Low-level laser therapy stimulates tissue repair and reduces the extracellular matrix degradation in rats with induced arthritis in the temporomandibular joint

Abstract

The objective of this study was to characterize morphological and biochemistry action of low-level laser therapy (LLLT) on induced arthritis in the temporomandibular joint (TMJ) of rats. Twenty-four male Wistar rats were randomly divided into groups with 12 animals each: (AG) group with arthritis induced in the left TMJ and (LG) group with arthritis induced in the left TMJ and treated with LLLT (830 nm, 30 mW, 3 J/cm(2)). Right TMJs in the AG group were used as noninjected control group (CG). Arthritis was induced by intra-articular injection of 50 μl Complete Freund's Adjuvant (CFA) and LLLT began 1 week after arthritis induction. Histopathological analysis was performed using sections stained with hematoxylin-eosin, Toluidine Blue, and picrosirius. Biochemical analysis was determined by the total concentration of sulfated glycosaminoglycans (GAGs) and evaluation of matrix metalloproteinases (MMP-2 and MMP-9). Statistical analysis was performed using paired and unpaired t tests, with p < 0.05. Compared to AG, LG had minor histopathological changes in the TMJ, smaller thickness of the articular disc in the anterior (p < 0.0001), middle (p < 0.0001) and posterior regions (p < 0.0001), high birefringence of collagen fibers in the anterior (p < 0.0001), middle (p < 0.0001) and posterior regions (p < 0.0001) on the articular disc, and statistically lower activity of MMP-2 latent (p < 0.0001), MMP-2 active (P = 0.02), MMP-9 latent (p < 0.0001), and MMP-9 active (p < 0.0001). These results suggest that LLLT can increase the remodeling and enhancing tissue repair in TMJ with induced arthritis.

High-Frequency Near-Infrared Diode Laser Irradiation Attenuates IL-1β-Induced Expression of Inflammatory Cytokines and Matrix Metalloproteinases in Human Primary Chondrocytes

“…Therefore, MMP-13 may be considered a critical component of the cellular machinery involved in regulating articular cartilage turnover and a potential therapeutic target for cartilage destruction [68]. Several studies have reported the effect of low-level laser irradiation on MMP synthesis and associated pathological conditions [66,[72][73][74][75].…”

Non-Surgical Regional Therapy for Osteoarthritis: An Update and Review of the Literature

“…In one rat model of osteoarthritis, laser therapy caused a reduction in neutrophil migration, oxidative stress, altered levels of cyclooxygenase-2 and other proinflammatory mediators [24]. Another demonstrated that LLLT stimulates tissue repair and reduces the rate of extracellular matrix degradation [25]. There is also some evidence that LLLT promotes fibroblast proliferation, collagen synthesis and bone regeneration [26][27][28][29][30][31].…”

Efeitos da laserterapia no comportamento nociceptivo e na atividade neuronal do núcleo trigeminal após lesão unilateral do disco da articulação temporomandibular em ratos

“…Em nosso trabalho, foi observada reversão total do limiar nociceptivo dos animais tratados com laser, a partir da primeira sessão no grupo operado mais laser, e a partir da segunda sessão no grupo falso operado mais laser, e se manteve até a décima sessão analisada, sugerindo a efetividade da LLLT na diminuição da nocicepção, provavelmente pela redução do processo inflamatório intra-articular. Muito provável que ocorra também a efetividade do laser na diminuição do grau de edema, pois quanto mais intenso for, maior será a sentitização central dos neurônios periféricos em resposta a inflamação periférica (Barretto et al, 2013).Também, outro estudo experimental para análise o efeito da LLLT na artrite da ATM por indução com CFA, verificou a diminuição do processo inflamatório crônico, a melhora na reparação, a modulação na atividade de enzimas que agem no remodelamento da matriz tecidual, havendo diminuição na espessura do disco articular (Lemos et al, 2016). Sabe-se que a inibição da síntese de prostaglandinas induzida pela LLLT promove o aumento da proliferação celular endotelial (Moore et al, 2005).…”

“…Em seu trabalho os mesmos autores avaliaram a relação dessa lesão com o crescimento mandibular, encontrando diferenças significantes entre os lados (Toledo etal., 2014). Outros modelos são utilizados para o estudo da inflamação ou da nocicepção na ATM,representados pela injeção de substancias flogisticas, como formalina (Goulartet al, 2005;Barretto et al, 2013), carragenina (Goulart et al, 2005;Carvalho et al,2011;Barretto et al, 2013),CFA na articulação (Lemos et al, 2016;Hutchins et al,2000) ou, ainda,óleo de mostarda (Bonjardim et al, 2009). O CFA tem sido utilizado também em modelos de dor inflamatória (Chacur et al,2009).No caso deste trabalho, o uso do modelo físico de dor por lesão no disco da ATM seria mais próximo da realidade, pois ao nosso ver, mimetiza a situação clínica de dor da ATM acometida nos pacientes por problemas intra-articulares, se comparado com os modelos que utilizam soluções medicamentosas ou compostos irritativos.…”

“…Em uma revisão sistemática (Tanaka et al, 2008) (Gregory et al, 2013). Para tanto, diversos modelos têm sido utilizados, representados: como a injeção de substâncias flogísticas como formalina (Goulart et al, 2005;Barretto et al, 2013), carragenina (Goulart et al, 2005;Carvalho et al,2011;Barretto et al, 2013), composto adjuvante de Freund (CFA) utilizado como modelo de dor inflamatória ) ou na própria articulação (Hutchins et al,2000;Kramer et al, 2010;Lemos et al, 2016) ou, ainda, óleo de mostarda (Bonjardim et al, 2009). Também o uso de métodos físicos têm sido descritos, como o forçamento do deslocamento do disco através de abertura excessiva da boca em coelhos (Fujisawa et al, 2003), discectomia para alteração das circunstâncias mecânicas no espaço intracapsular em coelhos (Takatsuka et al, 1996) ou em macacos (Bjørnland et al, 1999) e perfuração do disco articular em coelhos (Axelsson et al, 1992;Sato et al, 1998).…”