ascorbic acid 2-phosphate (all from Sigma). The femurs were divided into control and treatment groups (n=5). In the treatment groups, low-power diode laser irradiation was performed using red (660nm) and infrared (808nm) wavelengths. Continuous irradiation mode and a dose of 33.33J/cm2 were applied, corresponding to 10s, 100mW, so that each specimen received 1.0J of energy dose per irradiation. The femurs were irradiated four times during the 11 days of culture - immediately after dissection and 24 hours, 48 hours, and 7 days after the first irradiation. As a standardization measure, a distance of 1mm was defined between the laser source and the samples to avoid light dissipation and maximize energy absorption. The analysis was conducted on day 11, involving histochemical staining, histological analysis, and gene expression. Results: Irradiated femurs showed an increase in the mineralized area, suggesting higher osteoblastic activity at both wavelengths. Histological analysis indicated increased collagen deposition and maturation in the irradiated groups, with more pronounced effects in the infrared group. Gene expression revealed a significant increase in RUNX2 (Runt-related transcription factor 2) and SOX9 (SRY-like HMG [High-Mobility Group] Box 9), indicating enhanced osteochondrogenic commitment, along with a trend of reduction in SOST (Sclerostin). Conclusion: The results suggest that PBM, especially in red and infrared wavelengths, not only preserves bone structure but actively promotes bone formation under physiological conditions. This study provides a solid foundation for future investigations into the clinical application of PBM in bone regeneration.
Palavras-chave: Fotobiomodulação;
remodelação óssea;
modelo ex vivo;
laser vermelho;
laser infravermelho
Photobiomodulation;
bone remodelling;
ex vivo model;
red laser;
infrared laser
Área(s) do CNPq: Clínica Odontológica
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE ODONTOLOGIA I/CCBS
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA/CCBS
Citação: FURTADO, Guilherme Silva. Atividade osteoindutora da fotobiomodulação nos comprimentos de onda vermelho e infravermelho em modelo ex vivo de remodelação óssea. 2023. 75 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Odontologia/CCBS) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5137
Data de defesa: 27-Dez-2023
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ODONTOLOGIA

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