Effetti del laser a bassa dose su cellule osteoblastiche
Effects of low-level laser irradiation on osteoblast-like cells
Creators: name: Incerti Parenti, Serena <1982>
Publisher: name: Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
Year: 2016
Subjects: MED/28 Malattie odontostomatologiche

description: La modulazione dei processi biologici legati al rimodellamento osseo tramite laser a bassa dose è una strategia promettente perché semplice, non invasiva e senza apparenti effetti indesiderati. L’ampio range di parametri laser proposti in letteratura rende tuttavia impossibile estrapolare linee guida univoche per la pratica clinica. L’obiettivo è stato quindi quello di determinare la dose ottimale di irradiazione laser sugli osteoblasti, cellule chiave nel processo di rimodellamento osseo. Sono stati valutati in vitro gli effetti di diverse dosi di laser su cellule umane simil-osteoblastiche Saos-2, analizzando vitalità cellulare, contenuto di DNA e rilascio di alcune proteine importanti per rimodellamento osseo e neoangiogenesi. Le dosi risultate più biostimolanti sono state poi utilizzate per indagare gli effetti del laser su migrazione e proliferazione di cellule Saos-2 sottoposte ad un protocollo di microferita in vitro, su espressione genica e rilascio di alcune proteine legate al metabolismo osseo, su vitalità cellulare e contenuto di DNA.
La vitalità cellulare è stata modulata in maniera dose-dipendente dalla irradiazione singola con laser GaAlAs (915 nm) per 10, 48, 96, 193 e 482 secondi usando dosi di 1, 5, 10, 20 e 50 J∕cm2, rispettivamente. Complessivamente, i dati ottenuti indicavano un effetto biostimolante della dose 10 J/cm2 e uno bioinibitorio delle dosi 20 e 50 J∕cm2.
A seguito di irradiazione singola di cellule Saos-2 sottoposte ad un protocollo di microferita in vitro per 0, 48, 96 e 144 secondi, raggiungendo rispettivamente dosi di 0, 5, 10 e 15 J/cm2, le cellule irradiate presentavano una maggiore capacità di guarigione rispetto a quelle non irradiate. La dose 15 J/cm2 risultava però meno stimolante, suggerendo una sua ridotta capacità di indurre la guarigione. Complessivamente, i dati ottenuti indicavano che il laser fosse in grado di stimolare la guarigione di microferite in vitro agendo principalmente su migrazione cellulare e deposizione di collagene.
description: The modulation of the biological processes underlying bone remodeling by low-level laser irradiation is a highly promising strategy because it is easy to administrate, noninvasive and safe. Several parameters of laser irradiation have been proposed and this makes it difficult to obtain unambiguous clinical guidelines. The aim of the present study was to in vitro apply a wide range of doses in order to identify the laser settings responsible for biostimulatory or bioinhibitory effects on Saos-2 human osteoblast-like cells by means of morphology, viability, DNA synthesis analyses and release of relevant key molecules affecting bone remodeling and neoangiogenesis. The maximally biostimulating doses were also used in an in vitro scratch-wound healing assay in order to analyze the influence of laser irradiation on the migration and proliferation of osteoblast-like cells and to evaluate modulation by laser irradiation of cell viability, DNA synthesis, differential gene expression and release of bone metabolism related proteins.
The viability of Saos-2 cells was modulated in a dose-dependent manner by a single GaAlAs laser irradiation (915 nm) for 10, 48, 96, 193 e 482 seconds reaching doses of 1, 5, 10, 20 e 50 J∕cm2, respectively. A dose of 10 J∕cm2 induced a biostimulatory cell response whereas doses of 20 or 50 J∕cm2 determined a bioinhibitory effect.
After a single irradiation for 0, 48, 96 e 144 seconds reaching doses of 0, 5, 10, e 15 J∕cm2, respectively, laser significantly improved wound healing compared with non-irradiated controls. The 15 J∕cm2 laser-irradiated group showed a tendency toward increased wound area compared with that of other laser-treated groups at each experimental time, suggesting a decreased healing ability for this dose. Laser irradiation at 915 nm promoted wound healing mainly through stimulation of cell migration and collagen deposition by osteoblasts.