Qual a propriedade óptica mais importante para interação entre laser tecido biológico?

Atualmente muitas pessoas estão aderindo a procedimentos de Fototerapia, mas você sabe realmente o que quer dizer isso?

A Fototerapia é um tratamento baseado na interação da irradiação eletromagnética da luz com os tecidos biológicos. Na Fototerapia são empregados Lasers e LED, que são aparelhos capazes de emitir luz (com um comprimento específico).

A Fototerapia ocorre quando a interação da Luz com o tecido biológico se dá por meio dos Fótons que são pequenos pacotes de energias, mas que não carregam matéria, esses fótons são os constituintes da luz.

Quando a luz do Laser atinge o tecido biológico, é possível observar a presença de algumas propriedades ópticas:

• Transmissão;
• Espelhamento;
• Absorção;
• Reflexão.

Transmissão

É a parte da luz que é transmitida por meio do tecido sem atenuação de sua irradiação.

Espalhamento

Consiste na difusão da luz nos tecidos adjacentes.

Absorção

É a propriedade que define a absorção da luz pelas moléculas que possuem afinidade com determinado comprimento de onda.

Reflexão

É a perda de parte da luz para fora do tecido, devido à reflexão do tecido biológico.

A luz é absorvida pelos cromóforos, eles são células ou moléculas que possuem afinidade com um determinado comprimento de onda.

Na célula, a absorção ocorre na mitocôndria, graças ao citocromo e oxidase que absorve os fótons. Com o maior nível energético disponível há um incremento na síntese de ATP, que resulta no aumento do metabolismo celular. Desta forma, possibilita uma melhor resposta celular.

Os cromóforos cutâneos são:

• Água;
• Hemoglobina;
• Melanina;
• Oxihemoglobina.

Luz Azul: Absorvida pelas camadas superficiais da epiderme;

Luz Verde e Amarela: Absorvidas por melanina, hemoglobina e oxihemoglobina (cromóforos de vasos sanguíneos);

Luz Vermelha: Basicamente absorvida por melanina;

Luz Infravermelho: Absorvida por água.

Os tecidos biológicos são constituídos em sua maioria por água, elementos celulares, fluidos teciduais e etc. Essa grande variedade de moléculas é responsável pela diferença do grau de penetração e absorção da luz nos tecidos.

Por exemplo, a absorção da água predomina para comprimentos de onda superiores a 1.000nm. Já absorção da hemoglobina predomina para o comprimento de onda de 578 nm aproximadamente.

Fotobiomodulação

A fotobiomodulação é uma tecnologia utilizada para ativar e potencializar a atividade celular na presença da luz, isto é, serve de “combustível” para reações orgânicas.

A fotobiomodulação pela luz vermelha e infravermelha, usando Laser de baixa intensidade e/ou LED, tem se mostrado um tratamento inovador e não-invasivo, acelerador no processo de cicatrização de lesões teciduais e processos de disfunção mitocondrial.

Evidências indicam que os efeitos terapêuticos da luz vermelha e infravermelha resultam, em parte, de mecanismos de sinalização intracelular causados pela interação da luz com o citocromo C oxidase do fotoreceptor mitocondrial.

A fotobiomodulação pode acelerar ou inibir os processos biológicos.

Até 4J/cm² – Bioestimulação

Acima de 4J/cm² – Bioinibição

Laser

O termo Laser significa Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (amplificação da luz através de emissão estimulada de radiação).

O Laser se diferencia da luz convencional por apresentar características como coerência, colimação e monocromaticidade.

Já o termo LED (Light Emitting Diode) significa diodo emissor de luz. O LED não apresenta colimação e coerência espacial e temporal como o laser, pois não possui uma cavidade óptica.

Monocromaticidade: Significa que é constituída por uma única cor, de acordo com o comprimento da onda.

Coerência: Organização perfeita no deslocamento das ondas que oscilam uniformemente. Todas as ondas na mesma fase, mesmo comprimento, mesma orientação e coerência contribuem para manter a potência luminosa do feixe.

Colimação: É a consequência da coerência. Como a irradiação não diverge, a energia é propagada em distâncias mais longas.

Laser:

• Colimado;
• Coerente;
• Monocromático.

LED:

• Não coerente;
• Não colimado;
• Monocromático.

Laser (Amplificação da Luz por Emissão Estimulada da Radiação) na Fototerapia

LTBI: Terapia com Laser de Baixa Intensidade ou LILT – Low Intensity Laser Therapy.

Técnicas de aplicação

Aplicação pontual:Deposição de energia em vários pontos com distância de 1cm entre os pontos. Essa deve ser executada sempre que puder exercendo uma pressão firme na área, uma vez que é mais seguro, reduzindo a visualização acidental.

Em especial, o princípio desse tipo de aplicação é maximizar a irradiância no tecido, assim como o fluxo de luz. Além disso, tal aplicação possibilita a pressão da caneta na superfície com a finalidade de tratar tecidos mais profundos.

Outra vantagem é o fato da pressão profunda conduzir as células sanguíneas vermelhas para fora da área de tecido diretamente abaixo da caneta, reduzindo a atenuação da luz devido a absorção pelos cromóforos (oxihemoglobina e melanina).

Pode-se, também, nos casos de tratamento de feridas abertas, usar a caneta de Laser direta no local, mas com um filme de PVC, evitando o contato entre ferida e caneta.

Aplicação por varredura: Deslizar sobre a superfície por determinado tempo, de preferência de cm² em cm².

Em casos em que a aplicação seja dolorosa demais, casos em que seja necessário realizar assepsia, ou em casos raros, quando os contornos do tecido a ser tratado podem impedir o acoplamento do cabeçote de contato total, é necessário realizar a técnica sem contato.

Nesses casos, o cabeçote não deve estar a uma distância maior que 1 centímetro da superfície do tecido ou região a ser tratada.

A aplicação consiste na movimentação da caneta aplicadora, fazendo com que o ponto luminoso “varra” toda a região.

Efeitos terapêuticos

• Anti-inflamatório;
• Analgésico;
• Estimulador Celular;
• Modulador do tecido conjuntivo na regeneração e cicatrização.

Efeitos da bioestimulação

• Aumento de 22% na produção de ATP;
• Aumento de fibras colágenas;
• Regeneração de vasos sangüíneos;
• Aumento na velocidade de crescimento de nervos;
• Aumento da reepitelização;
• Estimulação da regeneração em vários tipos de ferida;
• Tratamento de condições artríticas;
• Tratamento de lesões de tecidos moles;
• Alívio da dor.

Parâmetros

Existem alguns parâmetros para se aplicar o laser, mas decidi apenas colocar os principais, já que a maioria dos aparelhos, hoje em dia, vem com alguns parâmetros pré-programados.

Comprimento de onda

É importante utilizar o comprimento de onda adequado em cada tratamento. Embora ainda não tenha sido possível determinar o melhor comprimento de onda para cada disfunção, a literatura sugere:

• Laseres de He-Ne (632,8nm) e o AlGaInP (660 nm) como a melhor opção para úlceras, herpes, regeneração nervosa e cicatrização de feridas abertas;
• Laser de AsGaAl (830nm) pode ser uma boa alternativa de terapia em analgesia, tendinite, edema e há bons resultados do uso dele no tratamento de úlcera crônica;
• Laser de GaAs (904nm) é a melhor escolha para o tratamento  de lesões do esporte e tem mais influência em tratamento de dor pós-operatória e inchaço;

Laser na Fototerapia Infravermelho – acima de 800nm

• Drenagem linfática (aplicação na rede de linfonodos);
• Síntese de colágeno;
• Analgésico e anti-inflamatório;
• Estímulo ao sistema imune;
• Aumento na absorção pela alteração da permeabilidade na membrana plasmática das células;
• Correção de aplicação da toxina botulínica;
• Modulação da cicatrização de tecidos profundos: ossos, cartilagens, nervos, etc.

Densidade de energia

Exposição Radiante, Dose ou Fluência é a grandeza física que avalia a possibilidade de estimulação ou  inibição dos efeitos terapêuticos. A exposição radiante é a quantidade de energia por unidade de área transferida à matéria (tecido ou células). Geralmente, é medida em J/cm2.

Alguns autores afirmam que a densidade de energia depositada deve variar entre 3 a 4 J/cm². Alguns pesquisadores sugerem a tabela abaixo:

Cicatrização de ferimentos, no fechamento de feridas abertas, úlceras e feridas pós-operatórias:

Indicações

• Micropigmentação;
• Revitalização cutânea;
• Alopecia (tratamentos capilares);
• Artropatias degenerativas e inflamatórias;
• Alívio da dor: tanto em pontos gatilhos quanto em pontos de acupuntura;
• Recanalização dos vasos linfáticos, auxiliando na drenagem;
• Efeitos benéficos em lesões de tecidos moles: tendões, ligamentos e músculos e até em fortalecimento de tendões e ligamentos.

Contra indicações absolutas

• Irradiação sobre massas neoplásicas ou pacientes portadores de neoplasias e carcinoma, uma vez que a ação celular do Laser favorece o desenvolvimento da neoformação de vasos a partir dos já existentes, aumento da divisão celular mitótica e o aumento do aporte sanguíneo que favorece uma maior demanda de nutrientes. A aplicação nesses casos só será aceita em casos de tratamento paliativo.
• A irradiação sobre a retina levará à cegueira;
• Irradiação sobre focos de infecção bacteriana causará sua proliferação e disseminação;
• Ao aplicar em áreas de hemorragia, haverá o aumento de fluxo, podendo levar o indivíduo a choque hipovolêmico e morte;
• Pela falta de pesquisas comprovando a ação em úteros gravídicos, há a contraindicação por profilaxia, assim como para demais condutas relacionadas a eletroterapia;
• Outro fator de restrição é o cognitivo do paciente e sua confiabilidade, devendo este ser capaz de compreender as condutas que serão aplicadas.

Contra indicações relativas

• Em casos de pacientes com doença cardíaca, uso em gânglios simpáticos e nervo vago, pode haver alterações na atividade neural, apresentando risco inaceitável ou letal.
• Áreas fotossensíveis ou com histórico de alteração de sensibilidade requerem cautela, mesmo com o Laser atérmico.
• Também faz-se necessário cuidado ao tratar pacientes com epilepsia.

Com exceção dos achados em pesquisas, as contra indicações estão diretamente relacionadas com a análise individual de cada caso, considerando as reações orgânicas individuais que cada paciente apresenta.

Deve-se, portanto, considerar os riscos e benefícios da conduta utilizando o LTBI e os objetivos da terapia antes de eleger a melhor técnica.

LED (Diodos Emissores de Luz) na fototerapia

São semicondutores complexos que convertem corrente elétrica em um espectro luminoso estreito não coerente.

Em 1993, uma empresa japonesa começou a produzir luz branca a partir da combinação da luz azul, vermelha e verde, o que abriu um importante campo para essa tecnologia.

A luz emitida vai do comprimento de onda ultravioleta ao infravermelho (de 400 a 830 nanômetros).

As cores mais usadas são:

• Azul (400-470nm);
• Verde (470-550nm);
• Âmbar (570-590nm);
• Vermelho (630-700nm);
• Infravermelho (700-1200nm).

Os LEDs não liberam energia suficiente para causar danos aos tecidos e não oferecem o mesmo risco de acidentes aos olhos que o laser.

A terapia luminosa por luz visível e infravermelha é julgada como sendo de risco insignificante pela Administração de Medicamentos e Alimentos (FDA) e tem sido aprovada para uso.

Vantagens do LED na fototerapia

• Gama de cores utilizadas em vários tratamentos;
• Fótons se repartem em uma superfície maior;
• Terapeuta pode cobrir uma área maior, deixando a terapia mais rápida;
• Baixo custo;
• Fácil manuseio;
• Resultado gradativo;
• Seguro e indolor;
• É uma terapia não-ablativa (não danifica as camadas da pele) e atérmica (não gera calor excessivo);
• Pode ser aplicada em todas as faixas etárias, tipos de pele e qualquer parte do corpo;
• Não possui efeitos colaterais;
• Não deixa a pele sensível ou irritada.

Segundo os parâmetros utilizados, os efeitos biológicos dependem de: comprimento de onda, dose (fluência), intensidade (densidade de energia ou de potência), tempo de irradiação, modo contínuo ou pulsado da onda, e padrões de pulso, por exemplo. Cada marca de aparelho aplica os parâmetros de forma distinta.

Clinicamente, fatores como frequência, intervalo entre os tratamentos e os números totais de tratamentos devem ser considerados.

Comprimento de onda

• LED azul (400-470 nm): Este LED é bastante eficaz no tratamento de pele acneica por suas propriedades combatentes de bactérias da superfície da pele, como a Propionibacterium acnes. Aumenta a hidratação tecidual da pele e é eficiente no clareamento da pele e olheiras;
• LED verde (470-550 nm): Inibe os melanócitos que promovem a hiperpigmentação cutânea;
• LED âmbar (570-590 nm): Promove a síntese de colágeno e elastina, melhorando a elasticidade das suas fibras e protegendo-as de rupturas. Aumenta a microcirculação, estimula o metabolismo celular e melhora a hidratação tecidual;
• LED vermelho (630-700 nm): Possui propriedades anti-inflamatórias e cicatrizantes que atuam na prevenção de queloides, além de estimular a liberação de substâncias endógenas vasodilatadoras de forma natural, melhorando a microcirculação sanguínea.

Influência na absorção

Quando a Fototerapia é focada na epiderme, a quantidade de energia absorvida é proporcional à qualidade do tecido:

• Peles oleosas e com pouca melanina poderão atuar como superfícies refletoras de luz;
• Em tecido com elevado índice de melanina a energia é altamente absorvida. Nestas circunstâncias, a potência óptica (mW) e a fluência (J/cm2) influenciarão na profundidade de penetração devido à absorção da luz por tecidos hiperpigmentados.

Fluência

A fluência ou dose é definida pela energia transmitida pelo feixe luminoso por unidade de área, em J/cm2. Seu número ideal a ser utilizada é baseada em pesquisas e ajustada conforme a energia absorvida para cada tecido e a profundidade que será aplicado, tempo, tamanho da área tratada e patologia.

Tipos de aplicação

A aplicação pode ocorrer de duas maneiras: modo pontual ou varredura.

A potência luminosa aplicada no modo pontual deve ser realizada sempre que houver integridade do tecido cutâneo. Somente com um espaço entre o cluster e a pele para que ocorra a penetração da luz.

A aplicação no modo varredura necessita de um contato suave para permitir realizar movimentos lentos em toda a área de tratamento. Recomenda-se movimentos alternados em ambas as direções.

Indicações

• Fotorrejuvenescimento;
• Olheiras
• Cicatriz – regeneração;
• Fibroses e Aderências;
• Flacidez Tissular;
• Celulite;
• Drenagem Linfática;
• Pós-Operatório;
• Acne;
• Iluminação e Hidratação Facial.

Contra indicações

• Pessoas com dermatose por fotossensibilidade;
• Pacientes que fazem uso de tretinoína ou isotretinoína, ácido retinóico e anti-inflamatórios com tetraciclina;
• Portadores de câncer no local a ser tratado;
• Gestantes e lactantes;
• Pessoas que sofrem de glaucoma.

Conclusão

A Fototerapia consiste em um tratamento feito pela interação da irradiação eletromagnética da luz com os tecidos biológicos. Essa interação se dá por meio de fótons, que são constituintes de luz.

O tratamento da Fototerapia pode ser feito com dois tipos de luz: LED e Laser.

Com o Laser, são dois tipos de aplicação, pontual e a por varredura.

Já o LED foi desenvolvida em 1993, com uma empresa japonesa que começou a produzir luz branca a partir da combinação de luz azul, vermelha e verde, possibilitando a utilização dessa tecnologia.

O LED foi um grande avanço pois, nele não é liberado energia suficiente para causar danos aos tecidos e não oferecem o mesmo risco de acidentes aos olhos que o laser.

Atualmente, a Fototerapia está cada vez mais popular, sendo uma excelente alternativa para tratamento, principalmente de recém-nascidos, mas também para o combate de rugas, manchas e algumas doenças, como: Vitiligo.

Qual a propriedade óptica mais importante para interação entre laser?

Quais são os três principais efeitos do laser de baixa potência no tecido biológico?

Quais são as propriedades do laser que determinam suas aplicações em ciências da vida?

Qual o mecanismo de ação do laser?