Fotobiomodulação e biomateriais

Sérgio Scombatti e convidadas apresentam caso clínico em que foi realizada a regeneração óssea guiada associada à fotobiomodulação.

A primeira fonte de luz conhecida pelo homem foi o sol. A luz é necessária para manter um ser vivo e utilizada desde a antiguidade para o tratamento de diversas doenças. O laser é um acrônimo da palavra “light amplification by stimulated emission of radiation”. Para que uma luz seja caracterizada como laser, seus fótons precisam possuir o mesmo comprimento de onda (monocromaticidade), incidirem na mesma direção (colimação) com a mesma velocidade e de maneira sincronizada no tempo e espaço (coerência).

Em Odontologia, dois tipos de lasers podem ser utilizados: os de alta intensidade (CO2,Nd:YAG e Er:YAG), com poder de ablação e corte, e os de baixa intensidade, que têm função analgésica e reparadora. Nesta última categoria, enquadram-se os lasers de hélio-neon (HeNe, ƛ 632,8 nm), arseneto de gálio (GaAs ƛ 904 nm) e arseneto de gálio e alumínio (GaAlAs ƛ 850 ± 25 nm). Atualmente, a denominação mais aceita na literatura para a ação do laser de baixa intensidade nos tecidos é fotobiomodulação. Ao irradiar um determinado tecido, fotorreceptores presentes nas células, mais especificamente o citocromo c oxidase nas mitocôndrias, irão absorver a luz. A partir daí, uma série de acontecimentos darão início aos efeitos fotobiomoduladores, como o aumento na produção de energia celular, que irá acelerar as divisões celulares e, consequentemente, abreviar o reparo tecidual.

A fotobiomodulação promove efeitos bioenergéticos, bioelétricos, bioquímicos e bioestimulatórios nas células. A utilização da fotobiomodulação cria inúmeras condições ambientais que parecem acelerar a cicatrização de defeitos ósseos in vivo e in vitro. Os efeitos relacionados a esta terapêutica incluem a estimulação do fluxo sanguíneo, recrutamento e ativação de osteoblastos, osteossíntese e diminuição na atividade osteoclástica, bem como efeito analgésico. O laser também atua sobre a inflamação através de alguns mecanismos, como: aumento da microcirculação local, vasodilatação e aumento da permeabilidade vascular, aumento da drenagem linfática, ativação do sistema linfático, controle da produção de substâncias liberadas, como a prostaglandina E2, prostaciclinas, histamina, serotonina, bradicinina e leucotrienos, redução da produção do fator de necrose tumoral (TNF-ɑ), supressão da interleucina-1 ß (IL-1 ß), redução da interleucina-2 (IL 2), redução da quantidade de células mononucleares, modulação da atividade secretora de macrófagos, estímulo à liberação de corticoide endógeno pela glândula supra-adrenal, aumento da proliferação de fibroblastos, maior produção e organização das fibras colágenas, dentre outros.

É uma terapia acessível e não causa danos térmicos aos tecidos irradiados. A fotobiomodulação pode ser utilizada em alvéolos pós-extração, fraturas ósseas, tratamento ortodôntico, em disfunções temporomandibulares, pós-operatório de cirurgias, coadjuvante ao tratamento periodontal e terapias com implantes, entre outros, principalmente em pacientes com problemas sistêmicos cujo desafio regenerativo é ainda maior.

Um dos grandes desafios da Odontologia é evitar a perda óssea decorrente da exodontia, para que a reabilitação oral não seja comprometida. O alvéolo tratado com algum tipo de enxerto ósseo e associado à membrana tem reduzido as taxas de reabsorção óssea em espessura e em altura. Atrelada a isso, a fotobiomodulação vem ganhando espaço não somente no meio científico, mas também no dia a dia do cirurgião-dentista, pois pode otimizar a qualidade óssea de leitos irradiados e, quando associada ao uso de biomateriais, pode propiciar manutenção de espessura do rebordo alveolar e acelerar o reparo tecidual, além de amenizar dor e o edema. A fotobiomodulação utilizada isoladamente em defeitos ósseos críticos em animais demonstrou melhores taxas de formação óssea quando comparada a amostras-controles preenchidas somente com o coágulo sanguíneo. Isso mostra que, clinicamente, em casos de alvéolos que não puderem ser preenchidos com biomateriais, a fotobiomodulação pode ser utilizada para otimizar o reparo ósseo. Contudo, vale lembrar que a utilização isolada da terapia não impede a perda de espessura, mas já apresenta melhores resultados do que somente o coágulo.

Membranas de colágeno têm sido a opção de escolha para muitos clínicos no tratamento regenerativo, pois regulam o crescimento e diferenciação de osteoblastos, minimizam a micromovimentação por se integrar ao tecido formado, reduzem a taxa de infecção e possuem propriedades hemostáticas. As membranas mais utilizadas atualmente na regeneração óssea guiada são as colágenas absorvíveis, que possuem função de barreira por tempo variável, limitado a algumas semanas em caso de membranas sem cross-linking. A remoção ou dissolução prematura da membrana pode ser prejudicial para a formação óssea. Portanto, acelerar a cicatrização óssea de defeitos tratados com técnicas regenerativas pode ser desejável para aumentar a quantidade de osso neoformado. E uma das técnicas coadjuvantes promissoras na regeneração óssea é exatamente a fotobiomodulação, que tem demonstrado aumento na expressão e proliferação de osteoblastos e na quantidade de fatores de crescimento.

O uso de enxertos e substitutos ósseos sob a membrana tem sido preconizado para manter o espaço e favorecer a neoformação óssea. Na tentativa de preservar o alvéolo de extração, a utilização de biomateriais pode atrasar o reparo, pois estes apresentam uma taxa de absorção demorada e que poderia interferir no processo da neoformação óssea.

A fotobiomodulação associada a biomateriais tem sido amplamente estudada, em especial sobre o enxerto ósseo bovino. Estudos demonstraram que, ao mesmo tempo que a terapia pode proporcionar maior formação óssea, pode ajudar na reabsorção de partículas residuais que se encontram nas dependências dos defeitos. E, uma vez que são reabsorvidas concomitantemente à formação óssea, elas cumprem seu papel de manter o arcabouço necessário para formar novo osso sem perda de espessura. A fotobiomodulação aumenta a resposta biológica do tecido ósseo por modular o processo de inflamação e a deposição de tecido ósseo no local da injúria, estimulando genes que proporcionam o recrutamento precoce de células osteoprogenitoras que estão relacionadas com o reparo ósseo. As Figuras 1 a 12 mostram um caso clínico em que foi realizada a regeneração óssea guiada associada à fotobiomodulação.

A fotobiomodulação na cicatrização óssea, com diferentes materiais e protocolos, tem demonstrado resultados promissores quando utilizada como adjuvante com alguns materiais de enxertia, para acelerar o processo de cicatrização e manutenção da espessura. Ainda se fazem necessários mais estudos com maior tempo de observação em animais e posteriormente em humanos para a determinação de protocolos efetivos, pois diferentes materiais e protocolos podem apresentar resultados distintos.

Leia também outras edições da coluna “Repensando os biomateriais”, de Sergio Scombatti.

Autores

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Coordenação:

Sérgio Luís Scombatti de Souza
Doutor em Periodontia – FOB/USP; Livre-docente em Periodontia e professor do Depto. de CTBMF e Periodontia Forp–USP.
Orcid: 0000-0002-6199-7348.

Autoras convidadas:

Ana Lúcia Pompéia Fraga de Almeida
Professora titular do Depto. de Prótese e Periodontia, mestra em Periodontia e doutora em Reabilitação Oral – FOB-USP.

Nicole Rosa de Freitas
Especialista em Periodontia – Hospital de Reabilitação de Anomalias Craniofaciais da Universidade de São Paulo; Mestra e doutora em Reabilitação Oral – FOB-USP.