Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Ιωάννης-Παναγιώτης Βρότσος, Καθηγητής, Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Αλεξάνδρα Πανδή-Τσάμη, Καθηγήτρια, Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Ιωάννης Καρούσης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τμήμα Οδοντιατρικής, Σχολή Επιστημών Υγείας, ΕΚΠΑ
Περίληψη:
Εισαγωγή: Οι συσκευές laser, μετά την ανακάλυψή τους, βρίσκουν ευρύ πεδίο εφαρμογών στις Επιστήμες Υγείας. Συγκεκριμένα στην Οδοντιατρική, εφαρμόζονται με εξαιρετικά αποτελέσματα στον τομέα της Οδοντικής Χειρουργικής, της Γναθοπροσωπικής Χειρουργικής, της Στοματολογίας, της Ενδοδοντίας και της Περιοδοντολογίας. Όσον αφορά τον τρόπο λειτουργίας των συσκευών αυτών, πραγματοποιείται με δύο βασικούς τρόπους. Πρώτον, εφαρμόζονται για χειρουργικούς σκοπούς, όπου οι συσκευές laser ρυθμίζονται με υψηλή ισχύ για την πραγματοποίηση των τομών, με ταυτόχρονη εξαϋλωση των ιστών. Δεύτερον, χρησιμοποιούνται για τη βιοδιεγερτική τους δράση, σε λειτουργία χαμηλής ισχύος. Ειδικότερα, η ακτινοβόληση με Laser χαμηλής ενέργειας (Low Level Laser Therapy – LLLT), χρησιμοποιείται επί σειρά ετών σε πληθώρα εφαρμογών στον κλάδο της Ιατρικής και Οδοντιατρικής. Σχετικά με τη δράση των lasers, οφείλεται σε φωτοβιολογικά φαινόμενα που σχετίζονται με την αντίδραση των οργανισμών στη μονοχρωματική ακτινοβολία των lasers. Τα φωτόνια της ακτινοβολίας προκαλούν ενδοκυττάριες αλλαγές στα κύτταρα (κυρίως στα μιτοχόνδρια) και αυτό επηρεάζει τη μίτωσή τους, αλλά και στην έκκριση αυξητικών παραγόντων. Παρολαυτά, οι ακριβείς βιολογικοί μηχανισμοί που ερμηνεύουν τη βιολογική επίδραση της LLLT, δεν έχουν μέχρι στιγμής αποσαφηνιστεί. Η ακτινοβολία που εφαρμόζεται με την LLLT με τη χρήση Διοδικού laser, έχει μήκος κύματος κοντά στην ερυθρή και υπέρυθρη περιοχή του φάσματος. Η ακτινοβόληση με ένα τέτοιο μήκος κύματος, μπορεί να ενεργοποιήσει τη μιτοχονδριακή αναπνευστική αλυσίδα και να ξεκινήσει μια σειρά αντιδράσεων που τελικά θα ευνοήσουν τον κυτταρικό πολλαπλασιασμό και την παραγωγή αυξητικών παραγόντων. Οι μελέτες που αφορούν στην επίδραση της LLLT σε οστεοβλάστες και ανθρώπινες ουλικές ινοβλάστες είναι ελάχιστες. Ωστόσο, φαίνεται ότι η εφαρμογή της LLLT στα κύτταρα αυτά έχει θετική επίδραση, ως προς τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίησή τους. Μέχρι σήμερα δεν έχει πραγματοποιηθεί μελέτη που να εξετάζει την επίδραση της ακτινοβολίας χαμηλής ενέργειας με Διοδικό laser (810nm) σε οστεοβλάστες και ουλικές ινοβλάστες.
Σκοπός: Σκοπός της παρούσας μελέτης ήταν η διερεύνηση η επίδραση της LLLT με διοδικό laser (810nm), στη βιωσιμότητα, πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση πρώιμων οστεοβλαστών, ουλικών ινοβλαστών και σε συνκαλλιέργειά τους.
Υλικά-Μεθοδολογία: Χρησιμοποιήθηκαν κυτταρικές καλλιέργειες πρώιμων οστεοβλαστών (MG63), ανθρώπινων ουλικών ινοβλαστών (hGF) και συνκαλλιέργειες των δύο κυτταρικών τύπων, οι οποίες ακτινοβολήθηκαν με Διοδικό laser (810nm), με ενεργειακή πυκνότητα 12J/cm2. Η στατιστική ανάλυση
πραγματοποιήθηκε με το πρόγραμμα graph pad prism. Η βιωσιμότητα των κυττάρων μετά την ακτινοβολία διερευνήθηκε μέσω MTT test, ενώ η κυτταρική απόπτωση μέσω FDI/PI. Ποσοτικοποιήθηκε η έκφραση των αυξητικών παραγόντων ALP και COL1a, μέσω της Real Time PCR.
Αποτελέσματα: Παρατηρήθηκε αυξημένος κυτταρικός πολλαπλασιασμός στις ακτινοβολημένες ομάδες σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. Στατιστικά Σημαντικές διαφορές (p<0.001) βρέθηκαν για τις συγκεκριμένες ενεργειακές πυκνότητες σε όλες τις πειραματικές ομάδες τις πρώτες 24 ώρες. Επίσης, στις 48 ώρες, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά (p<0.01) για τις Hgf ακτινοβολημένες και μη, όπως και για τις συν-καλλιέργειες. Στατιστικά σημαντική διαφορά (p<0.05) παρατηρείται για την πειραματική ομάδα των πρώιμων οστεοβλαστών. Ακόμα, στατιστικά σημαντική διαφορά (p<0.0001) παρατηρήθηκε για όλες τις πειραματικές ομάδες 72 ώρες μετά την ακτινοβόληση. Τέλος, κατά τη γονιδιακή έκφραση της ALP για τις ακτινοβολημένες πειραματικές ομάδες, 7 ημέρες μετά την ακτινοβόληση, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική υπεροχή για τους ακτινοβολημένους πρώιμους οστεοβλάστες (p<0.005). καθώς και στατιστικά σημαντική υπεροχή παρατηρήθηκε για τις ακτινοβολημένες συν-καλλιέργειες (p<0.005), κατά τη γονιδιακή έκφραση του COL1a για τις ακτινοβολημένες πειραματικές ομάδες.
Συμπεράσματα: Η εφαρμογή LLLT με Διοδικό Laser (810nm), φαίνεται να έχει θετική επίδραση στον πολλαπλασιασμό των οστεοβλαστών, στις ανθρώπινες ουλικές ινοβλάστες και συνκαλλιέργεια αυτών, η οποία ήταν εμφανής στις 24,48 και 72 ώρες μετά την ακτινοβόληση. Τέλος, στην παρούσα μελέτη παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση παραγωγής ALP και COL1a, από τα κύτταρα που προαναφέρθησαν.
Λέξεις-κλειδιά:
Διαφοροποίηση, Γονιδιακή έκφραση, Ακτινοβολία χαμηλής ισχύος, Ουλικές ινοβλάστες, Οστεοβλάστες, Διοδικό, Συνκαλλιέργεια
