Comparison of the effects of low-level laser therapy and low-intensity pulsed ultrasound on the process of bone repair in the rat tibia

BACKGROUND: Electrophysical agents such as Ultrasound (US) and low-level laser therapy (LLLT) have been increasingly used in physical therapy practice. Studies suggest that these devices are able to stimulate osteoblast proliferation and osteogenesis at the fracture site, resulting in a greater deposition of bone mass and speeding up the consolidation process. OBJECTIVE: The aim of this study was to analyze the effects of US and LLLT on the bone healing process, through biomechanical and histological analysis of the bone callus. METHODS: A total of 30 rats were randomly allocated into three groups: control group fracture without treatment (GC); fracture group treated with pulsed US, burst 1.5 MHz, 200us, 1KHz, 30 mW/cm² (GUS) and fracture group treated with laser 830nm, 100mW, 120J/cm² (GL). Bone defects were performed with a circular drill of 2mm in diameter in the animal's tibias. The treatments were carried out after surgery consisting of 7 applications every 48 hours. After 14 days the animals were sacrificed and the tibias were removed to perform the analysis, being the right tibia designated for biomechanical analysis, while the left tibia for histological analysis. RESULTS: The biomechanical analysis showed no statistically significant difference between biomechanical properties of the CG, CL and GUS. In morphometric analysis, both GUS and GL showed a significantly higher woven bone tissue area compared to the control group. However, when the two treatment modalities were compared, there were no statistical differences between them. CONCLUSION: Both devices used in this study were able to accelerate the bone healing process in rats.CONTEXTUALIZAÇÃO: Recursos eletrofísicos, como o ultrassom (US) e a terapia laser de baixa potência (LLLT), vêm sendo cada vez mais utilizados na prática fisioterapêutica. Estudos sugerem que esses recursos são capazes de estimular a proliferação de osteoblastos e a osteogênese no local da fratura, promovendo maior deposição de massa óssea e acelerando o processo de consolidação. OBJETIVO: Analisar os efeitos do US e da LLLT no processo de consolidação óssea por meio das análises biomecânica e histológica do calo ósseo. MÉTODOS: Foram utilizados 30 ratos machos, distribuídos aleatoriamente em três grupos: grupo controle fratura, sem tratamento (GC); grupo fratura tratado com US pulsado com burst de 1,5 MHz, 200us, 1KHz, 30 mW/cm² (GUS) e grupo fratura tratado com laser 830nm, 100mW, 120J/cm² (GL). Foram realizados defeitos ósseos circulares com broca de 2 mm de diâmetro nas tíbias dos animais. Os tratamentos foram realizados a cada 48 horas, totalizando sete aplicações e, no 14º dia, os animais foram sacrificados. A tíbia direita foi designada para análise biomecânica, enquanto a esquerda, para análise histológica. RESULTADOS: A análise biomecânica não mostrou diferença estatisticamente significativa entre as propriedades biomecânicas do GC, GL e GUS. Na análise morfométrica, tanto GUS quanto GL apresentaram área de osso neoformado estatisticamente maior em relação ao GC. No entanto, quando as duas modalidades de tratamento foram comparadas, não foram encontradas diferenças estatísticas entre elas. CONCLUSÃO: Ambos os recursos utilizados neste estudo foram capazes de acelerar o processo de reparo ósseo em ratos.Universidade Federal de São CarlosUFSCar Departamento de Ciências FisiológicasUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Departamento de BiociênciasUNIFESP, Depto. de BiociênciasSciEL