Photomedizin und Laserchirurgie, Band 32, Nummer 4, 2014
Zelluläre Wirkung der Low-Level-Lasertherapie auf die Rate und Qualität der Knochenbildung bei der Distraktionsosteogenese des Unterkiefers
Farzad Fazilat, DDS, MSc,1 Mahdi Ghoreishian, DDS, MSc,2 Reza Fekrazad, DDS, MSc,3 Katayoun A. M. Kalhori, DDS, MSc,4 Sara Dehghan Khalili, DDS, MSc,5 und Antonio Luiz Barbosa Pinheiro, PhD6
Kurzfassung
Zielsetzung: Es hat sich gezeigt, dass therapeutische Laser die Knochenphysiologie und -reparatur beeinflussen. Das Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den Einsatz eines GaAlAs-Lasers (k:810 nm) bei der Distraktionsosteogenese zu evaluieren.
Hintergrunddaten: Um die mit der Distraktionsosteogenese verbundenen Probleme zu verringern und die für die Behandlung erforderliche Zeit zu verkürzen, ist es wünschenswert, den Prozess der Knochenbildung zu beschleunigen.
Materialien und Methoden: FE achtzehn männliche Kaninchen wurden einer Kortikotomie des Unterkieferkörpers unterzogen, und es wurden kundenspezifische Distraktionsvorrichtungen eingesetzt. Nach einer Latenzzeit von 5 Tagen wurden die Unterkiefer 10 Tage lang um 0,5 mm/Tag verlängert. Die Kaninchen wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Ein GaAlAs-Laserstrahl (k: 810 nm) mit den Parametern Leistung (P), 200 mW; Energiedichte (ED), 3 J/cm2; Zeit (T), 7,5 s; Leistungsdichte (PD) 400 mW/cm2; Energie (E) 1,5 J und Spotdurchmesser, 0,8 mm wurde in der Studiengruppe medial und lateral gerichtet; die Kontrollgruppe erhielt keine Laserbehandlung. Die Exposition wurde mit sechs weiteren Dosen jeden zweiten Tag fortgesetzt. Drei Kaninchen aus jeder der beiden Gruppen wurden am 10., 20. und 40. Tag nach der Ablenkung (Konsolidierung) eingeschläfert.
Ergebnisse: Sowohl lichtmikroskopische als auch rasterelektronenmikroskopische (REM) Analysen zeigten eine signifikante Verbesserung der Knochenneubildung in der Studiengruppe am 10. und 20. Tag im Vergleich zur Kontrollgruppe, aber der Unterschied war am 10. Am 40. Tag gab es keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Gruppen.
Schlussfolgerungen: Diese Studie zeigt, dass ein Low-Level-GaAlAs-Laser (k:810 nm; P, 200mW) die Knochenneubildung nur in den frühen Stadien der Konsolidierungsphase der Distraktionsosteogenese beschleunigt und in späteren Stadien keinen signifikanten Effekt hat.
Photomedizin und Laserchirurgie, Band 32, Nummer 4, 2014
Wirkung des Low-Level-Lasers auf die gesteuerte Geweberegeneration bei der Behandlung von intraossären Defekten bei Pferden mit Knochen und Membranen: Eine klinische Studie
Gu¨ lnihal Emrem Dog�an, DDS, PhD, Turgut Demir, DDS, PhD, und Recep Orbak, DDS, PhD
Kurzfassung
Zielsetzung: Ziel der vorliegenden Studie war es, die klinischen Ergebnisse der gesteuerten Geweberegeneration (GTR) nach Anwendung von Knochen und Membranen von Pferden allein oder in Kombination mit einer Low-Level-Lasertherapie (LLLT) zur Behandlung von Parodontaldefekten zu bewerten.
Materialien und Methoden: Bei dieser Studie handelte es sich um eine intra-individuelle LÃ?ngsschnittstudie von 6 Monatenâ€� Dauer, die unter Verwendung eines Split-Mouth und eines randomisierten Designs durchgefÃ?hrt wurde. Bei 13 Parodontitis-Patienten mit bilateralen intraossÃ?ren Parodontaldefekten wurde eine Defektstelle mit GTR plus LLLT (1064 nm, 100mW, mit einer Energiedichte von 4 J/cm2) behandelt, wÃ?hrend die kontralaterale Defektstelle allein mit geleiteter GTR behandelt wurde. Die GTR wurde mit einer Kombination aus Pferdeknochen und Membran durchgeführt. Die LLLT wurde sowohl intra- als auch postoperativ eingesetzt. Die klinische Sondierungstiefe (PPD), der klinische Attachmentlevel (CAL), der klinische Gingivarezessionslevel (REC), der Plaque-Index (PI)-Score und der Sulkusblutungsindex (SBI)-Score wurden zum Zeitpunkt der Operation sowie am 3. und 6.
Ergebnisse: Die Behandlung parodontaler intraossärer Defekte mit Pferdeknochen und -membran bei der Operation von GTR allein oder GTR plus LLLT in Kombination führte zu einer statistisch signifikanten PPD-Erziehung, CAL-Zunahme und einem niedrigeren SBI-Score am Ende der Studie ( p < 0,05). Darüber hinaus führten GTR plus LLLT zwischen den beiden Gruppen zu einem statistisch signifikanten niedrigeren REC ( p = 0,025), einem niedrigeren SBI ( p = 0,008) Score, einer stärkeren Reduktion des PPD ( p = 0,009) und einem CAL-Gewinn ( p = 0,002) im Vergleich zur GTR allein bei der Kontrolle im 6.
Schlussfolgerungen: Diese Studie zeigte, dass die GTR eine wirksame Behandlung für die parodontale Regeneration ist und dass die LLLT die Effekte der GTR bei der Behandlung von Parodontaldefekten verbessern kann.
Photomedizin und Laserchirurgie Band 30, Nummer 5, 2012
Low-Level-Lasertherapie verbessert die Stabilität von kieferorthopädischen Mini-Implantaten durch Knochenbildung im Zusammenhang mit der BMP-2-Expression in einem Rattenmodell
Saori Omasa, D.D.S.,1 Mitsuru Motoyoshi, D.D.S., Ph.D.,1,2 Yoshinori Arai, D.D.S., Ph.D.,3 Ken-Ichiro Ejima, D.D.S., Ph.D.,4,5 und Noriyoshi Shimizu, D.D.S., Ph.D.1,2
Kurzfassung
Zielsetzung: Das Ziel dieser Studie war es, die stimulierenden Effekte der Low-Level-Lasertherapie (LLLT) auf die Stabilität von Mini-Implantaten bei Ratten-Tibiae zu untersuchen. Hintergrunddaten: Bei jugendlichen Patienten ist die Lockerung eine bemerkenswerte Komplikation von Mini-Implantaten, die zur Verankerung bei kieferorthopädischen Behandlungen verwendet werden. Zuvor wurde über die stimulierenden Effekte der LLLT auf die Knochenbildung berichtet; hier wurde untersucht, ob die LLLT die Stabilität von Mini-Implantaten durch periimplantäre Knochenbildung erhöht.
Materialien und Methoden: Achtundsiebzig Titan-Mini-Implantate wurden in beide Tibiae von 6 Wochen alten männlichen Ratten eingesetzt. Die Mini-Implantate in der rechten Tibia wurden 7 Tage lang einmal täglich einer LLLT mit einem Gallium-Aluminium-Arsenid-Laser (830 nm) ausgesetzt, und die Mini-Implantate in der linken Tibia dienten als nicht bestrahlte Kontrollen. Nach 7 und 35 Tagen nach der Implantation wurde die Stabilität der Mini-Implantate mit dem diagnostischen Hilfsmittel (Periotest) untersucht. Das neue Knochenvolumen um die Mini-Implantate herum wurde an den Tagen 3, 5 und 7 mittels In-vivo-Mikrofokus-CT gemessen. Die Genexpression des knochenmorphogenetischen Proteins (BMP)-2 im Knochen um die Mini-Implantate herum wurde ebenfalls mit Echtzeit-Reverse-Transkriptions-Polymerase-Kettenreaktions-Assays analysiert. Die Daten wurden mit dem Studentâ€�s t-Test statistisch ausgewertet.
Die Ergebnisse: Die Periotest-Werte waren signifikant niedriger (0,79- bis 0,65-mal) und das Volumen des neu gebildeten Knochens war in der LLLT-Gruppe signifikant höher (1,53-mal). Die LLLT stimulierte auch eine signifikante BMP-2-Genexpression im periimplantären Knochen (1,92-fach).
Schlussfolgerungen: LLLT verbesserte die Stabilität von Mini-Implantaten in Tibiae der Ratte und beschleunigte die periimplantäre Knochenbildung, indem sie die Genexpression von BMP-2 in den umgebenden Zellen erhöhte.
Photomedizin und Laserchirurgie
Wirkung der Lasertherapie auf Knochengewebe, das einer Strahlentherapie unterzogen wurde: Experimentelle Studie an Ratten
Juni 2007, Band 25, Nr. 3: 197 -204
Samantha Seara Da Cunha, D.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Viviane Sarmento, T.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Luciana Maria Pedreira Ramalho, D.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Darcy De Almeida, D.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Elaine Bauer Veeck, D.D.S., Ph.D.
Katholische Universität von Rio Grande do Sul-Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasilien.
Nilza Pereira Da Costa, D.D.S., Ph.D.
Katholische Universität von Rio Grande do Sul-Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasilien.
Alessandra Mattos, T.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Aparecida Maria Marques, D.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Marleny Gerbi, D.D.S., Ph.D.
Bundesuniversität von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
André Carlos Freitas, D.D.S., M.S., Ph.D.
BundesuniversitÃ?t von Bahia, Salvador, Bahia, Brasilien.
Zielsetzung: Das Ziel dieser Studie war es, die Wirkung der Lasertherapie (Î" = 780 nm) auf Knochengewebe zu untersuchen, das ionisierender Strahlung ausgesetzt wurde.
Hintergrunddaten: Die Biostimulationswirkung des Lasers in normalem Knochengewebe konnte bereits erfolgreich nachgewiesen werden; ihre Wirkung auf Knochengewebe, das einer Strahlentherapie unterzogen wurde, ist jedoch noch nicht untersucht worden.
Die Methoden: Zweiundzwanzig Wistar-Ratten wurden nach dem Zufallsprinzip in vier Gruppen eingeteilt: Gruppe I, Kontrollgruppe (n = 4), die nur bestrahlt wurde; Gruppe II, Laserbeginn 1 Tag vor der Strahlentherapie (n = 6); Gruppe III, Laserbeginn unmittelbar nach der Strahlentherapie (n = 6); Gruppe IV, Laserbeginn 4 Wochen nach der Strahlentherapie (n = 6). Als Quelle der ionisierenden Strahlung wurde Kobalt 60 verwendet, das in einer Einzeldosis von 3000 cGy auf den Oberschenkelknochen aufgetragen wurde. Die Lasergruppen erhielten sieben Anwendungen mit einem 48-Stunden-Intervall in vier Punkten pro Sitzung mit DE = 4 J/cm2, P = 40 mW, t = 100 s und einem Strahldurchmesser von 0,04 cm2. Alle Tiere wurden 6 Wochen nach der Strahlentherapie getötet.
Ergebnisse: Die klinische Untersuchung zeigte kutane Erosionen bei den Versuchsgruppen (II, III und IV) ab der 6. Woche nach der Strahlentherapie. Die radiologischen Befunde zeigten eine höhere Knochendichte in den Gruppen II und IV (p < 0,05) im Vergleich zur Kontrollgruppe. Die Ergebnisse zeigten ferner eine Zunahme der Knochenmarkzellen und der Anzahl der Osteozyten und Haversschen Kanäle in den Versuchsgruppen II und IV (p < 0,05). Es wurde auch eine Zunahme der osteoblastischen Aktivität in den Gruppen II, III und IV festgestellt (p < 0,05).
Schlussfolgerungen: Die Lasertherapie auf Knochengewebe bei Ratten zeigte eine positive biostimulative Wirkung, insbesondere wenn sie vor oder 4 Wochen nach der Strahlentherapie angewendet wurde. Allerdings sollte der Einsatz des Lasers bei den oben genannten Parametern aufgrund von Epithelerosionen mit Vorsicht eingesetzt werden.
Photoengineering von Knochenreparaturprozessen
Apr 2006, Band 24, Nr. 2: 169-178, Photomedizin und Laserchirurgie
Dr. Antonio Luiz B. Pinheiro, Dr. med. Antonio Luiz B. Pinheiro, D.D.S., Ph.D.
Laserzentrum, FakultÃ?t fÃ?r Zahnmedizin, Abteilung fÃ?r Propedêutica und ClÃnica Integrada, Universidade Federal da Bahia, Canela Salvador, BA, Salvador, Brasilien. Institut fÃ?r Forschung und Entwicklung, Universidade do Vale do ParaÃba, SË�o José dos Campos, SP, Brasilien.
Marleny Elizabeth M.M. Gerbi, Ph.D.
Departamento de Prótese e Cirurgia Buco Facial, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal de Pernambuco, Recife, PE, Brasilien.
Zielsetzung: Diese Arbeit soll den Stand der Technik in Bezug auf das Photo-Engineering der Knochenreparatur mittels Lasertherapie darstellen. Hintergrunddaten: Die Lasertherapie wurde als ein wichtiges Instrument zur positiven Stimulation von Knochen sowohl in vivo als auch in vitro beschrieben. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die photophysikalischen und photochemischen Eigenschaften einiger Wellenlängen in erster Linie für die Gewebereaktionen verantwortlich sind. Die Verwendung korrekter und geeigneter Parameter hat sich bei der Förderung eines positiven biomodulativen Effekts bei der Knochenheilung als wirksam erwiesen. Die Methoden: Es wird eine Reihe von Beiträgen über die Auswirkungen der Lasertherapie auf Knochenzellen und -gewebe vorgestellt, und es werden neue und vielversprechende Protokolle vorgestellt, die von unserer Gruppe entwickelt wurden.
Ergebnisse: Die Ergebnisse unserer und anderer Studien weisen darauf hin, dass Knochen, die hauptsächlich mit Infrarot (IR)-Wellenlängen bestrahlt werden, im Vergleich zu nicht bestrahlten Knochen eine erhöhte osteoblastische Proliferation, Kollagenablagerung und Knochenneubildung aufweisen. Darüber hinaus ist die Wirkung der Lasertherapie wirksamer, wenn die Behandlung in frühen Stadien durchgeführt wird, wenn eine hohe Zellproliferation auftritt. Vaskuläre Reaktionen auf die Lasertherapie wurden ebenfalls als einer der möglichen Mechanismen vorgeschlagen, die für die nach der Lasertherapie beobachteten positiven klinischen Ergebnisse verantwortlich sind. Es ist immer noch unsicher, ob die Knochenstimulation durch Laserlicht eine allgemeine Wirkung ist oder ob die isolierte Stimulation von Osteoblasten möglich ist.
Schlussfolgerung: Es ist möglich, dass die Wirkung der Lasertherapie auf die Knochenregeneration nicht nur von der Gesamtbestrahlungsdosis, sondern auch von der Bestrahlungszeit und dem Bestrahlungsmodus abhängt. Die Schwellenparameter Energiedichte und Intensität sind biologisch unabhängig voneinander. Diese Unabhängigkeit erklärt den Erfolg und das Scheitern der Lasertherapie bei niedrigen Energiedichtewerten.
Khadra M, Kassem N, Haanaes H R, Ellingsen J E, Lyngstadaas S P.
Verbesserung der Knochenbildung bei Schädelknochendefekten bei Ratten unter Anwendung der Niedrig-Energie-Lasertherapie.
Oralchirurgische Operation Oral Med Oral Pathol Oral Endod. 2004; 97: 693-700.
Das Ziel der Studie von Khadra war es, die Wirkung der Lasertherapie mit GaAlAs auf die Einheilung und Befestigung von Titanimplantaten im Knochen zu untersuchen. Diese Studie wurde als Tierversuch von 8 Wochen Dauer mit einem verblindeten, placebokontrollierten Design durchgeführt. Zwei münzförmige Titanimplantate mit einem Durchmesser von 6,25 mm und einer Höhe von 1,95 mm wurden in den kortikalen Knochen in jeder proximalen Tibia von zwölf neuseeländischen Kaninchen (n=48) implantiert. Die Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip in bestrahlte und Kontrollgruppen eingeteilt. Der Laser wurde unmittelbar nach der Operation eingesetzt und an 10 aufeinander folgenden Tagen täglich durchgeführt. Die Tiere wurden nach 8 Wochen der Heilung getötet. Die mechanische Festigkeit der Verbindung zwischen dem Knochen und 44 Titanimplantaten wurde mit einem Zugausziehversuch bewertet. Anschließend wurde eine histomorphometrische Analyse der vier verbliebenen Implantate von vier Kaninchen durchgeführt. Zur Analyse von Kalzium und Phosphor auf der Implantat-Testoberfläche nach dem Zugversuch wurde eine energiedispersive Röntgenmikroanalyse durchgeführt. Die in Newton gemessenen mittleren ZugkrÃ?fte der bestrahlten Implantate und Kontrollen betrugen 14,35 (SD±4,98) bzw. 10,27 (SD±4,38), was auf einen Gewinn an funktionellem Attachment nach 8 Wochen nach der Laserbestrahlung hindeutet.
Die histomorphometrische Auswertung deutete darauf hin, dass die bestrahlte Gruppe mehr Knochen-Implantat-Kontakt hatte als die Kontrollen. Die Gewichtsprozents�tze von Kalzium und Phosphor waren in der bestrahlten Gruppe im Vergleich zu den Kontrollen signifikant höher, was darauf hindeutet, dass die Knochenreifung in der bestrahlten Gruppe schneller ablief.
Wirkung des Gaalas-Lasers mit niedriger Leistung (660 Nm) auf Knochenstruktur und Zellaktivität: Eine tierexperimentelle Studie
Nicola RA, Jorgetti V, Rigau J, Pacheco MT, dos Reis LM, Zangaro RA. Vale der Paraiba-Universität, Sao Jose dos Campos, SP, Brasilien.
Die Low-Level-Lasertherapie (LLLT) wird zunehmend bei der Regeneration von Weichgewebe eingesetzt. Bei der Regeneration von Hartgewebe konnte bereits gezeigt werden, dass der Biomodulationseffekt von Lasern Knochen schneller repariert. Wir untersuchten die Aktivität in Knochenzellen nach LLLT in der Nähe des Ortes der Knochenverletzung. Die Oberschenkelknochen von 48 Ratten wurden perforiert (24 in der bestrahlten Gruppe und 24 in der Kontrollgruppe), und die bestrahlte Gruppe wurde am 2., 4., 6. und 8. Tag nach der Operation (DAS) mit einem GaAlAs-Laser von 660 nm, 10 J/cm2 bestrahlt. Wir führten eine histomorphometrische Analyse des Knochens durch. Wir fanden heraus, dass die Aktivität in der bestrahlten Gruppe höher war als in der Kontrollgruppe: (a) Knochenvolumen bei 5 DAS (p=0,035); (b) osteoblastäre Oberfläche bei 15 DAS (p=0,0002); (c) Mineralanlagerungsrate bei 15 und 25 DAS (p=0,0008 und 0,006); (d) osteoklastäre Oberfläche bei 5 DAS und 25 DAS (p=0,049 und p=0,0028); und (e) erodierte Oberfläche (p=0,0032).
Wir kamen zu dem Schluss, dass die LLLT die Aktivität in den Knochenzellen (Resorption und Bildung) um die Reparaturstelle herum erhöht, ohne die Knochenstruktur zu verändern.
Osseointegration enossaler Keramikimplantate nach postoperativem Low-Power-Laser
Stimulierung: Eine vergleichende In-Vivo-Studie
Guzzardella GA, Torricelli P, Nicoli-Aldini N, Giardino R.
Abteilung für Experimentelle Chirurgie/Codivilla-Putti-Forschungsinstitut, Orthopädisches Institut Rizzoli, Bologna, Italien.
Klinische orale Implantate Res. 2003 Apr;14(2):226-32.
Die Stimulation mit einem Niederleistungslaser (LPL) kann die Knochenreparatur verbessern, wie in experimentellen Studien über Knochendefekte und Frakturheilung berichtet wurde. Es liegen nur wenige Daten über den Einsatz der postoperativen LPL-Stimulation zur Verbesserung der Osseointegration enossaler Implantate in der orthopädischen und zahnärztlichen Chirurgie vor. Für die vorliegende Studie wurde ein in vivo-Modell verwendet, um zu beurteilen, ob die LPL-Stimulation mit Ga-Al-As (780 nm) die Osseointegration von Biomaterialien verbessern kann. Nach dem Bohren von Löchern wurden zylindrische Implantate aus Hydroxylapatit (HA) in die beiden distalen Femurknochen von 12 Kaninchen gesetzt. Ab dem ersten postoperativen Tag und für 5 aufeinanderfolgende Tage wurden die linken Femurknochen aller Kaninchen einer LPL-Behandlung (LPL-Gruppe) mit den folgenden Parametern unterzogen: 300 J/cm2, 1 W, 300 Hz, pulsierende Emission, 10 min. Die rechten Oberschenkelknochen wurden scheinbehandelt (Kontrollgruppe). Drei und 6 Wochen nach der Implantation wurden histomorphometrische und Mikrohärtemessungen durchgeführt. Ein höherer Affinitätsindex wurde an der HA-Knochengrenzfläche in der LPL-Gruppe nach 3 (P<0,0005) und 6 Wochen (P<0,001) beobachtet; ein signifikanter Unterschied in der Knochenmikrohärte wurde in der LPL-Gruppe gegenüber der Kontrollgruppe festgestellt (P<0,01). Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die postoperative LPL-Behandlung die Knochen-Implantat-Schnittstelle verbessert.
Titan-Implantate
Klinische orale Implantate Res. 2004; 15 (3): 325-332.
Khadra M, Ronold H J, Lyngstadaas S P, Ellingsen J E, Haanaes H R.
Diese Studie wurde als Tierversuch von 8 Wochen Dauer mit einem verblindeten, placebokontrollierten Design durchgeführt. Zwei münzförmige Titanimplantate mit einem Durchmesser von 6,25 mm und einer Höhe von 1,95 mm wurden in den kortikalen Knochen in jeder proximalen Tibia von zwölf weißen neuseeländischen Kaninchenweibchen (n=48) implantiert. Die Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip in bestrahlte und Kontrollgruppen eingeteilt. Die LLLT wurde unmittelbar nach der Operation eingesetzt und an 10 aufeinander folgenden Tagen täglich durchgeführt. Die Tiere wurden nach 8 Wochen der Heilung geopfert. Die mechanische Festigkeit des Attachments zwischen dem Knochen und 44 Titanimplantaten wurde mit einem Zugausziehversuch bewertet. Anschließend wurde eine histomorphometrische Analyse der vier verbliebenen Implantate von vier Kaninchen durchgeführt. Zur Analyse von Kalzium und Phosphor auf der Implantat-Testoberfläche nach dem Zugversuch wurde eine energiedispersive Röntgenmikroanalyse durchgeführt. Die in Newton gemessenen mittleren Zugkräfte der bestrahlten Implantate und Kontrollen betrugen 14,35 (SD+/-4,98) bzw. 10,27 (SD+/-4,38), was auf einen Gewinn an funktionellem Attachment nach 8 Wochen nach der LLLT schließen lässt (P=0,013).
Die histomorphometrische Auswertung deutete darauf hin, dass die bestrahlte Gruppe mehr Knochen-Implantat-Kontakt hatte als die Kontrollen. Die Gewichtsprozentsätze von Kalzium und Phosphor waren in der bestrahlten Gruppe im Vergleich zu den Kontrollen (P=0,037) bzw. (P=0,034) signifikant höher, was darauf hindeutet, dass die Knochenreifung im bestrahlten Knochen schneller voranschreitet. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die LLLT einen günstigen Einfluss auf die Einheilung und Befestigung von Titanimplantaten haben könnte.
Die Lasertherapie spielt eine Rolle bei der Knochenheilung
Laser Chirurgie Med. 1998; 22: 97-102.
Luger et al. untersuchten die Wirkung des HeNe-Lasers auf die Heilung von Schienbeinknochenfrakturen bei Ratten.
63 J (35mW) wurden täglich transkutan über das Frakturgebiet verabreicht. Nach 4 Wochen wurde die Tibia entfernt und unter Spannung bis zum Versagen getestet. Es zeigte sich, dass die maximale Belastung bei Versagen und die strukturelle Steifheit der Tibia in der bestrahlten Gruppe signifikant erhöht war, während die maximale Dehnungsbelastung reduziert war. Darüber hinaus wurde bei vier Frakturen in der Kontrollgruppe eine grobe Nicht-Verbindung gefunden, während in der bestrahlten Gruppe keine gefunden wurde.
Computergestützte morphometrische Beurteilung des Effekts der Low-Level-Lasertherapie auf die Knochenreparatur: Eine tierexperimentelle Studie
Silva Júnior AN, Pinheiro AL, Oliveira MG, Weismann R, Ramalho LM, Nicolau RA. J Clin Laser Med Surg. 2002; 20: 83-87
Ziel dieser Studie war die morphometrische Bewertung der Menge an neu gebildetem Knochen nach GaAlAs-Laserbestrahlung von Operationswunden, die im Oberschenkelknochen von Ratten entstanden sind. Die Low-Level-Lasertherapie (LLLT) wurde aufgrund ihrer biomodulatorischen Effekte auf verschiedene biologische Gewebe in verschiedenen medizinischen Fachgebieten eingesetzt. Aufgrund widersprüchlicher Berichte ist die LLLT jedoch nach wie vor umstritten.
Dies ist eine direkte Folge der unterschiedlichen Methoden, die in diesen Arbeiten verwendet werden. In dieser Studie wurden 40 Wistar-Ratten in vier Gruppen zu je 10 Tieren aufgeteilt: Gruppe A (12 Sitzungen, 4,8 J/cm2 pro Sitzung, Beobachtungszeit von 28 Tagen); Gruppe C (drei Sitzungen, 4,8 J/cm2 pro Sitzung, Beobachtungszeit von 7 Tagen). Die Gruppen B und D fungierten als nicht bestrahlte Kontrollen. Die Proben wurden routinemäßig zu Wachs verarbeitet, mit einer Dicke von 6 Mikrometern geschnitten und mit H&E gefärbt. Für die computergestützte Morphometrie wurde die Software Imagelab verwendet.
ERGEBNISSE: Die computerisierte Morphometrie zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den Bereichen mit mineralisiertem Knochen in den Gruppen C und D (p = 0,017). Es gab keinen Unterschied zwischen den Gruppen A und B (28 Tage; p = 0,383).
Auswirkungen des sichtbaren NIR-Lasers mit niedriger Intensität auf die Implantat-Osseointegration In Vivo
Laser Med Surg Abstract-Ausgabe, 2002: 11.
Blay A, Blay C C, Groth E B et al.
Die Auswirkungen von 680- und 830-nm-Lasern auf die Osseointegration wurden von Blay untersucht. 30 erwachsene Ratten wurden in drei Gruppen aufgeteilt; zwei Lasergruppen und eine Kontrollgruppe. Den Ratten in den beiden Lasergruppen wurden Frialit-2-Implantate aus Reintitan in jede proximale Metaphyse ihrer jeweiligen Tibia implantiert, die mit einem Drehmoment von 40 Ncm eingebracht wurden. Die anfängliche Stabilität wurde mit Hilfe eines Resonanzfrequenzanalysators überwacht. Es wurden zehn Bestrahlungen im Abstand von 48 Stunden mit 4 J/cm2 an zwei Punkten durchgeführt, die unmittelbar nach der Operation begannen. Die Resonanzfrequenzanalyse zeigte einen signifikanten Unterschied zwischen den Frequenzwerten nach 3 und 6 Wochen im Vergleich zur Kontrolle. Nach 6 Wochen war das Entfernungsdrehmoment in den Lasergruppen viel höher als in der Kontrollgruppe.
Knochenreparatur der periapikalen Läsionen, die mit Laser niedriger Intensität behandelt wurden oder nicht (Wellenlänge=904 nm)
Laserchirurgie Med. Kurzfassung Ausgabe 2002. Kurzfassung 303.
Sousa G R, Ribeiro M S, Groth E B.
Die Wirkung der Knochenreparatur bei periapikalen Läsionen wurde von Sousa [] untersucht. 15 Patienten mit insgesamt 18 periapikalen Läsionen wurden in zwei Gruppen aufgeteilt. Eine Gruppe erhielt eine endodontische Behandlung und/oder eine periapikale Operation. Die Patienten der anderen Gruppe wurden der gleichen Prozedur unterzogen und zusätzlich wurden die Läsionen mit einem GaAs-Laser, 11 mW, 9 J/cm2, bestrahlt. Diese Therapie wurde in 10 Sitzungen mit einem Intervall von 72 Stunden durchgeführt. Die Knochenregeneration wurde durch eine Röntgenuntersuchung beurteilt. Die Ergebnisse zeigten einen signifikanten Unterschied zwischen der Laser- und der Kontrollgruppe zu Gunsten der Lasergruppe.
Low-Power-Laserbestrahlung verbessert die histomorphometrischen Parameter und die Organisation der Knochenmatrix bei der Wundheilung von Tibia bei Ratten
Garavello-Freitas I, Baranauskas V, Joazeiro PP, Padovani CR, Dal Pai-Silva M, da Cruz-Hofling MA. Faculdade de Engenharia Eletrica e Computacao, Departamento de Semicondutores Instrumentos e Fotonica, Universidade Estadual de Campinas, Av. Albert Einstein N.400, 13 083- 970 Campinas, SP, Brasilien.J Photochem Photobiol B. 2003 Mai-Juni;70(2):81-9.
Der Einfluss täglicher Energiedosen von 0,03, 0,3 und 0,9 J He-Ne-Laserbestrahlung auf die Reparatur chirurgisch erzeugter Schienbeinschäden wurde an Wistar-Ratten untersucht. Die Laserbehandlung wurde 24 h nach dem Trauma eingeleitet und 7 oder 14 Tage lang täglich in zwei Gruppen von neun Ratten fortgesetzt (n=3 pro Laserdosis und Periode). Es wurden zwei Kontrollgruppen (je n=9) mit verletzten Tibiae eingesetzt. Der Heilungsverlauf wurde mittels morphometrischer Analyse des Trabekelbereichs überwacht. Die Organisation der Kollagenfasern in der Knochenmatrix und die Histologie des Gewebes wurden mit der Picrosirius-Polarisationsmethode und dem Masson-Trichrom ausgewertet. Nach 7 Tagen zeigte sich im Vergleich zu den Kontrollen eine signifikante Zunahme im Bereich der neoformierten Trabekel in den mit 0,3 und 0,9 J bestrahlten Tibiae. Bei einer täglichen Dosis von 0,9 J (15 Minuten Bestrahlung pro Tag) zeigte die 7-Tage-Gruppe eine signifikante Zunahme des trabekulären Knochenwachstums im Vergleich zur 14-Tage-Gruppe. Die Laserbestrahlung bei der Tagesdosis von 0,3 J bewirkte jedoch keine signifikante Abnahme der trabekulären Fläche der 14-Tage-Gruppe im Vergleich zur 7-Tage-Gruppe, jedoch gab es eine signifikante Zunahme der trabekulären Fläche der 15-Tage-Kontrollen im Vergleich zu den 8-Tage-Kontrollen. Die Bestrahlung erhöhte die Anzahl der hypertrophen Osteoklasten im Vergleich zu den nicht bestrahlten verletzten Tibiae (Kontrollen) an den Tagen 8 und 15.
Die Picrosirius-Polarisationsmethode zeigte unabhängig von der Dosis Banden paralleler Kollagenfasern (parallelfaseriger Knochen) an der Reparaturstelle der 14 Tage bestrahlten Tibiae. Diese Organisation verbesserte sich im Vergleich zu 7-Tage bestrahlten Tibiae und Kontroll-Tibiae. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Low-Level-Lasertherapie das Wachstum des Trabekelbereichs und die gleichzeitige Invasion von Osteoklasten während der ersten Woche stimulierte und die Organisation des Matrix-Kollagens (parallele Ausrichtung der Fasern) in einer zweiten Phase beschleunigte, die bei den nicht bestrahlten Kontroll-Tibiae im gleichen Zeitraum nicht beobachtet wurde. Die aktiven Osteoklasten, die in die Regenerationsstelle eindrangen, waren wahrscheinlich für die Abnahme der trabekulären Fläche bis zum vierzehnten Tag der Bestrahlung verantwortlich.
Wirkung von 830-Nm-Laserlicht auf die Reparatur von Knochendefekten, die mit anorganischem Rinderknochen und entkalkter kortikaler Knochenmembran transplantiert wurden
Barbos Pinheiro AL, Limeira Junior Fde A, Marquez Gerbi ME, Pedreira Ramalho LM, Marzola C, Carneiro Ponzi EA, Oliveira Soares A, Bandeira De Carvalho LC, Vieira Lima HC, Oliveira Goncalves T. Laser Center, School of Dentistry, Federal University of Bahia, Salvador, Brasilien.
J Clin Laser Med Surg. 2003 Dez;21(6):383-8.
ZIEL: Ziel dieser Studie war die histologische Beurteilung der Wirkung der LLLT (lambda830 nm) auf die Reparatur von standardisierten Knochendefekten am Oberschenkelknochen von Wistar-Albinus-Ratten, die in anorganischen Rinderknochen transplantiert wurden und mit entkalkter boviner kortikaler Knochenmembran assoziiert sind oder nicht.
HINTERGRUNDDATEN: Knochenverlust kann die Folge verschiedener Pathologien, eines Traumas oder als Folge chirurgischer Eingriffe sein. Dies führte zu umfangreichen Studien über den Prozess der Knochenreparatur und zur Entwicklung von Techniken zur Korrektur von Knochendefekten, einschließlich der Verwendung verschiedener Arten von Transplantaten, Membranen und der Verbindung beider Techniken. In der Literatur gibt es Belege für die positive Wirkung der LLLT auf die Heilung von Weichteilwunden. Seine Wirkung auf den Knochen ist jedoch nicht vollständig verstanden. MATERIALIEN UND METHODEN: Fünf randomisierte Gruppen wurden untersucht: Gruppe I (Kontrolle); Gruppe IIA (Gen-ox); Gruppe IIB (Gen-ox + LLLT); Gruppe IIIA (Gen-ox + Gen-derm) und Gruppe IIIB (Genox + Gen-derm + LLLT). Knochendefekte entstanden am Oberschenkelknochen der Tiere und wurden entsprechend der Gruppe behandelt. Die Tiere der bestrahlten Gruppen wurden 15 Tage lang alle 48 Stunden bestrahlt; die erste Bestrahlung erfolgte unmittelbar nach dem chirurgischen Eingriff. Die Tiere wurden an vier Punkten um den Defekt herum transkutan bestrahlt. An jedem Punkt wurde eine Dosis von 4 J/cm2 verabreicht (phi ca. 0,6 mm, 40 mW), und die Gesamtdosis pro Sitzung betrug 16 J/cm2. Die Tiere wurden 15, 21 und 30 Tage nach der Operation vorbehaltlos getötet. Die Proben wurden routinemäßig zu Wachs verarbeitet, seriell geschnitten und mit H&E- und Picrosirius-Färbung gefärbt und lichtmikroskopisch analysiert.
ERGEBNISSE: Die Ergebnisse zeigten Hinweise auf eine fortgeschrittenere Reparatur bei den bestrahlten Gruppen im Vergleich zu den nicht bestrahlten. Die Reparatur der bestrahlten Gruppen war sowohl durch eine erhöhte Knochenbildung als auch durch eine erhöhte Menge an Kollagenfasern um das Transplantat herum innerhalb der Kavität seit dem 15. Tag nach der Operation gekennzeichnet, und zwar durch die Analyse der osteokonduktiven Kapazität des Gen-ox und das Inkrement der kortikalen Reparatur in Proben mit Gen-derm-Membran.
SCHLUSSFOLGERUNG: Es wird der Schluss gezogen, dass sich die LLLT positiv auf die Reparatur des Knochendefektes auswirkte, als die Implantation des Transplantats beantragt wurde.
Auswirkungen der Pulsfrequenz der Low-Level-Lasertherapie (LLLT) auf die Bildung von Knochenknötchen in Kalvarienzellen von Ratten
Ueda Y, Shimizu N.
Abteilung für Kieferorthopädie, Nihon University School of Dentistry in Matsudo Chiba, Japan. J Clin Laser Med Surg. 2003 Okt;21(5):271-7.
ZIEL: Ziel dieser Studie war es, die Wirkung von Pulsfrequenzen der Low-Level-Lasertherapie (LLLT) auf die Knochenknötchenbildung in Kalvarienzellen von Ratten in vitro zu bestimmen.
HINTERGRUNDDATEN: Verschiedene photobiostimulatorische Effekte der LLLT, einschließlich der Knochenbildung, wurden durch einige Bestrahlungsfaktoren wie Gesamtenergiedosis, Bestrahlungsphase, Laserspektrum und Leistungsdichte beeinflusst. Die Auswirkungen der während der Laserbestrahlung verwendeten Pulsfrequenzen auf die Knochenbildung sind jedoch nicht aufgeklärt worden.
MATERIALIEN UND METHODEN: Osteoblasten-ähnliche Zellen, die aus fetalen Rattenkalvarien isoliert wurden, wurden einmal mit einem niederenergetischen Ga-Al-As-Laser (830 nm, 500 mW, 0,48-3,84 J/cm2) in vier verschiedenen Bestrahlungsmodi bestrahlt: kontinuierliche Bestrahlung (CI) und gepulste 1-, 2- und 8-Hz-Bestrahlung (PI-1, PI-2, PI-8). Wir untersuchten dann die Auswirkungen auf die Zellproliferation, die Knochen-Knötchen-Bildung, die Aktivität der alkalischen Phosphatase (ALP) und die ALP-Genexpression.
ERGEBNISSE: Die Laserbestrahlung in allen vier Gruppen stimulierte im Vergleich zur Nicht-Bestrahlungs-Gruppe signifikant die zelluläre Proliferation, die Knochenknötchenbildung, die ALP-Aktivität und die ALP-Genexpression. Bemerkenswert ist, dass die PI-1- und -2-Befeldung diese Faktoren im Vergleich zu den CI- und PI-8-Gruppen deutlich stimulierte, und die PI-2-Befeldung war der beste Ansatz für die Knochenknotenbildung unter den gegenwärtigen experimentellen Bedingungen.
SCHLUSSFOLGERUNG: Da niederfrequente gepulste Laserbestrahlung die Knochenbildung in vitro signifikant stimuliert, ist es sehr wahrscheinlich, dass die Pulsfrequenz der LLLT ein wichtiger Faktor ist, der die biologischen Reaktionen bei der Knochenbildung beeinflusst.
Wirkung von Low-Level-Laserbestrahlung auf die Osteoglycin-Genexpression in Osteoblasten
Hamajima S, Hiratsuka K, Kiyama-Kishikawa M, Tagawa T, Kawahara M, Ohta M, Sasahara H, Abiko Y.
Nihon-Universität Schule für Zahnmedizin in Matsudo, Chiba, Japan.
Lasers Med Sci. 2003;18(2):78-82.
In vielen Studien wurde versucht, den Mechanismus der biostimulierenden Effekte von Laserbestrahlung niedriger Intensität (LLLI) aufzuklären, aber die molekulare Grundlage dieser Effekte bleibt unklar. Wir untersuchten die stimulierende Wirkung von LLLI auf die Knochenbildung während der frühen Proliferationsphase von kultivierten osteoblastischen Zellen. Eine aus der Kalvaria der Maus stammende osteoblastische Zelllinie, MC3T3-E1, wurde zur Durchführung einer cDNA-Mikroarray-Hybridisierung verwendet, um Gene zu identifizieren, die die Expression durch LLLI im frühen Stadium induzierten. Unter den Genen, die mindestens eine zweifach erhöhte Expression zeigten, war das Osteoglycin/Mimecan-Gen 2,3-fach um 2 h nach dem LLLI hochreguliert. Osteoglycin ist ein kleines leucinreiches Proteoglykan (SLRP) der extrazellulären Matrix, das früher als osteoinduktiver Faktor bezeichnet wurde. SLRP sind reichlich in der Knochenmatrix, in Knorpelzellen und im Bindegewebe enthalten und sollen die Zellproliferation, -differenzierung und -adhäsion in enger Verbindung mit Kollagen und vielen anderen Wachstumsfaktoren regulieren. Wir untersuchten die zeitbezogene Expression dieses Gens durch LLLI mit einer Methode der reversen Transkriptionspolymerase-Kettenreaktion (RTPCR), genauer gesagt mit einer Real-Time-PCR-Methode, und fanden Erhöhungen von 1,5-2-fachem bei 2-4 h nach LLLI im Vergleich zu den nicht bestrahlten Kontrollen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die erhöhte Expression des Osteoglycin-Gens durch LLLI in der frühen Proliferationsphase von kultivierten osteoblastischen Zellen eine wichtige Rolle bei der Stimulation der Knochenbildung im Zusammenspiel mit Matrixproteinen und Wachstumsfaktoren spielen könnte.
Wirkung von Low-Power-Laserbestrahlung auf knöcherne Implantatbereiche
Dortbudak O, Haas R, Mailath-Pokorny G.
Abteilung für Oralchirurgie, Zahnmedizinische Fakultät, Universität Wien, Österreich.
Klinische orale Implantate Res. 2002 Jun;13(3):288-92.
Diese Studie wurde konzipiert, um die Auswirkungen einer niederenergetischen Laserbestrahlung auf Osteozyten und Knochenresorption an knöchernen Implantationsstellen zu untersuchen. In der Studie wurden fünf männliche Paviane mit einem Durchschnittsalter von 6,5 Jahren verwendet. In jeden Beckenkamm wurden vier Löcher zur Aufnahme von Implantaten gebohrt. Die Stellen auf der linken Seite wurden unmittelbar nach dem Bohren und der Insertion von vier sandgestrahlten und geätzten (Frialit-2 Synchro) Implantaten für 1 Minute (6 Joule) mit einem niederenergetischen 100-mW-Laser (690 nm) bestrahlt. Fünf Tage später wurde der Knochen en bloc entfernt und histomorphometrisch ausgewertet. Die durchschnittliche Osteozytenzahl pro Flächeneinheit betrug 109,8 Zellen in der bestrahlten Gruppe im Vergleich zu 94,8 Zellen in der Kontrollgruppe. Da die intra-individuellen Zellzahlen stark variierten, wurde die Osteozyten-Viabilität zur Auswertung herangezogen. In der bestrahlten Gruppe wurden lebensfähige Osteozyten in 41,7% der Lücke gefunden, gegenüber 34,4% in der nicht-bestrahlten Gruppe. Dieser Unterschied war bei P < 0,027 statistisch signifikant. Die gesamte Resorptionsfläche, erodierte Oberfläche, betrug 24,9% in der Kontrollgruppe gegenüber 24,6% in der bestrahlten Gruppe. Dieser Unterschied war statistisch nicht signifikant. Diese Studie zeigte, dass die Osteozyten-Vitalität in den Proben, die unmittelbar nach dem Bohren der Implantationsstelle und der Implantatinsertion einer Laserbestrahlung unterzogen wurden, im Vergleich zu den Kontrollstellen signifikant höher war. Dies kann positive Auswirkungen auf die Integration der Implantate haben. Die Knochenresorptionsrate wurde dagegen durch die Laserbestrahlung nicht beeinflusst.
Lasertechnologie in der Orthopädie: Vorstudie zur Low-Power-Lasertherapie zur Verbesserung der Grenzfläche Knochen-Biomaterial
Guzzardella GA, Torricelli P, Nicoli Aldini N, Giardino R.
Abteilung für experimentelle Chirurgie, Forschungsinstitut Codivilla Putti, Bologna, Italien.
Int J Artif Organe. 2001 Dez;24(12):898-902.
Low Power Laser (LPL) scheint die Heilung von Knochendefekten und -frakturen zu fördern. Die Wirkung von LPL in anderen orthopädischen Bereichen wie der Osteointegration von implantierten Knochenprothesen ist noch unklar. In der vorliegenden Studie wurde anhand von 12 Kaninchen untersucht, ob die LPL-Stimulation mit Ga-Al-As (780 nm) positive Auswirkungen auf die Osteointegration hat. Zylindrische Nägel aus Hydroxylapatit (HA) wurden in beide distalen Femurknochen von Kaninchen gebohrt. Ab dem postoperativen Tag 1 und an 5 aufeinanderfolgenden Tagen wurde die linke Femur aller Kaninchen einer LPL-Behandlung (Laser Group-LG) mit den folgenden Parametern unterzogen: 300 Joule/cm2, 1 Watt, 300 Hertz, pulsierende Emission, 10 Minuten. Der rechte Oberschenkelknochen wurde scheinbehandelt (Kontrollgruppen-CG). Nach 4 und 8 Wochen nach der Implantation wurde durch histologische und histomorphometrische Untersuchungen der Knochen-Biomaterial-Kontakt ausgewertet. Die Histomorphometrie zeigte einen höheren Grad der Osteointegration an der HA-Knochen-Grenzfläche in der LG-Gruppe nach 4 (p < 0,0005) und 8 Wochen (p < 0,001). Diese vorläufigen positiven Ergebnisse scheinen die Hypothese zu unterstützen, dass die LPL-Behandlung als ein gutes Mittel zur Verbesserung der Knochen-Implantat-Grenzfläche in der orthopädischen Chirurgie angesehen werden kann.
Klinische orale Implantate Res. 2004 Jun;15(3):325-32.
Die Low-Level-Lasertherapie stimuliert die Knochen-Implantat-Interaktion: Eine experimentelle Studie an Kaninchen
Khadra M, Ronold HJ, Lyngstadaas SP, Ellingsen JE, Haanaes HR.
Abteilung für Oralchirurgie und Oralmedizin, Fakultät für Zahnmedizin, Universität Oslo, Oslo, Norwegen.
Ziel der vorliegenden Studie war es, die Wirkung einer Low-Level-Lasertherapie (LLLT) mit einem Gallium-Aluminium-Arsenid (GaAlAs)-Diodenlasergerät auf die Einheilung und Befestigung von Titanimplantaten im Knochen zu untersuchen. Diese Studie wurde als Tierversuch von 8 Wochen Dauer mit einem verblindeten, placebokontrollierten Design durchgeführt. Zwei münzförmige Titanimplantate mit einem Durchmesser von 6,25 mm und einer Höhe von 1,95 mm wurden in den kortikalen Knochen in jeder proximalen Tibia von zwölf weißen neuseeländischen Kaninchenweibchen (n=48) implantiert. Die Tiere wurden nach dem Zufallsprinzip in bestrahlte und Kontrollgruppen eingeteilt. Die LLLT wurde unmittelbar nach der Operation eingesetzt und an 10 aufeinander folgenden Tagen täglich durchgeführt. Die Tiere wurden nach 8 Wochen der Heilung getötet. Die mechanische Festigkeit des Attachments zwischen dem Knochen und 44 Titanimplantaten wurde mit einem Zugausziehversuch bewertet. Anschließend wurde eine histomorphometrische Analyse der vier verbliebenen Implantate von vier Kaninchen durchgeführt. Zur Analyse von Kalzium und Phosphor auf der Implantat-Testoberfläche nach dem Zugversuch wurde eine energiedispersive Röntgenmikroanalyse durchgeführt. Die in Newton gemessenen mittleren Zugkräfte der bestrahlten Implantate und Kontrollen betrugen 14,35 (SD+/-4,98) bzw. 10,27 (SD+/-4,38), was auf einen Gewinn an funktionellem Attachment nach 8 Wochen nach der LLLT schließen lässt (P=0,013). Die histomorphometrische Auswertung deutete darauf hin, dass die bestrahlte Gruppe mehr Knochen-Implantat-Kontakt hatte als die Kontrollen. Die Gewichtsprozentsätze von Kalzium und Phosphor waren in der bestrahlten Gruppe im Vergleich zu den Kontrollen (P=0,037) bzw. (P=0,034) signifikant höher, was darauf hindeutet, dass die Knochenreifung im bestrahlten Knochen schneller voranschreitet. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die LLLT einen günstigen Einfluss auf die Einheilung und Befestigung von Titanimplantaten haben könnte.
