Terapia de láser local, fotobiomodulación

Mecanismos de acción y requisitos para el éxito de la terapia con láser, la irradiación con láser

La terapia con láser, la fotobiomodulación, puede realizarse de forma local, reflectante, convencional o "complementaria". El método natural de curación holística está en primer plano, por lo que se integran funciones especiales y programas de frecuencia en los aparatos láser de RJ, por ejemplo para la terapia de resonancia láser.

Los siguientes puntos influyen en el éxito de la terapia:

1. potencia (y la densidad de potencia, W/cm2)
2. Cantidad correcta de energía (Joules/cm2)
3. Duración de la terapia
4. Modulación de frecuencia, información de frecuencia (Hz)
5. Lugar del tratamiento (local, reflexivo)

La medicina y la terapia con láser también se rigen por la ley Arndt Schulz (la llamada ley biológica), establecida por el psicólogo R. Arndt (1835-1900) y el farmacólogo H. Schulz (1853-1932).

    Los estímulos fuertes paralizan, destruyen
    Los estímulos medianos inhiben
    Los estímulos débiles promueven

La liberación de energía adecuada, aplicada en el destino correcto, puede armonizar de nuevo las funciones orgánicas perturbadas: No el más fuerte, sólo el estímulo soportado es el mejor, sino el más débil, que todavía produce una reacción suficientemente buena en el "destino".

La cantidad correcta de energía (J/cm2) en el destino
La pregunta decisiva se refiere a la cantidad suficiente de energía (generalmente 4-6 J/cm2) y, por supuesto, el destino. ¿Es superficial o profundo, puntual o extenso? ¿Llegan los fotones o la cantidad de energía necesaria al lugar de destino y en qué tiempo? ¿Es aceptable para el paciente el tiempo de terapia requerido o el terapeuta tiene que elegir otra clase de láser para compensar las pérdidas debidas a la mayor potencia?
El rayo láser se refleja, dispersa, absorbe y transmite dependiendo de la longitud de onda y el tejido. La fuerte absorción y reflexión tiene lugar por debajo de 600 nm y por encima de 950 nm, el tejido se sobrecalienta dependiendo de la potencia.

Rayo láser / tejido

Rayo láser / tejido y la penetración en el tejido, terapia láser

Comportamiento de la radiación en el tejido

Cada tejido tiene un comportamiento óptico especial. El rayo láser se refleja, dispersa, absorbe y transmite dependiendo de la longitud de onda y el tejido. Al aumentar la profundidad, la energía/potencia del láser disminuye y puede ser compensada por una mayor potencia o duración de la terapia.

Como ya se ha mencionado, la fuerte absorción y reflexión tiene lugar por debajo de 600 nm y por encima de 950 nm, el tejido se calienta dependiendo de la potencia.

La ventana óptica

La ventana óptica de la irradiación láser, la terapia láser cl. 3B y cl. 4

Longitudes de onda en la "ventana óptica" = profundidad de penetración óptima

La longitudes de onda de la mayoría de las longitudes de onda terapéuticamente probadas documentadas en la mayoría de los estudios se encuentran dentro de una "ventana óptica" para una profundidad de penetración óptima en respecto a la absorción más baja por el agua, la Hemoglobina, la melanina, para un efecto terapéutico óptimo.

Atenuación y penetración de la luz láser visible de 632,8 nm e infrarroja invisible de 904 nm en los tejidos blandos

Chukuka S. Enwemeka, Ph.D., FACSM
Department of Physical Therapy & Rehabilitation Sciences, University of Kansas Medical Center, Kansas City, KS, and Department of Veterans Affairs Medical Center, Kansas City, MO, U.S.A.

ABSTRACT
Estudiamos la profundidad de penetración y la magnitud de la atenuación de la luz de 632,8 nm y 904 nm en la piel, músculos, tendones y tejidos cartilaginosos de conejos vivos anestesiados. Se diseccionaron y prepararon muestras de tejido y se midió su grosor. Luego, se aplicó cada longitud de onda de luz. Simultáneamente, se utilizó un medidor de potencia para detectar y medir la cantidad de luz transmitida a través de cada tejido. Todas las mediciones se hicieron en la oscuridad para minimizar la interferencia de fuentes de luz extrañas. Para determinar la influencia de la frecuencia de los pulsos en la atenuación del haz, se utilizó la luz de 632,8 nm en dos ajustes predeterminados de la máquina; modo continuo y 100 pulsos por segundo (pps), con una relación de encendido y apagado de 1:1. De manera similar, la luz infrarroja de 904nm se aplicó utilizando dos ajustes predeterminados de la máquina: 292 pps y 2.336 pps. El análisis de regresión múltiple de los datos obtenidos mostró correlaciones positivas significativas entre el grosor de los tejidos y la atenuación de la luz (p < 0,001). Las pruebas de los estudiantes revelaron que la atenuación del haz se veía significativamente afectada por la longitud de onda. En conjunto, nuestros hallazgos justifican las conclusiones de que (1) Los músculos de la pantorrilla del conejo blanco de Nueva Zelanda atenúan la luz en proporción directa a su grosor. En este tejido, la atenuación de la luz no se ve afectada significativamente por la piel superpuesta, un hallazgo que puede ser aplicable a otros músculos. 2) La profundidad de penetración de una luz de 632,8 nm y 904 nm no está relacionada con la potencia media de la fuente de luz. La profundidad de penetración es la misma a pesar de la potencia media de la fuente de luz. (3) En comparación con la longitud de onda de 904nm, la luz de 632,8nm está más atenuada por el tejido muscular, lo que sugiere que se absorbe más fácilmente que la longitud de onda de 904nm o, por el contrario, que la longitud de onda de 904nm penetra más. Por lo tanto, la longitud de onda juega un papel fundamental en la profundidad de penetración de la luz.

Palabras clave: Terapia de Láser, Atenuación de la Luz, Asorción de la Luz.

Profundidad de penetración

Profundidad de penetración,terapia láser,  laser therapy cl. 4,
Profundidad de 808nm versus 980nm terapia láser

Longitudes de onda terapéuticamente efectivas, mejor profundidad

La selección y combinación de las longitudes de onda mencionadas son la base del éxito de la terapia. Las reacciones bioquímicas como la síntesis de ATP (un factor importante en la estimulación celular) se desencadenan a través de las bandas de absorción de la citocromo c-oxidasa.
También se producen reacciones biofísicas, por ejemplo, dependiendo de la potencia y la duración de la terapia, puede producirse un calentamiento suave.

La correcta selección de la longitud de onda permite, entre otras cosas, tiempos de terapia más cortos, ya que se dispone de más energía en el mismo tiempo. La tabla de la izquierda muestra la mejor profundidad de penetración (musculatura) de 808 nm frente a 980 nm.
Formas de aplicación de la terapia de láser, la terapia bipolar
Hay tres formas de aplicación de la terapia láser para la bioestimulación, la fotobiomodulación:

1. Irradiación local de órganos, partes del cuerpo (macrosistema)
2. Reflectantemente a través de la acupuntura, los puntos de la oreja, los dermatomas (microsistema)
2. Sistémica, que afecta a todo el cuerpo (irradiación de sangre con láser)

La decisión de optar por uno u otro tipo de tratamiento depende de la orientación de la práctica. Lo ideal es una combinación de las tres formas de aplicación mencionadas anteriormente. Con la "Terapia Bipolar" recomendada por RJ, el terapeuta actúa en el área central de control de funciones a través de, por ejemplo, la acupuntura de oído y trata localmente, la herida o la inflamación, etc. en paralelo. Los aparatos láser de RJ están diseñados para un tratamiento simultáneo.

Èxitosa curación de heridas con el Physiolaser

Curación de heridas con el Physiolaser, terapia láser

La frecuencia del láser hace una gran diferencia

Fotobiomodulación con láser infrarrojo de onda continua y pulsada (810
nm, Al-Ga-As) aumenta la curación de las heridas dérmicas en ratas inmunosuprimidas
Gaurav K. Keshri, Asheesh Gupta*, Anju Yadav, Sanjeev K. Sharma, Shashi Bala Singh
Defence Institute of Physiology and Allied Sciences (DIPAS), DRDO, Timarpur, Delhi, India * Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.
Abstract
Las heridas cutáneas crónicas que no cicatrizan suelen ser vulnerables en una o más fases de reparación que impiden la cicatrización normal y plantean problemas para el uso de las modalidades convencionales de cuidado de las heridas. En un sujeto inmunosuprimido, las etapas secuenciales de la curación obtienen
obstaculizada, que pueden ser las consecuencias de una inflamación desregulada o estancada de la herida. La fotobiomodulación (PBM) o la terapia de láser (luz) de bajo nivel (LLLT) surge como un prometedor enfoque biofísico no invasivo y sin medicamentos para promover la curación de las heridas, la reducción de la inflamación, el dolor y la restauración de las funciones. Por consiguiente, el presente estudio se realizó para evaluar los efectos fotobiomoduladores del láser de diodo de 810 nm (40 mW/cm2; 22,6 J/cm2) con pulsos (10 y 100 Hz, ciclo de trabajo del 50%) y onda continua en la curación de heridas dérmicas de espesor completo tipo escisión en ratas inmunodeprimidas por hidrocortisona.
Los resultados delinearon claramente que 810 nm de PBM a 10 Hz era más eficaz sobre la frecuencia continua y de 100 Hz para acelerar la curación de las heridas al atenuar los marcadores proinflamatorios (NF-kB, TNF-α), aumentando la contracción de la herida (α-SM actin), mejorando la proliferación celular, el depósito de MEC, la neovascularización (HIF-1α, VEGF), la reepitelización junto con la expresión proteica aumentada del FGFR-1, la fibronectina, la HSP-90 y el TGF-β2 en comparación con los controles no irradiados. Además, la irradiación láser de 810 nm aumentó significativamente la actividad del CCO y el contenido de ATP celular. En general, los resultados de este estudio podrían ampliar el mecanismo biológico actual que podría ser responsable del efecto fotobiomodulador mediado por el láser NIR de 810 nm pulsado (10 Hz) para promover la curación de las heridas dérmicas en sujetos inmunosuprimidos.
Información de la investigación sobre la terapia de láser, extracto

"Fundamentos de la fotobiología", H. Walter

Fue en los años 80 cuando T. Karu comenzó a buscar el "receptor" fotobiológico a nivel celular. En una serie de excelentes publicaciones (la mayoría de las cuales han sido compiladas en un libro) pudo probar que los principales foto-receptores son las enzimas de la cadena respiratoria en las mitocondrias.

La estimulación de la cadena respiratoria

Para entender exactamente dónde interviene la radiación láser, se explican brevemente los procesos de la cadena respiratoria:
La cadena respiratoria, también conocida como cadena de transporte de electrones y fosforilación oxidativa, representa el último paso del metabolismo humano: Los metabolitos complejos de nuestra alimentación diaria, como los carbohidratos, lípidos y proteínas, se descomponen primero en sus unidades monoméricas, principalmente glucosa, ácidos grasos, glicerol y aminoácidos, y luego en su producto intermedio común, la acetilcoenzima A (acetil-CoA). En el ciclo del ácido cítrico, el acetil-CoA es oxidado por el O2 a CO2, mientras que simultáneamente reduce las coenzimas NAD+ y FAD a sus intermediarios de alta energía NADH y FADH2. En la última parte de este metabolismo, llamado transporte de electrones y fosforilación oxidativa, estos intermediarios ricos en energía son reoxidados por el O2, es decir, los electrones se transfieren desde el NADH o el FADH2 al oxígeno O2, que se reduce a H2O por esto y por la captación de 2 protones H+. La energía liberada en este proceso impulsa la síntesis del ATP, rico en energía, a partir del ADP mediante la fosforilación con Pi.

Todos estos procesos tienen lugar normalmente incluso en la oscuridad y en todas las células sanas. Si tal célula es adicionalmente irradiada con luz, los complejos enzimáticos son apoyados en su proceso redox por la llamada fotooxidación. La fotooxidación es un proceso en el que una molécula donante excitada por la luz transfiere un electrón a un aceptador y, de ese modo, se oxida, mientras que la molécula aceptadora involucrada se reduce. Este proceso funciona porque los electrones están menos fuertemente ligados a la molécula en el estado excitado que en el estado de tierra. La energía de los fotones absorbidos se transfiere así químicamente a los centros redox de los complejos enzimáticos de la cadena respiratoria, lo que hace que estos últimos se oxiden o ionicen más fácilmente, y aumenta la síntesis de ATP. En este punto, este punto clave de la interacción luz-metabolismo debe ser claramente señalado de nuevo. El término oxidación en la química, es decir, la liberación de electrones, es el mismo que el de ionización en la física, en la que un electrón también se retira de un átomo o una molécula. Se sabe generalmente que la ionización a partir de un nivel de energía excitada (por la luz) es más fácil o más probable.

La dependencia de la síntesis de ATP estimulada por la luz de la longitud de onda de la luz irradiada viene determinada por las propiedades de absorción (que cambian ligeramente en el estado oxidado o reducido) de los componentes individuales, los complejos enzimáticos, principalmente los citocromos.

Estos datos muestran que hay dos grupos de regiones espectralmente sensibles. Uno cubre el rango de longitudes de onda del ultravioleta cercano y del azul visible de unos 350 - 450 nm, y el segundo cubre el rango del rojo visible y del infrarrojo cercano de unos 600 - 830 nm. Con muchos experimentos de este tipo con células procariotas y eucariotas, T. Karu pudo demostrar que en el rango de longitudes de onda del azul las flavoproteínas (Fig. 5) de las reductasas (deshidrogenasas) y en el rango de longitudes de onda del rojo la forma de semicinona de las flavoproteínas de las reductasas (deshidrogenas) y el citocromo a/a3 (Fig. 6) de la citocromo c-oxidasa son los receptores de luz. Esas investigaciones se ven facilitadas por el hecho de que es un principio de la fotoquímica que un espectro de acción siempre refleja el curso del espectro de absorción de la molécula que absorbe la luz.
De acuerdo con la experiencia clínica, esas investigaciones han demostrado que para una estimulación máxima, no sólo la densidad de energía debe situarse dentro de un cierto rango, sino también la densidad de potencia y, por lo tanto, el tiempo de irradiación. Es particularmente interesante que los parámetros óptimos de irradiación que figuran en el cuadro se correspondan bien con la experiencia clínica.


 

"MECANISMOS CELULARES DE TERAPIA LÁSER DE BAJA POTENCIA (FOTOBIOMODULACIÓN)", Tina.I. KARU¿Qué es la fotobiomodulación (terapia con láser de baja potencia)?

Hace más de 30 años aparecieron las primeras publicaciones sobre la terapia con láser de baja potencia o fotobiomodulación (en aquel entonces llamada bioestimulación con láser). Desde entonces se han publicado aproximadamente 2000 estudios sobre este tema (el análisis de estas publicaciones se puede encontrar en [1]). El tratamiento médico con fuentes de luz coherentes (láser) o no coherentes (diodos emisores de luz, LED) ha pasado a través de su infancia y madurez temprana. La fotobiomodulación está siendo utilizada por fisioterapeutas (para tratar una amplia variedad de dolores y molestias musculoesqueléticas agudas y crónicas), dentistas (para tratar tejidos orales inflamados y para curar diversas ulceraciones), dermatólogos (para tratar edemas, úlceras indolentes, quemaduras, dermatitis), reumatólogos (alivio del dolor, tratamiento de inflamaciones crónicas y enfermedades autoinmunes), y por otros especialistas (por ejemplo, para el tratamiento de enfermedades del oído medio e interno, regeneración de nervios). La fotobiomodulación también se utiliza en la medicina veterinaria (especialmente en los centros de entrenamiento de caballos de carreras) y en las clínicas de medicina deportiva y de rehabilitación (para reducir la hinchazón y los hematomas, aliviar el dolor y mejorar la movilidad y para el tratamiento de lesiones agudas de los tejidos blandos). Los láseres y los LED se aplican directamente en las zonas respectivas (por ejemplo, en las heridas, en los lugares de las lesiones) o en diversos puntos del cuerpo (puntos de acupuntura, puntos de activación muscular). Para conocer los detalles de las aplicaciones clínicas y las técnicas utilizadas, se recomiendan los libros [ 1-3].

    ¿Qué fuentes de luz (láser, LED) se pueden utilizar?

El campo de la fotobiomodulación se caracteriza por la variedad de metodologías y el uso de varias fuentes de luz (láser, LED's) con diferentes parámetros (longitud de onda, potencia de salida, modos de funcionamiento de onda continua o pulsada, parámetros de pulso). Estos parámetros suelen figurar en los manuales de los fabricantes.

Los diodos de GaAlAs se utilizan tanto en los láseres de diodo como en los LED, la diferencia estriba en que el dispositivo contiene el resonador (como el láser) o no (LED). En los últimos años, se prefieren longitudes de onda más largas (-800-900 nm) y potencias de salida más altas (hasta 100 mW) en los dispositivos terapéuticos.

¿Debe un médico utilizar un láser o un diodo? La respuesta es: depende de lo que se irradie, es decir, de la profundidad de las capas de tejido que se deban irradiar. Por la interacción de la luz con un biotejido, las propiedades coherentes de la luz del láser no se manifiestan a nivel molecular. La absorción de la luz láser de baja intensidad por los sistemas biológicos es de naturaleza puramente no coherente (es decir, fotobiológica). En el plano celular, las respuestas biológicas están determinadas por la absorción de luz con moléculas fotoaceptadoras (véase la sección 3 infra). Las propiedades coherentes de la luz láser no son importantes cuando se irradian monocapas celulares, capas delgadas de suspensión celular así como capas delgadas de la superficie de los tejidos (Fig. 1). En estos casos, la luz coherente y no coherente (es decir, tanto el láser como los LED) con la misma longitud de onda, intensidad y dosis proporciona la misma respuesta biológica. Algunos efectos adicionales (terapéuticos) de la radiación coherente y polarizada (láser) pueden producirse sólo en las capas más profundas del tejido grueso y están conectados con la interferencia aleatoria de las ondas de luz. El lector interesado será guiado a la ref. [4] para obtener más detalles. Aquí ilustramos esta situación con la Fig. 1. Grandes volúmenes de tejido pueden ser irradiados por fuentes de láser sólo porque la longitud de la coherencia longitudinal Lcoh es demasiado pequeña para las fuentes de radiación no coherentes [4].

    Mejora del metabolismo celular a través de la activación de la cadena respiratoria: un mecanismo de acción fotobiológica universal

Una reacción fotobiológica implica la absorción de una longitud de onda específica de luz por la molécula fotoaceptora en funcionamiento. La naturaleza fotobiológica de la fotobiomodulación significa que alguna molécula (fotoaceptora) debe absorber primero la luz utilizada para la irradiación. Tras la promoción de los estados de excitación electrónica, los procesos moleculares primarios de estos estados pueden dar lugar a un efecto biológico mensurable (a través de una reacción bioquímica secundaria, o una cascada de transducción de fotoseñales, o una señalización celular) a nivel celular. La pregunta es, ¿qué molécula es el fotoaceptor.

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Enlaces utiles:

Photobiology on-line, American Society for Photobiology
Photomedicine, scientific overview
Tiina Karu, Action Spectra and their importance for LLLT