A laserterapia em baixa intensidade (LLLI) é uma nova metodologia com comprovada eficácia na formação e na diminuição da reabsorção óssea, porém ainda não existe uma padronização quanto à sua utilização, sendo, portanto, necessários mais estudos para investigar o efeito de diferentes parâmetros como o comprimento de onda, duração da aplicação e número de sessões. Este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos da LLLI em defeitos ósseos críticos em calvária de ratas Wistar com modelo experimental para osteoporose. A qualidade do tecido ósseo neoformado foi analisada por meio da microscopia de luz, e por meio da estereologia, foram estimados os seguintes parâmetros: volume do tecido de reparação do defeito (Vtr - μm3), densidade de volume das trabéculas (Vvt), volume total das trabéculas ósseas neoformadas (Vtot - μm3), densidade numérica de osteócitos (Nvost - μm-3), número total de osteócitos (Ntoost), volume médio dos osteócitos (Vnost - μm3), densidade de superfície das trabéculas (Svt - μm-1) e superfície de área das trabéculas (Sαt - μm2). A quantidade total de colágeno também foi analisada (Ac - μm2). Foram utilizadas 54 ratas que foram submetidas à ovariectomia bilateral. Após 150 dias, foram realizados defeitos ósseos na calvária. Os animais foram divididos em 9 grupos (n=6) e 24 horas após a confecção do defeito iniciou-se o tratamento com laser de Arseneto Gálio-Alumínio (AsGaAl; 780 nm). Os Grupos 1, 2 e 3 (G1, G2 e G3) receberam a dose ou densidade de energia de 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 3 sessões; os grupos 4, 5 e 6 (G4, G5 e G6) receberam 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 6 sessões e os grupos 7, 8 e 9 (G7, G8 e G9) receberam 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 12 sessões. Comparando os grupos G2 e G1 os resultados estereológicos foram significantes para Vtr (p=0,023), Vvt (p=0,003), Vtot (p=0,04), Ntoost (p=0,048), Svt (p=0,000), Sαt (p=0,001) e Ac (p=0,000). Na comparação de G3 e G1 encontrou-se resultados significantes para Vvt (p=0,002) e Vtot (p=0,02). Na comparação de G5 e G4 os resultados foram significantes para Svt (p=0,041) e Sαt (p=0,043) e na comparação de G6 e G4 os resultados foram significantes para Vtr (p=0,005), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,011), Svt (p=0,034), Sαt (p=0,028) e Ac (p=0,001). A comparação de G8 e G7 mostrou que a Sαt foi significante (p=0,047) e na comparação entre G9 e G7 os resultados foram significantes para Vtr (p=0,014), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,024), Svt (p=0,042), Sαt (p=0,014) e Ac (p=0,023). Pôde-se concluir que houve neoformação óssea nos grupos que receberam as doses de 20 e 30 J/cm2 quando comparados com os respectivos grupos controles, porém, ao longo do tempo, a dose de 30 J/cm2 mostrou parâmetros estereológicos melhores quando comparada à dose de 20 J/cm2 / Low-level laser irradiation (LLLI) is a new methodology with proven clinical benefits in increased formation and decreased resorption of bone, however, the use of LLLI still needs to be clarified and standardized. Therefore, more studies are needed to analyze the effects of different parameters, such as wavelength, duration of application and number of sessions. This study aimed to assess the effects of LLLI on critical bone defects in rat calvaria used as an experimental model of osteoporosis. Light microscopy was used to analyze the quality of newly formed bone tissue and stereology was used to calculate the following parameters: tissue repair volume (Vtr - μm3), volume density of trabecular bone (Vvt), total volume of newly formed trabecular bone (Vtot - μm3), numerical density of osteocytes (Nvost - μm-3), total number of osteocytes (Ntoost), mean volume of osteocytes (Vnost - μm3), surface density of trabecular bone (Svt - μm-1) and area surface of trabecular bone (Sαt - μm2). The total amount of collagen was also examined (Ac - μm2). Fifty-four Wistar rats were subjected to bilateral ovariectomy. The bone defects were created in calvaria after 150 days. The animals were divided into 9 groups (n=6) and 24 hours after creating the defect, the treatment started with 780nm low intensity gallium-aluminum-arsenide (GaAlAs) laser: Groups 1, 2 and 3 (G1, G2 and G3) received the energy density of 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 3 sessions; Groups 4, 5 and 6 (G4, G5 and G6) received 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 6 sessions; Groups 7, 8 and 9 (G7, G8 and G9) received 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 12 sessions. For the comparison between groups G2 and G1, the results obtained were significant for Vtr (p=0,023), Vvt (p=0,003), Vtot (p=0,04), Ntoost (p=0,048), Svt (p=0,000), Sαt (p=0,001) and Ac (p=0,000). For the comparison between G3 and G1, the results were significant for Vvt (p=0,002) and Vtot (p=0,02). For the comparison between G5 and G4, the results were significant for Svt (p=0,041) and Sαt (p=0,043) and for the comparison between G6 and G4, the results were significant for Vtr (p=0,005), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,011), Svt (p=0,034), Sαt (p=0,028) and Ac (p=0,001). The comparison between G8 and G7 was significant for Sαt (p=0,047) and for the comparison between G9 and G7, the results were significant for Vtr (p=0,014), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,024), Svt (p=0,042), Sαt (p=0,014) and Ac (p=0,023). In conclusion, there was new bone formation in the groups that received doses of 20 and 30 J/cm2 when compared with the respective control groups, but over time, the dose of 30 J/cm2 showed better stereological parameters when compared to 20 J/cm2

A laserterapia em baixa intensidade (LLLI) é uma nova metodologia com comprovada eficácia na formação e na diminuição da reabsorção óssea, porém ainda não existe uma padronização quanto à sua utilização, sendo, portanto, necessários mais estudos para investigar o efeito de diferentes parâmetros como o comprimento de onda, duração da aplicação e número de sessões. Este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos da LLLI em defeitos ósseos críticos em calvária de ratas Wistar com modelo experimental para osteoporose. A qualidade do tecido ósseo neoformado foi analisada por meio da microscopia de luz, e por meio da estereologia, foram estimados os seguintes parâmetros: volume do tecido de reparação do defeito (Vtr - μm3), densidade de volume das trabéculas (Vvt), volume total das trabéculas ósseas neoformadas (Vtot - μm3), densidade numérica de osteócitos (Nvost - μm-3), número total de osteócitos (Ntoost), volume médio dos osteócitos (Vnost - μm3), densidade de superfície das trabéculas (Svt - μm-1) e superfície de área das trabéculas (Sαt - μm2). A quantidade total de colágeno também foi analisada (Ac - μm2). Foram utilizadas 54 ratas que foram submetidas à ovariectomia bilateral. Após 150 dias, foram realizados defeitos ósseos na calvária. Os animais foram divididos em 9 grupos (n=6) e 24 horas após a confecção do defeito iniciou-se o tratamento com laser de Arseneto Gálio-Alumínio (AsGaAl; 780 nm). Os Grupos 1, 2 e 3 (G1, G2 e G3) receberam a dose ou densidade de energia de 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 3 sessões; os grupos 4, 5 e 6 (G4, G5 e G6) receberam 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 6 sessões e os grupos 7, 8 e 9 (G7, G8 e G9) receberam 0 J/cm2, 20 J/cm2 e 30 J/cm2 respectivamente, por 12 sessões. Comparando os grupos G2 e G1 os resultados estereológicos foram significantes para Vtr (p=0,023), Vvt (p=0,003), Vtot (p=0,04), Ntoost (p=0,048), Svt (p=0,000), Sαt (p=0,001) e Ac (p=0,000). Na comparação de G3 e G1 encontrou-se resultados significantes para Vvt (p=0,002) e Vtot (p=0,02). Na comparação de G5 e G4 os resultados foram significantes para Svt (p=0,041) e Sαt (p=0,043) e na comparação de G6 e G4 os resultados foram significantes para Vtr (p=0,005), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,011), Svt (p=0,034), Sαt (p=0,028) e Ac (p=0,001). A comparação de G8 e G7 mostrou que a Sαt foi significante (p=0,047) e na comparação entre G9 e G7 os resultados foram significantes para Vtr (p=0,014), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,024), Svt (p=0,042), Sαt (p=0,014) e Ac (p=0,023). Pôde-se concluir que houve neoformação óssea nos grupos que receberam as doses de 20 e 30 J/cm2 quando comparados com os respectivos grupos controles, porém, ao longo do tempo, a dose de 30 J/cm2 mostrou parâmetros estereológicos melhores quando comparada à dose de 20 J/cm2 / Low-level laser irradiation (LLLI) is a new methodology with proven clinical benefits in increased formation and decreased resorption of bone, however, the use of LLLI still needs to be clarified and standardized. Therefore, more studies are needed to analyze the effects of different parameters, such as wavelength, duration of application and number of sessions. This study aimed to assess the effects of LLLI on critical bone defects in rat calvaria used as an experimental model of osteoporosis. Light microscopy was used to analyze the quality of newly formed bone tissue and stereology was used to calculate the following parameters: tissue repair volume (Vtr - μm3), volume density of trabecular bone (Vvt), total volume of newly formed trabecular bone (Vtot - μm3), numerical density of osteocytes (Nvost - μm-3), total number of osteocytes (Ntoost), mean volume of osteocytes (Vnost - μm3), surface density of trabecular bone (Svt - μm-1) and area surface of trabecular bone (Sαt - μm2). The total amount of collagen was also examined (Ac - μm2). Fifty-four Wistar rats were subjected to bilateral ovariectomy. The bone defects were created in calvaria after 150 days. The animals were divided into 9 groups (n=6) and 24 hours after creating the defect, the treatment started with 780nm low intensity gallium-aluminum-arsenide (GaAlAs) laser: Groups 1, 2 and 3 (G1, G2 and G3) received the energy density of 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 3 sessions; Groups 4, 5 and 6 (G4, G5 and G6) received 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 6 sessions; Groups 7, 8 and 9 (G7, G8 and G9) received 0 J/cm2, 20 J/cm2 and 30 J/cm2 respectively, in 12 sessions. For the comparison between groups G2 and G1, the results obtained were significant for Vtr (p=0,023), Vvt (p=0,003), Vtot (p=0,04), Ntoost (p=0,048), Svt (p=0,000), Sαt (p=0,001) and Ac (p=0,000). For the comparison between G3 and G1, the results were significant for Vvt (p=0,002) and Vtot (p=0,02). For the comparison between G5 and G4, the results were significant for Svt (p=0,041) and Sαt (p=0,043) and for the comparison between G6 and G4, the results were significant for Vtr (p=0,005), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,011), Svt (p=0,034), Sαt (p=0,028) and Ac (p=0,001). The comparison between G8 and G7 was significant for Sαt (p=0,047) and for the comparison between G9 and G7, the results were significant for Vtr (p=0,014), Vvt (p=0,000), Vtot (p=0,000), Nvost (p=0,025), Ntoost (p=0,024), Svt (p=0,042), Sαt (p=0,014) and Ac (p=0,023). In conclusion, there was new bone formation in the groups that received doses of 20 and 30 J/cm2 when compared with the respective control groups, but over time, the dose of 30 J/cm2 showed better stereological parameters when compared to 20 J/cm2

Abstract Orthodontic tooth movement is a biological response to a mechanical force. One of the challenges in orthodontics is obtaining desired tooth movement during treatment. Accelerating tooth movement and decreasing demands on anchorage can reduce treatment times and overall satisfaction for patient and doctor. Low-level laser therapy (LLLT) is emerging as a technology that may decrease orthodontic treatment time. Many in vitro and in vivo studies have reported the effects of low level lasers at random time points and energy densities. None of the studies have optimized the dose required for osteoblast proliferation and differentiation. The purpose of this study was to find the optimum stimulatory dose of low level laser irradiation (LLLI) on human osteoblast cell proliferation and differentiation and to analyze our findings with reference to the Arndt-Shultz Law of applied energy. In this in vitro study a GaAlAs laser at 830nm, 20 mW with continuous exposure at various doses were used on a human osteoblast cell line. According to the Arndt-Shulz Law weak stimuli initiate vital activity, moderate stimuli enhance the cellular activity with subsequent peak stimulation and greater stimuli (beyond a threshold value) may not have any influence or inhibit the vital activity. The implications of LLLI on human osteoblasts and influencing tooth movement in orthodontics were discussed. Human osteoblasts were cultured in minimum essential medium (MEM) complete medium consisting 10% fetal bovine serum and 1% antibiotics. Cells grown in complete medium were plated onto 96 well plate, allowed to adhere for 4-5 hours and were exposed to GaAlAs lasers at 6 , 12, 18, 24, 30, 36, 45, 60, 75, and 90 seconds. The cells treated with xiii LLLI were assessed for cell proliferation at 24, 48 and 72 hour intervals. A calorimetric cell proliferation assay (WST-1) assay was performed according to manufacture's instructions. The results indicated that at 24 hours the 6 and 12 seconds doses significantly inhibited proliferation compared to the control. At 48 hours the 30 seconds exposure significantly increased proliferation. At 72 hours time interval, cell proliferation was observed in a dose dependent pattern with a minimum at 6 seconds with peak proliferation at 18 seconds. A gradual decrease in cell viability was observed in the cells treated beyond this dose with a maximum inhibition seen at 60 seconds. At 75 and 90 seconds no difference was observed between the control and experimental group. To establish efficient acquisition of adequate quantities of alkaline phosphatase, cells were grown in 12 well plates in complete medium or osteogenic medium. These cells were exposed to LLLI for 18, 48, and 60 seconds. The activity of early osteogenic differentiation marker alkaline phosphatase (ALP) was investigated 10 days post exposure. Our results demonstrated that alkaline phosphatase activity at 2.4 - 7.3 J/cm2 with 48 - 60 seconds of exposure, and an incident power ranging from 85-269mw significantly increased. The findings suggest that these irradiated cells obeyed the Arndt Shulz Law governing cellular response to applied energy. Further this research indicates the possible role of LLLT to accelerate tooth movement in orthodontics. Complete disclosure of low level laser parameters is essential in order to accurately compare findings of researchers.

A irradiação com laser em baixa intensidade (LLLI) e a proteína morfogenética óssea recombinante humana do tipo 2 (rhBMP-2) tem sido utilizadas para estimular a formação óssea. A LLLI estimula a proliferação de células precursoras de osteoblastos e a diferenciação celular e a rhBMP-2 recruta células osteoprogenitoras para a área de cicatrização óssea. Este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos da LLLI e da rhBMP-2 sobre o processo de cicatrização óssea em calvária de ratas Wistar. Foram utilizados 42 animais e foram criados defeitos ósseos críticos nos ossos parietais. Os animais foram divididos em seis grupos de tratamento com 7 animais cada: Grupo 1- aplicação única de laser; Grupo 2 - 7 &mu;g de rhBMP- 2 pura; Grupo 3 - aplicação única de laser e 7 &mu;g de rhBMP-2 pura; Grupo 4 - 7 &mu;g de rhBMP-2 associada ao gel de monoleína; Grupo 5 - aplicação única de laser e 7 &mu;g de rhBMP-2 associada ao gel de monoleína e Grupo 6 - defeito ósseo crítico sem qualquer tipo de tratamento (grupo controle). Foi utilizado o laser diodo de arseneto de gálio-alumínio (AsGaAl, comprimento de onda de 780 nm, potência 60mW, área do feixe de 0,04 cm2, tempo de irradiação de 80 segundos, densidade de energia de 120 J/cm2, irradiância de 1,5 W/cm2). Após 15 dias as calvárias foram removidas para análise histomorfométrica. Após análise estatística, verificou-se que o Grupo 3 apresentou a maior quantidade de osso neoformado (37,89%) quando comparado aos outros grupos (p<0,05). As quantidades de osso neoformado nos defeitos ósseos dos Grupos 1 e 4 não foram estatisticamente significantes (24,00% e 24,75%, respectivamente), mas foram significantes quando comparadas aos valores dos outros Grupos (p<0,05). As quantidades de osso neoformado nos defeitos ósseos dos Grupos 2 e 5 não foram estatisticamente significantes (31,42% e 31,96%, respectivamente), mas foram significantes quando comparadas aos valores dos outros Grupos (p<0,05). O Grupo 6 apresentou neoformação óssea (14,10%) e esta foi estatisticamente significante quando comparada aos valores dos outros Grupos (p<0,05). Pode-se concluir que a LLLI administrada durante a cirurgia efetivamente acelerou a cicatrização de defeitos ósseos críticos preenchidos com rhBMP-2 pura, conseguindo melhores resultados quando comparadas com a aplicação isolada da LLLI ou da rhBMP-2. / Low-level laser irradiation (LLLI) and recombinant human bone morphogenetic protein type 2 (rhBMP-2) have been used to stimulate bone formation. LLLI stimulates proliferation of osteoblast precursor cells and cell differentiation and rhBMP-2 recruits osteoprogenitor cells to the bone healing area. This in study evaluated the effects of LLLI and rhBMP-2 on the bone healing process in calvaria of female Wistar rats. Critical bone defects were created in the parietal bone in 42 animals, and the animals were divided into six treatment groups with 7 animals: Group 1 - laser in a single application; Group 2- 7 &mu;g of pure rhBMP-2; Group 3 - laser in a single application and 7 &mu;g of pure rhBMP-2; Group 4 - 7 &mu;g of rhBMP-2 combined with monoolein gel, Group 5 - laser in a single application and 7 &mu;g of rhBMP-2 combined with monoolein gel; and Group 6 - critical bone defect controls. A gallium-aluminumarsenide diode laser was used (GaAlAs; wavelength 780 nm, output power 60mW, beam area 0.04 cm2, irradiation time 80 s, energy density 120 J/cm2, irradiance 1.5 W/cm2). After 15 days, the calvarial tissues were removed for histomorphometric analysis. Group 3 defects showed higher amounts of newly formed bone (37.89%) than the defects of all the other Groups (p<0.05). The amounts of new bone in defects of Groups 1 and 4 were not significantly different from each other (24.00% and 24.75%, respectively), but were significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). The amounts of new bone in the defects of Groups 2 and 5 were not significantly different from each other (31.42% and 31.96%, respectively), but were significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). Group 6 defects had 14.10% new bone formation, and this was significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). It can be concluded that LLLI administered during surgery effectively accelerated healing of critical bone defects filled with pure rhBMP-2, achieving a better result than LLLI alone or the use of rhBMP-2 alone.

A irradiação com laser em baixa intensidade (LLLI) e a proteína morfogenética óssea recombinante humana do tipo 2 (rhBMP-2) tem sido utilizadas para estimular a formação óssea. A LLLI estimula a proliferação de células precursoras de osteoblastos e a diferenciação celular e a rhBMP-2 recruta células osteoprogenitoras para a área de cicatrização óssea. Este estudo teve por objetivo avaliar os efeitos da LLLI e da rhBMP-2 sobre o processo de cicatrização óssea em calvária de ratas Wistar. Foram utilizados 42 animais e foram criados defeitos ósseos críticos nos ossos parietais. Os animais foram divididos em seis grupos de tratamento com 7 animais cada: Grupo 1- aplicação única de laser; Grupo 2 - 7 &mu;g de rhBMP- 2 pura; Grupo 3 - aplicação única de laser e 7 &mu;g de rhBMP-2 pura; Grupo 4 - 7 &mu;g de rhBMP-2 associada ao gel de monoleína; Grupo 5 - aplicação única de laser e 7 &mu;g de rhBMP-2 associada ao gel de monoleína e Grupo 6 - defeito ósseo crítico sem qualquer tipo de tratamento (grupo controle). Foi utilizado o laser diodo de arseneto de gálio-alumínio (AsGaAl, comprimento de onda de 780 nm, potência 60mW, área do feixe de 0,04 cm2, tempo de irradiação de 80 segundos, densidade de energia de 120 J/cm2, irradiância de 1,5 W/cm2). Após 15 dias as calvárias foram removidas para análise histomorfométrica. Após análise estatística, verificou-se que o Grupo 3 apresentou a maior quantidade de osso neoformado (37,89%) quando comparado aos outros grupos (p<0,05). As quantidades de osso neoformado nos defeitos ósseos dos Grupos 1 e 4 não foram estatisticamente significantes (24,00% e 24,75%, respectivamente), mas foram significantes quando comparadas aos valores dos outros Grupos (p<0,05). As quantidades de osso neoformado nos defeitos ósseos dos Grupos 2 e 5 não foram estatisticamente significantes (31,42% e 31,96%, respectivamente), mas foram significantes quando comparadas aos valores dos outros Grupos (p<0,05). O Grupo 6 apresentou neoformação óssea (14,10%) e esta foi estatisticamente significante quando comparada aos valores dos outros Grupos (p<0,05). Pode-se concluir que a LLLI administrada durante a cirurgia efetivamente acelerou a cicatrização de defeitos ósseos críticos preenchidos com rhBMP-2 pura, conseguindo melhores resultados quando comparadas com a aplicação isolada da LLLI ou da rhBMP-2. / Low-level laser irradiation (LLLI) and recombinant human bone morphogenetic protein type 2 (rhBMP-2) have been used to stimulate bone formation. LLLI stimulates proliferation of osteoblast precursor cells and cell differentiation and rhBMP-2 recruits osteoprogenitor cells to the bone healing area. This in study evaluated the effects of LLLI and rhBMP-2 on the bone healing process in calvaria of female Wistar rats. Critical bone defects were created in the parietal bone in 42 animals, and the animals were divided into six treatment groups with 7 animals: Group 1 - laser in a single application; Group 2- 7 &mu;g of pure rhBMP-2; Group 3 - laser in a single application and 7 &mu;g of pure rhBMP-2; Group 4 - 7 &mu;g of rhBMP-2 combined with monoolein gel, Group 5 - laser in a single application and 7 &mu;g of rhBMP-2 combined with monoolein gel; and Group 6 - critical bone defect controls. A gallium-aluminumarsenide diode laser was used (GaAlAs; wavelength 780 nm, output power 60mW, beam area 0.04 cm2, irradiation time 80 s, energy density 120 J/cm2, irradiance 1.5 W/cm2). After 15 days, the calvarial tissues were removed for histomorphometric analysis. Group 3 defects showed higher amounts of newly formed bone (37.89%) than the defects of all the other Groups (p<0.05). The amounts of new bone in defects of Groups 1 and 4 were not significantly different from each other (24.00% and 24.75%, respectively), but were significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). The amounts of new bone in the defects of Groups 2 and 5 were not significantly different from each other (31.42% and 31.96%, respectively), but were significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). Group 6 defects had 14.10% new bone formation, and this was significantly different from the amounts in the other Groups (p<0.05). It can be concluded that LLLI administered during surgery effectively accelerated healing of critical bone defects filled with pure rhBMP-2, achieving a better result than LLLI alone or the use of rhBMP-2 alone.