Influence of different doses and different number sessions of low-level laser irradiation in the repair of bone defects in calvaria of Wistar female rats model of osteoporosis

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/cm2Low-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/cm