Effect of different protocols of low-power laser on the healing of rats Achilles tendon after partial transection

Orientador: Edson Rosa PimentelTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O tendão calcanear é o tendão mais acometido por ruptura, particularmente em atividades esportivas. O processo de cicatrização resulta em uma matriz extracelular (MEC) menos organizada o que reduz sua resistência à tensão e torna-o mais susceptível à recorrência de lesões. A terapia com o laser de baixa potência (LBP) tem se mostrado efetiva, porém existem resultados contraditórios com relação a seus protocolos. Propusemos-nos a avaliar os efeitos de diferentes terapias com o LBP em tendão calcanear parcialmente seccionado. Para tal foram utilizados ratos Wistar machos adultos, distribuídos em 7 grupos experimentais: G1- Tendão intacto; G2-Tendão seccionado; G3- lesão + LBP (4J/cm2-contínuo); G4- lesão + LBP (4J/cm2-20 Hz); G5- Tendão seccionado; G6- lesão + LBP (4J/cm2-contínuo); G7- lesão + LBP (4J/cm2-20 Hz até o 7º dia e 2 KHz do 8º ao 14º dia). G2, G3 e G4 foram eutanaziados no 8º dia após lesão, e G5, G6 e G7 no 15º dia. Foram realizadas as dosagens de proteínas não-colagênicas (PNC), glicosaminoglicanos (GAG) e hidroxiprolina (HOPro), além de eletroforese em gel de agarose, zimografia para MMP-2 e -9 e western blotting (WB) para colágeno I e III. O estudo estrutural foi feito por meio de lâminas coradas em hematoxilina-eosina (HE) e azul de toluidina (AT) além de análise e medidas de birrefringência por meio de microscopia de polarização. A análise funcional foi realizada por meio do Catwalk. Com relação à HOPro houve um decréscimo significativo em todos os grupos quando comparados ao G1, exceto G7. A dosagem de GAG revelou um aumento em todos os grupos exceto G5 e o gel de agarose mostrou um aumento no conteúdo de dermatan sulfado em todos os grupos transeccionados, sendo menos expressivo em G4 e G7. Nos cortes corados com AT os grupos transeccionados apresentaram maior metacromasia, em especial os grupos tratados. WB para colágeno I mostrou um aumento em G4 e G7. Quanto ao colágeno III G4 apresentou valores maiores quando comparado a G2. A zimografia para MMP-2 indicou maiores valores em G4 e G7. A MMP-9 aumentou em G3 e G4. A análise de birrefringência revelou acentuada desorganização em todos os grupos, com melhora significativa em G7. Os resultados do catwalk apontaram que, após a cirurgia os grupos que receberam o laser pulsado conseguiram apoiar melhor a pata quando comparado aos demais grupos. Nossos resultados mostram que o LBP contínuo e pulsado tem efeitos diferentes sobre o processo de reparo do tendão. O LBP pulsado atuou sobre o processo inflamatório possibilitando que o animal apoiasse melhor a pata ao caminhar e promoveu a síntese e organização do colágeno. Desta maneira acreditamos que este protocolo de tratamento pode ser adaptado para o uso em clínicas de reabilitação de maneira a acelerar o reparo e melhorar as características morfológicas, bioquímicas e funcionais deste tendãoAbstract: The Achilles tendon has a high incidence of rupture, particularly in sports activities. The healing process leads to a disorganized extracellular matrix (ECM) which reduces its tensile strength and lead to a high rate of injury recurrence. Low level laser therapy (LLLT) has been effective, but there are conflicting results regarding their protocols. Our purpose was to evaluate the effects of different therapies with LLLT in partially tenotomized Achilles tendon. Adult male Wistar rats were divided into 7 groups: G1 ? intact; G2 ? injured; G3 ? injured + LLL (4 J/cm2 continuous); G4 ? injured + LLL (4 J/cm2 ? 20 Hz); G5 ? injured; G6 ? injured + LLL (4 J/cm2 continuous); and G7 ? injured + LLL (4 J/cm2 ? 20 Hz until the 7th day and 2 kHz from 8?14 days). G2, G3 and G4 were euthanized 8 days after injury, and G5, G6 and G7 were euthanized on the 15th day. Quantification of non-collagenous protein (NCP), glycosaminoglycans (GAG) and hydroxyproline (HOPro) was performed, in addition to electrophoresis on agarose gel, zymography for MMP-2 and -9, western blotting (WB) for collagen types I and III. The structural analysis was done by hematoxylin-eosin (HE) and toluidine blue (TB) staines with in addition to birefringence measurements and analysis by polarization microscopy. Functional analysis was performed using the gait assessment of the animals in the Catwalk. Regarding HOPro there was a significant decrease in all groups when compared to the G1, except G7. The dosage of GAG showed an increase in all groups except G5 and agarose gel showed an increase in the content of dermatan sulfat in all transected groups, being less expressive in G4 and G7. In sections stained with TB the tenotomized groups showed metachromasia, particularly the treated groups. WB for collagen I showed an increase in G4 and G7. In G4 collagen III showed higher values when compared to G2. The zymography for MMPs-2 showed higher values for G4 and G7. MMP-9 increased in G3 and G4. Analysis of birefringence showed marked disorganization in all groups, with a significant improvement in G7. The catwalk results showed that after surgery, G4 had better results when compared to other groups. Our results show that the continuous and pulsed LLLT has different effects on the process of tendon repair. Pulsed laser acted on the inflammatory process improving the gait and promoting collagen synthesis and organization. Thus we believe that this treatment protocol can be adapted for use in rehabilitation clinics in order to accelerate the repair and enhance the morphological, biochemical and functional characteristics of the tendonDoutoradoAnatomiaDoutora em Biologia Celular e Estrutura

Mophologic and biochemical evaluation from articular disk of rat's TMJ submitted to low power laser therapy : experimental studies in bearer animals of tempromandibular joint disfunction

Orientador: Evanisi Teresa PalomariDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiololgiaResumo: Desordens decorrentes de danos ou doencas relacionadas a ATM afetam o aparelho mastigador como um todo e sao caracterizadas como desordens temporomandibulares (DTM). Sabe-se que cerca de sete por cento da populacao mundial requer tratamento para as DTM. Tecidos cartilaginosos, como os que constituem o disco articular da ATM, possuem uma capacidade limitada de regeneracao, e ainda nao existem tecnicas e metodos fidedignos que estimulem o crescimento de um novo tecido, capaz de auxiliar o tratamento de traumas e doencas degenerativas. O tratamento com laser de baixa potencia e uma das terapias utilizadas e, por isto, torna-se imprescindivel o conhecimento de suas acoes sob o ponto de vista celular e tecidual. Para tal, foram utilizados 24 ratos Lewis machos divididos em quatro grupos: GC, grupo controle; grupo GD, animais em que foi administrada a toxina botulinica; grupo GL, animais que receberam o tratamento com o laser de baixa potencia; grupo GDL, animais em que foi administrada a toxina botulinica e em seguida, submetidos a terapia com o laser de baixa potencia. Foi realizada analise morfologica por meio de cortes histologicos corados por HE, AT e picrosirius e; analise bioquimica por meio de eletroforese em gel SDS-poliacrilamida e dosagem de proteinas. Com base nos resultados morfologicos e bioquimicos, conclui-se que o modelo de DTM proposto mostrou-se satisfatorio para estudos desta doenca. Por outro lado, a terapia com o laser deve submeter seus protocolos clinicos a uma reavaliacao, visto que a mesma apresentou resultados controversos do ponto de vista tecidual por ter promovido a sintese de alguns componentes da matriz extracelular e a desestruturacao de outros essenciais ao bom funcionamento da articulacao envolvida.Abstract: Disorders resulting from injury or disease related to TMJ affect the masticatory apparatus as a whole and are characterized as temporomandibular joint disorder (TMJD). It is known that about seven percent of world population requires treatment for the TMJD. Cartilaginous tissues, such as those that constitute the articular disc of the ATM, have a limited capacity for regeneration, and yet there are no reliable techniques and methods that encourage the growth of a new tissue, capable of assisting the treatment of trauma and degenerative diseases. Treatment with low power laser is one of the therapies used and, therefore, it is essential knowledge of their actions in terms of cellular and tissue. To this end, we used 24 male Lewis rats divided into four groups: GC control group GD animals in that group was given the botulinum toxin; GL group animals that received treatment with low-power laser; GDL animals in that group was given the botulinum toxin and then submitted to the low power laser therapy. Morphological analysis was performed by means of histological sections and stained by HE, and AT and picrosirius; biochemical analysis by electrophoresis in SDSpolyacrylamide gel and determination of proteins. It can be concluded based on morphological and biochemical results, the proposed model of TMD was shown satisfactory for studies of this disease, while treatment with the laser must submit their clinical protocols to a revaluation because it showed controversial results of point of tissue for promoting the synthesis of some components of the extracellular matrix and destruction of other essential for the proper functioning of the joint involved.MestradoAnatomiaMestre em Biologia Celular e Estrutura