Efeito biológico do laser de baixa intensidade em osteoblastos cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais / Biological effect of low-intensity laser on osteoblasts cultured on the surface of three-dimensional polymeric scaffolds

RESUMO

A primeira parte do trabalho avaliou, através de uma revisão sistemática de estudos in vitro, a aplicabilidade da fotobiomodulação como uma ferramenta auxiliar na engenharia de tecidos. De 8373 estudos inicialmente identificados a partir das estratégias de busca, dez artigos atingiram os critérios de inclusão para análise. Os dados obtidos na maioria dos estudos revisados indicaram que a laserterapia de baixa intensidade (LBI) pode aumentar a proliferação e diferenciação de células cultivadas na superfície dos biomateriais. Na segunda parte do trabalho foi avaliado o efeito da LBI na dose de 4 J/cm2 na proliferação de osteoblastos (OFCOL II) cultivados na superfície de arcabouços poliméricos tridimensionais (3D) de ácido polilático (PLA) e de PLA associado a quitosana (PLA/Q) produzidos pela técnica de fiação por sopro em solução. O ensaio do Alamar Blue demonstrou que as células OFCOL II cultivadas sobre os arcabouços 3D de PLA e irradiadas apresentaram uma maior atividade proliferativa quando comparadas aos grupos não irradiados no intervalo de 72 h. Além disso, as células OFCOL II cultivadas sobre arcabouços de PLA/Q também apresentaram uma maior atividade proliferativa em 24 h. A análise pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) mostrou que os osteoblastos se encontravam ancorados em concavidades das fibras nos arcabouços examinados. Concluiu-se que o modelo proposto apresentou um potencial para estudos na área da engenharia tecidual óssea. Na terceira parte do trabalho foi avaliada a influência da LBI infravermelha (IV) e vermelha (V) em diferentes dosagens (1 J/cm², 4 J/cm² e 6 J/cm²) na proliferação e viabilidade das células OFCOL II. O ensaio do Alamar Blue mostrou diferenças significativas (p<0,05) na atividade mitocondrial do grupo IV utilizando a dose de 1 J/cm2 e 4 J/cm2, nos intervalos de 24 e 48 h. Já o ensaio do Live/Dead evidenciou que a LBI induziu aumento da viabilidade celular no grupo IV na dose de 4 J/cm2, quando comparada com os demais grupos. Em conjunto, os resultados sugerem que a LBI pode promover bioestimulação in vitro de osteoblastos, inclusive quando cultivados na superfície de arcabouços poliméricos 3D, representando assim uma ferramenta promissora nas técnicas de engenharia tecidual óssea (AU).

ABSTRACT

The first part of the work evaluated, through a systematic review of in vitro studies, the applicability of photobiomodulation as an auxiliary tool in tissue engineering. Of 8373 studies initially identified from the search strategies, ten articles met the inclusion criteria for analysis. Data obtained from most of the reviewed studies indicated that low-intensity laser therapy (LLLT) could increase the proliferation and differentiation of cells cultured on the surface of biomaterials. The second part of the work evaluated the effect of LLLT at a dose of 4 J/cm² on the proliferation of osteoblasts (OFCOL II) cultivated on the surface of threedimensional (3D) polymer scaffolds of polylactic acid (PLA) and PLA associated with chitosan (PLA/Q) produced by the solution blow spinning technique. The Alamar Blue assay demonstrated that OFCOL II cells cultured on 3D PLA scaffolds and irradiated showed more significant proliferative activity when compared to non-irradiated groups within 72 h. Furthermore, OFCOL II cells cultured on PLA/Q scaffolds showed higher proliferative activity at 24 h. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) showed that the osteoblasts were anchored in the concavities of the fibers of the examined scaffolds. It was concluded that the proposed model showed potential for studies in the field of bone tissue engineering. The third part of the work evaluated the influence of infrared (IR) and red (R) laser therapy at different dosages (1 J/cm², 4 J/cm², and 6 J/cm²) on the proliferation and viability of OFCOL II cells. The Alamar Blue assay showed significant differences (p<0.05) in the mitochondrial activity of group IR using the dose of 1 J/cm² and 4 J/cm² at 24 and 48 h. The Live/Dead assay showed that LLLT induced an increase in cell viability in the IR group at a dose of 4 J/cm² compared to the other groups. Taken together, the results suggest that LLLT can promote in vitro biostimulation of osteoblasts, even when cultivated on the surface of 3D polymeric scaffolds, thus representing a promising tool in bone tissue engineering techniques (AU).