A TFD está baseada no uso de um fármaco fotossensível que, uma vez ativado por luz visível e na presença do oxigênio, induz a produção de espécies reativas de oxigênio tais como o radical peroxila, o ânion radical superóxido e o radical hidroxila (Tipo I) ou oxigênio singlete (Tipo II), que atuam diretamente sobre os sistemas biológicos, induzindo a morte da célula por processo necrótico ou apoptótico. A maioria dos tipos de tumores responde ao tratamento e os resultados são promissores. Entretanto, órgãos altamente pigmentados e vísceras maciças (fígado, baço, rins e medula óssea) impedem a penetração da luz visível para o tratamento, o que representa um tipo de resistência aos protocolos da Terapia Fotodinâmica. Torna-se necessário, portanto, procurar por novos agentes fotossensibilizadores. Estudos mostraram que a ação fotodinâmica induz mudanças diretas na membrana celular que levam a um desequilíbrio na homeostase iônica celular (íons sódio, potássio e cálcio), o que certamente leva a um dano no transporte de proteínas da membrana plasmática e, em última análise, a um stress osmótico irreversível. Neste trabalho, procurou-se determinar a potencialidade do uso da 5,10,15,20-tetrakis[4-(1,4,7,10,13-pentaoxaciclopentadecane-2-aminometil)2,3,-5,6-tetrafluoro)fenil]-porfirina (H2C4P), e o Zn(II)5,10,15,20-tetrakis[4-(1,4,7,10,13-pentaoxaciclopentadecane-2-aminometil)2,3,5,6-(tetrafluoro)fenil]-porfirinato (ZnC4P) como fármaco fotossensível. Avaliou-se também a zinco ftalocianina associada ao éter de coroa onde, graças à presença do éter de coroa, pôde-se observar uma potencialização da ação fotodinâmica. Nos estudos fotofísicos e fotoquímicos, observou-se que os fármacos porfirínicos possuem importantes propriedades espectroscópicas para a TFD. O rendimento quântico de produção de oxigênio singlete foi medido e o valor encontrado para H2C4P ( = 0,62) foi maior que o valor encontrado para ZnC4P ( = 0,46). Os valores de rendimento quântico de produção dos estados excitado tripletes (T) para ZnC4P foi da ordem de 0,73 ± 0,06 e para H2C4P foi da ordem de 0,63 ± 0,05, mostrando que o mecanismos Tipo II para a porfirina base livre H2C4P é dominante e para o fotossensibilizador metalado ZnC4P tem-se Tipo I dominante. Ambos os sistemas apresentaram uma eficiente ação fotodinâmica nos estudos com a linhagem de células J774-A.1. Fez-se uso de sondas fluorescentes para monitorar a distribuição e alteração na homeostase de íons através da membrana plasmática. Esses estudos mostraram que a presença dos ligantes éter de coroa na estrutura da porfirina, atuando concomitantemente à ftalocianina, potencializa a ação fotodinâmica. Observou-se que o 18-crow-6 éter de coroa minimiza a diferença de potencial da mesma ordem de magnitude de quando está associado à ZnPc em uma formulação lipossomal (da ordem de 50%), o que mostra que a ZnPc não interfere na formação dos canais de íons potássio formados. Os resultados indicaram um grande potencial de aplicação do ligante éter de coroa associado ou ligado covalentemente ao fármaco no uso da TFD, visto que o éter de coroa não modificou as características fotofísicas e fotoquímicas dos fotossensibilizadores, uma nova perspectiva no que chamamos de Terapia Fotodinâmica Sinérgica. / Photodynamic Therapy (PDT) is based on the use of a photosensitive drug which, once activated by visible light and in the presence of oxygen, induces the production of several reactive species of oxygen, such as the peroxyl radical, superoxide anion and hydroxyl radical (Type I) or singlet oxygen (Type II), which act directly over the biological systems inducing the cell death, through a necrotic or apoptotic process. Most of the types of tumor respond to the treatment and the results are prosperous. However, highly pigmented organs and massive viscera (kidneys, spleen, liver and bone marrow) block the penetration of the visible light for the treatment, what represents a kind of resistance towards the Photodynamic Therapy protocols. Hence, it is necessary to look for new phosensitizing agents. Studies have shown that the photodynamic action induces direct changes in the cell membrane that lead to an unbalance in the cell ionic homeostasis (sodium, potassium and calcium ions), what certainly causes damage to the plasmatic membrane protein transport, and in a final analysis, irreversible osmotic stress. In this work, we aimed at determining the potentiality of the use of the 5,10,15,20-tetrakis[4-(1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane-2-aminometil)2,3,- 5,6-(tetrafluoro)phenyl] porphyrin (H2C4P), and the Zn(II)5,10,15,20-tetrakis[4- (1,4,7,10,13-pentaoxacyclopentadecane-2-aminomethyl)2,3,5,6-(tetrafluoro)- xvi phenyl]-porphyrinate (ZnC4P) as a photosensitive drug. We evaluated also the phytalocianine zinc associated to the crown ether where, due to the presence of the crown ether, we could observe a potentialization of the photodynamic action. In the photophysical and photochemical studies, we observed that the porphyirinic drugs present important spectroscopic properties to PDT protocol. The singlet oxygen production quantum yield was measured and the value found for H2C4P (FD = 0.62) was higher than that one found for ZnC4P (FD = 0.46). The value of the quantum yield of the production of the triplet excited states (FT) for ZnC4P was 0.73, and for H2C4P it was 0.63, showing that the mechanism Type II for the free-base porphyrin H2C4P is the dominant effect, and for the ZnC4P metallated photosensitizer, Type I process is the dominant one. Both systems present an efficient photodynamic action in the studies with the J774-A.1 cell strain. We used fluorescent probes to monitor the distribution and alteration of the ionic homeostasis through the plasmatic cell membrane. These studies showed that the presence of the crowned-ether ligants in the structure of the porphyrine, acting together with the dye structure, potentializes the photodynamic action. We observed that the 18-crow-6 crown ether decrease the difference in the transmembrane electrical potential in the same order of magnitude when it is associated to the ZnPC in a liposome formulation, (around 50%), what shows that the ZnPC does not interfere in the action of the potassium ion channels. xvii These results indicated a great potential of application of the crowned-ether ligant associated or covalently connected to the drug in the use of PDT, protocol once the crown ether structure did not modify the photophysical and photochemical characteristics of the photosensitizers, a new perspective in what we call Synergic Photodynamic Therapy.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da terapia fotodinâmica (TFD) como adjuvante à terapia periodontal (TP), no preparo básico e na fase de terapia periodontal de suporte (TPS), de pacientes diabéticos tipo 2. O estudo foi divido em duas fases (fase 1 tratamento e fase 2 terapia de suporte). Foram selecionados 45 pacientes diabéticos tipo 2, dos quais 30 receberam a TP associada à TDF (Grupo G1) e 15 realizaram TP. Foi prescrita antibioticoterapia (doxiciclina 100mg/dia) por 14 dias a todos os pacientes de ambos os grupos. Foram avaliados no exame inicial e 3 meses após a terapia os seguintes parâmetros: Índice de Placa (IP), Profundidade de Sondagem (PS), Nível de Inserção Clínica (NIC),Sangramento à Sondagem (SS), Supuração (SUP), Hemoglobina Glicosilada (HbA1c), Glicemia em Jejum (GJ). Foi coletado um pool de amostras de fluido gengival e biofilme subgengival para análise da interleucina I beta (IL1-&beta;) e exame microbiológico. Os resultados da fase 1 serviram como dados iniciais para fase 2. Nesta fase 2, o Grupo G1 foi subdividido em dois grupos de 15 indivíduos: G1R onde foi realizada raspagem e alisamento; e G1-F onde foi realizada somente aplicação de PDT. O grupo G2 (n=15) recebeu raspagem e alisamento radicular. As mesmas avaliações da fase 1 foram feitas após 3, 6 e 9 meses da realização da TPS. Para avaliações entre dois grupos o teste de Mann-Whitney foi aplicado, enquanto para intra-grupos foi empregado o Wilcoxon signed rank test. Para a avaliação intra-grupo entre os tempos 3, 6, 9 e 12 meses foi utilizado o teste de Friedman. Foi admitido o nível de significância de 5%. Na fase 1 não houve diferenças significativas entre os grupos para os parâmetros avaliados (P>0,05). A análise intra-grupos demonstrou uma redução significativa da HbA1C (8,5 ± 0,9 / 7,5 ± 0,7) (P<0,01) e GJ (163,53 ± 68,04 / 154 ± 62,45) (P<0,01) para o grupo G1. Houve uma redução significativa das bactérias do complexo vermelho (P. gingivalis, T. forsythia e T. denticola) (P<0,05). Na fase 2 não houve diferenças entre grupos para os parâmetros avaliados. Houve redução significativa do número bolsas entre 4, 5 e &ge; 6 mm e aumento de sítios &le; 3 mm entre o tempo de 3 meses e as demais reavaliações (P<0,05). Houve redução da IL1-&beta; entre 3 e 6 meses para o grupos G1- R (P<0,05). Concluiu-se que a aplicação da TFD como adjuvante à terapia periodontal, em uma única aplicação, não foi capaz de promover efeitos adicionais sobre os parâmetros clínicos, laboratoriais e microbiológicos avaliados, bem como sobre os níveis de IL1-&beta; presentes no fluido gengival. A aplicação da TFD na fase de TPS promoveu resultados semelhantes em relação aos grupos G1-R e G2 para todos os parâmetros avaliados. / The aim of this study was to evaluate the effectiveness of photodynamic therapy (PDT) as an adjunctive treatment to non-surgical periodontal therapy (PT) and periodontal supportive therapy (PST) in chronic periodontitis patients with type 2 diabetics. The study was conducted into two phases. Phase 1: Forty-five diabetics type 2 patients were selected and randomly treated with scaling and root planing (SRP) followed by a single episode of PDT (G1 group/n=30) or SRP alone (G2 group/n=15). Plaque Score (PS), Probing Depth (PD), Clinical Attachment Level (CAL), Bleeding Score (BS), Suppuration (S), Glycated Hemoglobin (HbA1c), and Fasting Glucose (FG) levels were measured at baseline and 3 months after therapy. Samples of subgingival biofilm and crevicular fluid were collected for microbiological and IL1-&beta; analysis respectively. Phase 2: Group G1 was subdivided in two subgroups: G1-R treated with SRP alone (n=15), and G1-F treated with PDT alone (n=15). G2 group was treated with SRP alone (n=15). The results of phase 1 were based on baseline to phase 2 analysis. The same parameters of phase 1 were measured at 3, 6, 9, and 12 months. Mann-Whitney test was applied to assess the differences between groups and Wilcoxon signed rank test for intra-groups differences. Friedman test was applied to assess the differences among 3, 6, 9, and 12 months. A significance level of 5% was established. In phase 1, no significant statistical differences were observed to any parameter evaluated between groups (P<0.05). Intra-groups analysis showed a significant reduction of HbA1C (8.5 ± 0.9 / 7.5 ± 0.1) (P<0.01), and FG (163.53 ± 68.04 / 154 ± 62.45) (P<0.01) for G1 group. There was also a significant reduction of bacterial red complex (P. gingivalis, T. forsythia and T. denticola) (P<0,05). In phase 2, there were no differences between groups for the parameters assessed. There was a significant reduction in the number of sites of 4 and 5 mm and &ge; 6 mm and increase of the number of sites with &le; 3 mm between 3 months and other times of revaluations (P<0,05). There was a reduction of IL1-&beta; between 3 and 6 months for the G1-R group (P<0,05). It can be concluded that the adjunctive application of a single episode of PDT to scaling and root planing did not show additional improvement in non-surgical periodontal therapy. The PDT in periodontal maintenance showed similar results in relation to the groups G1 and G2- R for all parameters assessed. Therefore, PDT can be used as a substitute of SRP during PST when mechanical instrumentation for plaque and calculus removal is not mandatory.

O laser é uma fonte de radiação não ionizante altamente concentrada que em contato com diferentes tecidos resulta, de acordo com o tipo de laser, em efeitos térmicos, fotoquímicos e não lineares. Atualmente, o laser tem sido rotineiramente empregado em diversas áreas da ciência, assim como na Medicina e Odontologia. Os tratamentos com utilização de radiação a laser de baixa intensidade na odontologia são de grande interesse para as áreas de cirurgia buco-maxilo-facial e implantodontia sendo usado para a estimulação do processo de osteogênese. Um novo tratamento promissor envolve o processo fotodinâmico e emprega a combinação de dois agentes terapêuticos: um fármaco fotossensível e uma baixa dosagem de luz visível que combinados em presença de oxigênio provocam a bioestimulação celular. É um método eficiente, não-invasivo. Avaliar a utilização do fármaco fotossensível derivado das ftalocianinas com a ftalocianina de cloro-alumínio para o uso no tratamento para estimulação da osteogênese é o objetivo deste trabalho, será avaliado também a potencialidade terapêutica do processo. Na tentativa de se obter melhores resultados com esses fármacos, tem surgido nos últimos anos um interesse muito grande no desenvolvimento de formulações nanoestruturadas, dentro de uma linha altamente emergente de pesquisa a Nanobiotecnologia. Neste contexto, surge dentre os vários sistemas de veiculação disponíveis, as nanoemulsões, que permitem solubilizar fármacos hidrofóbicos em água, mantendo suas características físico-químicas. / The laser is a source of non ionizing radiation highly concentrated and coherent that in contact with different tissues induce thermal, photochemical and non-linear effects according to the type of the laser. Currently, the laser has been used routinely in many areas of science, as well as in medicine and dentistry. The treatments using laser radiation of low intensity in dentistry are of great interest specially in the areas of surgery bucco-maxillo-facial and dental implants and its being used to stimulate the process of osteogenesis. A promising new treatment in dentistry area involves the photodynamic process and employs a combination of two therapeutic agents: a photosensitizers drug and a low dose of visible light that combined in the presence of oxygen could induce cellular biostimulation. It is an efficient non-invasive method. Evaluate the use of the drug derived system to administrate photosensitizers as phthalocyanine derivatives chlorine-aluminum specifically for the use in treatment and stimulation of the osteogenesis is the main objective of this work. It will be also evaluated the therapeutic potential of the process. In an attempt to obtain better biocompatibility of these drugs it has developed in recent years an additional interest in the development of nanostructured formulations, focused in a highly emerging line of research the Nanobiotechnology. The nanoemulsion formulation was selected to this work. It was showed that the hydrophobic drugs choose for this work maintaining its photophysical and chemical characteristics in this medium applicable to biological tissue.

Indivíduos fumantes apresentam maior prevalência, severidade e recidivas de doença periodontal, constituindo-se um desafio terapêutico. O objetivo deste estudo foi verificar a eficácia da Terapia Fotodinâmica (PDT), como terapia complementar ao tratamento não-cirúrgico de pacientes fumantes, portadores de periodontite crônica, por meio de avaliação de parâmetros clínicos periodontais. Um ensaio clínico aleatório controlado de boca dividida foi conduzido para avaliar 35 pacientes com periodontite crônica que foram submetidos ao tratamento periodontal convencional. Dois sítios contra-laterais em cada indivíduo receberam PDT ou procedimento controle (sham). A intervenção foi feita no início do estudo, 3, 6 e 12 meses. Os parâmetros clínicos foram avaliados no início, 3, 6 e 12 meses após o tratamento.Todos os parâmetros clínicos avaliados apresentaram diferenças significativas ao longo do tempo de estudo, porém não foram apresentadas diferenças entre os grupos. Dentro da metodologia utilizada neste estudo, não foi possível afirmar que a terapia fotodinâmica foi eficaz na complementação do tratamento periodontal convencional em indivíduos fumantes. / Tobacco smokers patients present higher prevalence, severity and reincidence of destructive periodontal diseases. The aim of this study is to verify the effectiveness of the Photodynamic Therapy (PDT) as complementary therapy to non-surgical treatment of chronic periodontitis in tobacco-smoker patients by assessing clinical periodontal parameters. A controlled randomized double-blind split-mouth clinical trial was performed to assess 35 periodontal patients with chronic periodontitis will be who received conventional periodontal treatment.Two bilateral sites in each individual received the application of PDT or the control procedure (sham). The intervention was performed at baseline, 3, 6 and 12 months. The clinical parameters was evaluated at baseline, 3, 6,and 12 months after treatment. All clinical parameters showed significant improvement during the study, but there was no significant difference between groups. Considering the methodology that was used, it was not possible to conclude that PDT was efficient as adjunctive for conventional periodontal treatment in smokers individuals.

A terapia fotodinâmica é uma técnica que utiliza uma substância fotossensibilizadora, luz de comprimento de onda adequado e oxigênio para produzir um efeito citotóxico, sendo uma alternativa aos tratamentos convencionais para o câncer. Este tratamento, quando realizado nos vasos sanguíneos, leva à destruição deles. No entanto, a recuperação dos vasos é observada algum tempo depois, o que pode ser um processo angiogênico (formação de novos vasos sanguíneos) induzido pela própria terapia. Os vasos sanguíneos fornecem oxigênio e nutrientes às células, levando ao crescimento de tecidos, inclusive tumorais. Para a investigação da angiogênese após a terapia fotodinâmica, foi utilizado o modelo de membrana corioalantoica de ovos de galinha, pois possui alta vascularização e fácil acesso aos vasos sanguíneos. A terapia fotodinâmica foi feita nos vasos da membrana com o fotossensibilizador Photogem&reg;, em uma concentração de 10 &mu;g/mL, e subdoses de luz para não levar o embrião à morte. As doses de luz de 6 e 15 J/cm2 foram estabelecidas para os experimentos e foi observada diminuição na densidade de vasos 3 horas após a terapia fotodinâmica, com um aumento 24 horas depois. Para a quantificação desses efeitos, uma rotina no MATLAB&reg; foi elaborada para determinar a porcentagem de área ocupada pelos vasos sanguíneos nas imagens da membrana, que foram realizadas antes, a cada 30 minutos durante as primeiras 3 horas após o tratamento e 24 horas depois. Além disso, para uma análise da distribuição de grandes e pequenos vasos, o comprimento e o diâmetro de cada vaso nas imagens foram medidos com o software ImageJ&reg;, que permitiu verificar que os menores vasos são os mais afetados 3 horas depois da terapia, com aumento no número desses vasos após 24 horas. Como isso poderia ser um indício de um processo angiogênico após a terapia fotodinâmica, marcadores de angiogênese foram utilizados em Western Blot. Apesar de esse método molecular não ter mostrado diferença entre o grupo com terapia fotodinâmica e os grupos controle, as análises por imagem indicam a formação de novos vasos 24 horas após a terapia, com uma rede vascular diferente da que havia antes. / Photodynamic therapy is a technique that uses a photosensitizing substance, light of adequate wavelength and oxygen to produce a cytotoxic effect, being an alternative to conventional treatments for cancer. This treatment, when carried out in the blood vessels, leads to their destruction. However, vessel recovery is observed some time later, which may be an angiogenic process (formation of new blood vessels) induced by the therapy itself. The blood vessels supply oxygen and nutrients to the cells, leading to tissue growth, including tumoral. For the investigation of angiogenesis after photodynamic therapy, the chorioallantoic membrane model of chicken eggs was used, because it has high vascularization and easy access to the blood vessels. Photodynamic therapy was performed on membrane vessels with the Photogem&reg; photosensitizer, at a concentration of 10 &mu;g/mL, and light subdoses to avoid leading the embryo to death. Light doses of 6 and 15 J/cm2 were established for the experiments and a decrease in vessel density 3 hours after photodynamic therapy was observed, with an increase 24 hours later. For quantification of these effects, a routine in MATLAB&reg; was designed to determine the percentage of area occupied by blood vessels in the membrane images, which were performed before, every 30 minutes for the first 3 hours after treatment and 24 hours later. Furthermore, for an analysis of the distribution of large and small vessels, the length and diameter of each vessel in the images were measured with the ImageJ&reg; software, which allowed to verify that the smaller vessels are most affected 3 hours after the therapy, with an increase in the number of these vessels after 24 hours. Since this could be an indication of an angiogenic process after photodynamic therapy, angiogenesis markers were used in Western Blot. Although this molecular method showed no difference between the group with photodynamic therapy and the control groups, the image analysis indicates the formation of new vessels 24 hours after the therapy, with a vascular network different from before.

Neste trabalho propusemos a utilização do fotossensibilizador ZnPC associado ao complexo nitrosilo de rutênio Ru-tpy por meio de lipossomas de longo tempo de circulação, com o objetivo de analisar o efeito sinérgico das espécies reativas de oxigênio (EROs) e espécies reativas de nitrogênio (ERONs) geradas respectivamente pelos mesmos, atuando sobre uma linhagem celular neoplásica. Foram estudadas as propriedades fotofísicas e fotoquímicas do sistema misto ZnPC/Ru-tpy empregando-se técnicas de espectroscopia no estado estacionário e resolvido no tempo. Com isto foi possível determinar importantes parâmetros que elucidaram seu perfil fotodinâmico, confirmando sua viabilidade para aplicação em estudos in vitro e in vivo. Estes estudos também indicaram uma possível interação entre a ZnPC e o complexo Ru-tpy através do mecanismo de transferência de elétron do fotossensibilizador para o complexo de rutênio, desta forma liberando o NO. Realizamos os estudos em meio biológico utilizando a linhagem neoplásica B16-F10, avaliando a toxicidade dos sistemas lipossomais na ausência e na presença de luz. Os nossos resultados demonstraram que o sistema misto ZnPC/Ru-tpy em meio lipossomal apresenta propriedades fotofísicas e fotobiológicas úteis, gerando as espécies reativas (EROs e ERONs) atuando sinergicamente pela TFD. / We proposed in this work the use of photosensitizer Zinc phthalocyanine (ZnPC) associated with the nitrosyl ruthenium complex (Ru-tpy) in long circulation liposomes (stealth liposome), with the aim of analyzing the synergistic effects of the reactive of oxygen species (EROs) and reactive of nitrogen species (ERONs) generated, acting on the neoplastic cell line. The photophysical and photochemical properties of the mix system ZnPC/Ru-tpy were studied being used spectroscopic techniques in the stationary state and resolved in the time. With these studies were possible to determine important parameters that elucidated its photodynamic profile, confirming the viability for application in studies in vitro and in vivo. These studies also indicated the possible interaction between ZnPC and the complex Ru-tpy through the electron transfer process from the photosensitizer to the nitrosyl ruthenium complex which leads to release nitric oxide (NO). We accomplished the biological studies using the neoplastic cell line B16-F10, evaluating the toxicity of the liposomes in the absence and presence of light. Our results demonstrated that the system ZnPC/Ru-tpy in the stealth liposome presents useful photophysical and photobiological properties, generating the species reactives (EROs and ERONs) to work synergically for the Photodynamic Therapy (PDT).

O conceito de PDT é a fotoindução da citotoxicidade das células proliferativas envolvendo um agente fotossensibilizador, uma fonte de luz e oxigênio. Apesar de ser uma terapia eficiente no tratamento de várias neoplasias, a PDT apresenta algumas limitações dentre as quais a não seletividade em células do tecido hepático.O presente trabalho avaliou a correlação entre penetração luminosa e necrose, assim como a extensão da mesma em função da concentração do fotossensibilizador utilizado (Photogem&#61666;) e de três diferentes doses de energia. A transição do epitélio necrosado e do epitélio sadio, foi realizada após a irradiação de fígados normais de ratos previamente fotossensibilizados. O acúmulo do Photogem, administrado via endovenosa, no fígado, foi investigado através da espectroscopia de fluorescência. As fontes de luz utilizadas para irradiação foram um laser de diodo de 630nm e um dispositivo a base de LEDs (diodos emissores de luz). Observamos que o tecido hepático normal, fotossensibilizado, apresenta suas características ópticas alteradas, evidenciadas nos estudos de penetração da luz e alteração térmica durante a irradiação, refletindo na profundidade da necrose. Verificamos que a presença do FS no tecido alvo diminui a penetração da luz, levando a um aumento da temperatura, devido à grande quantidade de energia absorvida pelo FS, a qual é dissipada na forma de calor. Notamos uma abrupta delineação da necrose correspondendo à queda de intensidade luminosa no tecido iluminado. A profundidade de necrose obtida com o uso do LED apresentou uma pequena variação, devido à linha espectral do mesmo ser mais larga, quando comparado ao laser. Histologicamente o tecido hepático e irradiado apresentou necrose coagulativa, infiltrado inflamatório neutrofílico e necrose da veia centrolobular em todos os grupos experimentais; também observamos uma nítida delimitação entre o tecido epitelial normal e o tecido epitelial fotossensibilizado. Estes resultados serão importantes para o desenvolvimento de estratégias para um possível protocolo para aplicação da PDT em tumores malignos hepáticos. / The PDT concept is the photo induction of the citotoxicity of proliferating cells involving a photosensitizer agent, a light source and oxygen. Despite being an efficient therapy on the treatment of several neoplasias, PDT presents some restrictions including the non-selectivity in hepatic tissue cells. This work evaluated the correlation between light penetration and necrosis, as well as the extension of such as function of the concentration of the photosensitizer used (Photogem) and three different doses of energy. The necrosed epithelium and healthy epithelium transition was performed after the irradiation of normal livers of previously photosensitized rats. The Photogem accumulation, intravenously administrated, on the liver was investigated through fluorescence spectroscopy. The light sources used for irradiation were: diode laser operating at 630 nm and a LEDs (Light Emitting Diode) device. We observe that the photosensitized normal hepatic tissue presents its optical characteristics altered, which was previously evidenced on the studies of light penetration and thermal alteration during the irradiation, altering the necrosis depth. We checked that the photosensitizer presence on the target tissue decreases the light penetration leading to a temperature increase, due to a large amount of energy absorbed by the photosensitizer, which is dissipated by means of heat. We noticed an abrupt necrosis delineation corresponding to the drop of the light intensity on the irradiated tissue. When the LED was used, the necrosis depth presented little variation, due to its spectral line being larger when compared to the laser’s spectral line. Histological, the irradiated hepatic tissue presented coagulative necrosis, inflammatory infiltration neutrophilic and centrilobular vein necrosis in all experimental groups, we also observed a clear delimitation between normal epithelial tissue and photosensitized tissue. These results will be important to the development of strategies for a possible protocol for the PDT application on hepatic malign tumors.

Terapia fotodinâmica (TFD) é uma modalidade terapêutica pouco invasiva e sem efeitos térmicos aprovada para o tratamento de doenças neoplásicas e vasculares proliferativas, capaz de produzir necrose tecidual seletiva através de administração de um fármaco fotossensibilizador seguido da aplicação de luz em comprimento de onda adequado. Na presença de luz o fotossensibilizador passa à forma ativada, e na presença de oxigênio molecular presente nas células, produz espécies reativas de oxigênio e oxigênio singleto que induzem as células alteradas à morte. O melhor entendimento dos mecanismos e da resposta celular à TFD, a disponibilidade de fontes de luz mais baratas, confiáveis e de fácil manuseio, bem como bons resultados em pesquisa clínica, dão credibilidade à técnica e a sua difusão na prática clínica. Estudos recentes em dosimetria têm mostrado melhores resultados terapêuticos com o fracionamento da dose de luz uma vez que permite a reoxigenação dos tecidos durante o período em que esse não está sendo iluminado. Neste estudo, investigou-se o dano tecidual (profundidade de necrose) e os danos celulares, especificamente na mitocôndria (estado 3, estado 4, taxa do controle respiratório, relação de ADP/O, potencial de membrana e intumescimento ou ?swelling?) do fígado normal de rato submetendo-o a regime de fracionamento da dose de luz. Vinte e cinco ratos Wistar receberam 1.5 mg/kg do fotossensibilizador Photogem 30 minutos antes da iluminação com laser de diodo (? = 630nm), potência 200 mW, intensidade 250 mW/cm2 e dose total fixa de 200 J/cm2. Os animais foram divididos em 5 grupos de 5 animais, cada um sendo iluminado em intervalos diferentes de claro (C) e escuro (E): 800s, 400s, 200s, 100s e 50s, alternando, respectivamente nesses grupos, os períodos de C/E em 800s/0s, de 400s/400s, de 200s/200s, de 100s/100s e de 50s/50s. Os animais foram mortos 30 horas após a aplicação do Photogem. O tecido iluminado foi submetido à análise histológica. As lâminas histológicas mostraram uma tendência de aumento na profundidade de necrose, com um aumento de até 30% em comparação ao regime contínuo e também uma tendência de diminuição na RCR e na relação ADP/O em função do tempo de escuro, principalmente até 200s do intervalo de C/E. Com tempo do fracionamento menor, as tendências de ADP/O e de RCR se invertem. O intumescimento e o potencial de membrana não mostraram diferença significativa com os diferentes regimes de iluminação. Conclui-se que o aumento de eficiência em PDT devido ao fracionamento da dose de luz é proporcionado pela maior disponibilidade de oxigênio na área tratada o que pode ocorrer pela reversão da oclusão vascular provisória ou do menor consumo de oxigênio pela reação fotodinâmica até o esquema do fracionamento da dose de luz de 200s. Para intervalos de escuro maiores tem-se uma limitação da reposição do oxigênio com conseqüente redução dos danos mitocondriais. O regime de fracionamento de dose de luz melhora a eficácia da técnica de PDT e mostra uma relação causal com a profundidade de necrose, embora a determinação da extensão dos intervalos de escuro seja fundamental para o sucesso da técnica. / Photodynamic therapy is a promising minimally invasive and non-thermal therapeutic modality approved for the treatment of neoplastic and vascular disease, which produces localized tissue necrosis with light following admistration of a photosensitizing drug. The drug is activated by light of a specific wavelength. The activated photosensitizer, in the presence of oxygen, generates singlet oxygen and reactive oxygen species that will induce selected cells to death. The current best understanding of PDT mechanisms and cellular response, the availability of cheaper, trustworthy and easy handling sources of light, as well as good results in clinical investigations, had provided trustworthiness to the technique and its diffusion in clinical practice. Recent dosimetry studies had suggested better therapeutical results with dose light fractionation. In this study, it was investigated the tissue damage (depth of necrosis) and cellular damage specifically in the mitochondria (state 3, state 4, respiratory control rate (RCR), ADP/O ratio, swelling and membrane potencial) in normal rat liver submitted to the fractionation of the light dose scheme. Twenty five Wistar rats received 1,5 mg/kg of the first generation Russian photossensitizer Photogem® 30 minutes before illumination with diode laser (? = 630nm), power 200 mW, fluence rate 250 mW/cm2 and fluence 200 J/cm2. Animals had been divided into 5 groups of 5 animals each, being illuminated in different intervals of light and dark (L/D): 800s, 400s, 200s, 100s and 50s, for each one had respectively alternated light/dark photodynamic therapy intervals of 800s/0s, 400s/400s, 200s/200s, 100s/100s and 50s/50s. The rats were sacrificed 30 hours after Photogem application. The illuminated tissue was submitted to histological analyze. The histological sections of the illuminated tissue volume showed a trend toward increasing depth of necrosis (increase 30%) as well as decreasing in RCR and ADP/O as a function of the increase in the dark interval, mainly until 200s of light interval. With lower fractionation time the trends of ADP/O and RCR becomes inverted. Swelling and membrane potencial did not show significant difference in all fractionation schemes. It can be concluded that the enhancement of PDT efficiency by the fractionation of light is due to improved oxygen supply to the treated area, which may be due to the reversal of the temporary vascular occlusion or slower photochemical consumption of oxygen until 200s fractionation scheme. For higher light intervals there is a limitation in the oxygen replenishment leading to a reduction of the mitochondrial damage. A fractionated light dose delivery can enhance PDT efficiency with Photogem and presents a causal relation with necrosis depth, although the determination of the extension of the dark intervals is fundamental for the success of technique.

O surgimento de resistência bacteriana aos tratamentos convencionais tem proporcionado o desenvolvimento de novas modalidades terapêuticas para o tratamento e/ou controle da cárie dentária. Nesse contexto, a utilização da terapia fotodinâmica (TFD) é sugerida como alternativa para a inativação de microrganismos patogênicos envolvidos na gênese da cárie. O objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro o efeito antimicrobiano da terapia fotodinâmica (TFD) sobre três culturas de S. mutans: uma cepa padrão de S. mutans (ATCC 25175) e dois isolados clínicos (43513 e 47513) oriundos da saliva de crianças. O corante (C) azul de orto-toluidina (TBO) foi utilizado associado à iluminação com LEDs (L) no comprimento de onda vermelho. Estas suspensões foram transferidas para placas de 96 orifícios, tratadas com quatro concentrações de TBO (0,25; 2,5; 25 e 250 µg/mL) e expostas a quatro dosimetrias (12; 24; 36 e 48 J/cm2) constituindo o grupo C+L+ (TFD). Suspensões adicionais foram tratadas somente com as quatro concentrações de TBO (C+L-) ou apenas com as quatro dosimetrias (C-L+). Amostras não submetidas ao tratamento com a fonte de luz nem ao corante, constituíram a condição C-L- (controle positivo). Alíquotas de 100 µL de cada orifício foram transferidas para tubos de ensaio para se verificar a presença ou ausência de crescimento microbiológico. Adicionalmente, alíquotas de 25 µL do grupo correspondente a TFD (C+L+) foram semeadas em placas de Petri, as quais foram incubadas a 370C por 48 horas para posterior visualização de halos de inibição e/ou crescimento microbiológico correspondente a efetividade ou ineficiência da TFD, respectivamente. Com o intuito de confirmar os achados, essas mesmas amostras foram submetidas à análise pela microscopia confocal a laser. Os resultados demonstraram que a TFD, em determinadas condições experimentais, foi efetiva no controle do crescimento microbiológico das espécies de S. mutans usadas neste estudo. A concentração mínima de TBO necessária para a inativação in vitro das três culturas de S. mutans foi de 2,5 µg/mL associada à dosimetria mínima de 24 J/cm2 da fonte de luz LED utilizada no estudo. / The increase of bacterias resistance to conventional treatment resulted in the development of new therapeutic modalities for dental caries treatment and/or prevention. In this field, the use of photodynamic therapy (PDT) is suggested as an alternative for inactivation of patogenic microrganisms involved in the etiology of tooth decay. The aim of this study was to evaluate in vitro the antimicrobian effect of the photodynamic therapy (PDT) on bacteria suspensions of S. mutans (ATCC 25175) and two suspensions (43513 and 47513) from infants saliva. Toluidine blue O (TBO) (D) and a red light-emmiting diodes (LEDs) (L) were used in association. Samples were inserted into 96 well-plate and treated with four TBO concentrations (0.25; 2.5; 25 e 250 µg/mL) and exposed to four dosimetries (12; 24; 36 e 48 J/cm2) defining the D+L+ group (PDT). Additional samples were treated only with TBO (D+L-) or only with red LEDs (D-L+). The treatment without dye and none red LED constituted the D-L- condition (positive control). Aliquots from D+L+ (TFD group) were inserted in Petri dishes, which were incubated at 370C for 48 hours. Posterior analysis of microbiologic growth, corresponding to PDT effectivity, was conducted. These samples were also submitted to laser confocal microscopy analysis for microbiologic data confirmation. The results showed PDT effectiveness for S. mutans inactivation in particular conditions. It was demonstrated that PDT was efficient to kill S. mutans species in the presence of the TBO at 2.5 µg/mL (minimum concentration) associated to 24 J/cm2 dosimetry.

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é uma modalidade terapêutica inovadora para o tratamento de tumores cutâneos. As ftalocianinas têm sido utilizadas como fotossensibilizantes sistêmicos devido à sua alta afinidade ao tecido tumoral e seu efeito acentuado quando irradiadas com luz. No entanto, a lipossolubilidade e o baixo coeficiente de partilha óleo/água dessas substâncias dificultam sua aplicação tópica, levando ao desenvolvimento de derivados carregados, como a zinco ftalocianina tetrassulfonada (ZnPcS4) na tentativa de aumentar sua solubilidade em água, bem como melhorar sua captação pelas células tumorais. Entretanto, moléculas carregadas têm dificuldades em atravessar o estrato córneo (EC), a principal barreira da pele. Como a iontoforese é uma técnica não-invasiva capaz de aumentar e controlar a penetração de moléculas carregadas na pele, ela parece ser uma alternativa para aumentar a penetração cutânea da ZnPcS4 nas camadas da pele onde os tumores estão presentes. Dessa forma, foram realizados experimentos in vitro de iontoforese de um gel hidrofílico da ZnPcS4 aplicado topicamente na presença e ausência de NaCl. Estudos de iontoforese in vivo também foram realizados, empregando ratos Wistar como modelo animal, bem como experimentos em cultura de células tumorais para avaliar a citotoxicidade do fármaco em estudo. O método analítico para quantificação do fármaco na pele foi validado quanto à linearidade, precisão, exatidão, sensibilidade e seletividade. A iontoforese catódica promoveu um aumento significativo da retenção da ZnPcS4 tanto no EC como na epiderme viável nos experimentos realizados na presença e ausência de NaCl em relação à aplicação passiva da formulação e de iontoforese anódica, sendo que ocorreu um aumento da quantidade do fármaco retido nas diferentes camadas da pele quando o sal foi retirado da formulação. Os estudos in vivo com a formulação também mostraram que a corrente elétrica aumentou a penetração do fármaco para as camadas mais profundas da pele em relação aos experimentos passivos de permeação, o que foi evidenciado pela intensidade de fluorescência do fármaco visualizada por microscopia confocal e pela quantidade de fármaco retido nas diferentes camadas da pele. Resultados em cultura de células tumorais A431 sugerem que a concentração de fármaco que chega à epiderme viável após experimentos de iontoforese catódica é capaz de matar mais de 90% dessas células tumorais quando a dose de irradiação de 5 J/cm2 é aplicada. Além disso, quando a corrente elétrica é aplicada em cultura celular, não foi observado nenhum aumento significativo da citotoxicidade da ZnPcS4, demonstrando que a aplicação de corrente elétrica não fez com que a entrada do fármaco para o interior das células tumorais aumentasse. Não restam dúvidas, no entanto, que a corrente elétrica aumentou a penetração do fármaco nas camadas profundas da pele, além de levar a uma distribuição homogênea da ZnPcS4 nessas camadas após 15 minutos de aplicação. / Photodynamic therapy (PDT) is an innovative therapeutic modality for the treatment of cutaneous tumors. The phthalocyanines have been used as systemic photosensitizing agents due to its high affinity to tumor tissues and its accentuated effect when irradiated with light. However, the lipophilicity and the low partition coefficient oil/water of these substances difficult its topical application, leading to the development of charged derivatives, such as the zinc phthalocyanine tetrasulfonated (ZnPcS4) in an attempt to increase the water solubility, as well as improve the drug uptake by tumor cells. However, charged molecules have difficulties to cross the stratum corneum (SC), the main barrier of the skin. As iontophoresis is a noninvasive technique able to improve and control the penetration of charged molecules through the skin, it seems to be an alternative for enhancing ZnPcS4 penetration into the deep layers of the skin, where cutaneous tumors reside. This way, in vitro iontophoresis experiments of a hydrophilic gel containing ZnPcS4 applied topically in the presence and absence of NaCl were performed. In vivo iontophoresis studies were also carried out employing Wistar rats as animal model, as well as experiments in culture of tumour cells to evaluate the cytotoxicity of the drug. The analytical method for the quantification of the drug in the skin was validated considering the parameters of linearity, precision, accuracy, sensitivity and selectivity. The cathodal iontophoresis promoted a significant increase in retention of ZnPcS4 in both SC and viable epidermis in the experiments conducted in the presence and absence of NaCl in relation to the formulation applied passively or by anodal iontophoresis. Therefore, there was an increase in the amount of the drug retained in different layers of the skin when salt was removed from the formulation in the cathodal iontophoresis. In vivo studies also demonstrated that the electrical current increased penetration of the drug to the deeper layers of the skin in relation to passive experiments, evidenced by the fluorescence intensity of the drug showed by confocal microscopy and by the amount of drug retained in the different layers of the skin. Results with A431 tumor cells suggest that the concentration of the drug that reaches the viable epidermis after cathodal iontophoresis is able to kill more than 90% of these tumor cells when the radiation dose of 5 J/cm² was applied. In addition, when the electric current was applied to the cells, it was not observed any significant increase of cytotoxicity, demonstrating that the electric current application did not increased the uptake of the ZnPcS4 by the tumor cells. There are no doubts, however, that the electric current increased the ZnPcS4 penetration to the deep layers of the skin and lead to a homogeneous distribution of ZnPcS4 in these layers after 15 minutes of application.