Evaluation by fractal dimension of muscle regeneration after photobiomodulation / Avaliação por meio da dimensão fractal da regeneração muscular após fotobiomodulação

Abstract Introduction: Many treatment modalities are used for muscle tissue recovery. Photobiomodulation is a modality that can be employed to improve the quality of tissue repair. The use of fractal dimension (FD) is an innovative methodology in the quantitative evaluation of treatment efficacy. Objective: Use FD as a quantitative analysis method to evaluate the effect of photobiomodulation of 904 nanometers (nm) in the initial phase of the muscle regeneration process. Method: Thirty male Wistar rats were divided into three groups: Control Group (CG), Injured and Untreated Group (IUT), and Injured and Treated Group (IT). Muscle injury was induced by cryoinjury in the central region of the anterior tibial (AT) belly of the left posterior limb. This was performed by an iron rod that was previously immersed in liquid nitrogen. Applications started 24 hours after the injury and occurred daily for five days. They were performed at two points in the lesion area. The rats were euthanized on the seventh day. The AT muscles were removed and frozen in liquid nitrogen. Then, the histological sections were stained using the Hematoxylin-Eosin (HE) technique and submitted to FD analysis performed by the box-counting method using ImageJ software. The Kolmogorov-Smirnov test was used for data normality, and the Kruskall-Wallis test and Dunn's post-test were used for group comparison (p<0.05%). Results: Differences between IT and IUT groups were statistically significant, and it was possible to observe the reduction of fractability with p=0.0034. Conclusion: FD is a useful tool for the analysis of skeletal muscle disorganization in the initial phase of regeneration and confirms the potentially beneficial effects of photobiomodulation to this process.

Resumo Introdução: Diversas modalidades de tratamento são utilizadas para recuperação do tecido muscular, dentre elas a fotobiomodulação pode ser empregada para melhorar a qualidade da regeneração e a dimensão fractal se apresenta como uma metodologia inovadora na avaliação quantitativa da eficácia do tratamento. Objetivo: Utilizar a dimensão fractal como método de análise quantitativa do efeito do Laser de Arseneto de Gálio (AsGa) na fase inicial do processo de regeneração muscular. Método: Foram utilizados trinta ratos Wistar, machos divididos em: Grupo Controle (CT), Grupo lesado e não tratado (LNT) e Grupo Lesado e tratado (LT). A lesão muscular foi induzida por criolesão na região central do ventre do músculo tibial anterior (TA) do membro posterior esquerdo, por meio de uma haste de ferro previamente imersa em nitrogênio líquido. As aplicações foram iniciadas 24 horas após a lesão, diariamente, durante cinco dias, em dois pontos na área da lesão. No sétimo dia os animais foram eutanasiados; o músculo TA retirado, congelado em nitrogênio líquido e os cortes histológicos corados com a técnica de Hematoxilina-Eosina para serem então submetidos à análise de dimensão fractal realizada pelo método boxcounting através do software Image J. Para a normalidade dos dados utilizou-se Kolmogorov Smirnov, para as comparações teste de Kruskall-Wallis com pós teste de Dunn (p<0,05%). Resultados: A comparação entre LT e LNT foi estatisticamente significativa, sendo possível observar a redução da fractabilidade com p=0,0034. Conclusão: A dimensão fractal é uma ferramenta útil para análise da desorganização músculo esquelética na fase inicial da regeneração e mostra o potencial efeito benéfico da fotobiomodulação nesse processo.

High energy Gallium Arsenide laser does not facilitate collagen alteration in muscle skeletal extracellular matrix: experimental study / Laser de Arseneto de Gálio com alta energia não promove alteração colágena da matriz extracelular no músculo esquelético: estudo experimental

Abstract Introduction: Low intensity laser therapy has proven effective in treating different tissues, reducing inflammation, preventing the formation of fibrous tissue, and promoting muscle regeneration. Objective: To evaluate the effect of low intensity laser therapy, seven days after the injury, and verify whether the radiated energy chosen influences the formation of fibrous tissue. Methods: Thirty Wistar rats, adult male, average body weight 210-340 g were used. The animals were randomized into three groups: control group, untreated injured group (L), and injured and treated group (LT). After anesthetizing the animals, muscle injury was induced by freezing (cryoinjury) in the central region of the tibialis anterior muscle belly (TA) on the left hind limb, through an iron rod previously immersed in liquid nitrogen. A Gallium Arsenide laser, wavelength 904 nm was used. The applications were initiated 24 hours after injury, daily, for five days, at two points in the lesion area. After 7 days, the animals were euthanized; the TA muscle of the left hind limb was removed and frozen in liquid nitrogen and the obtained histological sections were subjected to Sirius Red staining. Results: Histological analysis showed no significant difference in relation to the area of fibrosis in the LT and L groups. Conclusion: The results suggest that the energy density of 69 J/cm² and final energy (4.8 joules) did not promote alterations in the area of collagen in the skeletal muscle extracellular matrix.

Resumo Introdução: A Laserterapia de Baixa Intensidade tem se mostrado eficaz no tratamento de diferentes tecidos, diminuindo o processo inflamatório, prevenindo a formação de tecido fibroso e promovendo a regeneração muscular. Objetivo: Avaliar o efeito da Laserterapia de Baixa Intensidade, 7 dias após a lesão e verificar se a energia irradiada escolhida tem influência na formação de tecido fibroso. Métodos: Foram utilizados trinta ratos Wistar, machos, adultos, peso corporal médio de 210-340 g. Os animais foram randomizados em três grupos: Grupo Controle, Grupo lesado não tratado (L) e o Grupo lesado e tratado (LT). Após anestesia dos animais, a lesão muscular foi induzida por congelamento (criolesão) na região central do ventre do músculo tibial anterior (TA) do membro posterior esquerdo, por meio de uma haste de ferro previamente imersa em nitrogênio líquido. Foi utilizado o laser de Arseneto de Gálio, comprimento de onda de 904 nanômetros. As aplicações foram iniciadas 24 horas após a lesão, diariamente, durante cinco dias, em dois pontos na área da lesão. Aos 7 dias, os animais foram eutanizados; o músculo TA do membro posterior esquerdo foi retirado e congelado em nitrogênio líquido e os cortes histológicos obtidos foram submetido a coloração Picrosirius Red. Resultados: A análise histológica mostrou que não houve diferença significativa em relação á área da fibrose do LT e Grupo L. Conclusão: Os resultados sugerem que a densidade de energia de 69 J/cm² e energia final (4,8 joules) não promoveu alteração na área do colágeno da matriz extracelular do músculo esquelético.