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UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO
MARIA CECÍLIA DA SILVEIRA ROMAN
COMPORTAMENTO DOS TECIDOS
ARTICULARES APÓS LESÃO CIRÚRGICA E
ESTIMULAÇÃO POR LASER ARSENIETO GÁLIO
DE BAIXA INTENSIDADE
BAURU
2007
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UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO
MARIA CECÍLIA DA SILVEIRA ROMAN
COMPORTAMENTO DOS TECIDOS
ARTICULARES APÓS LESÃO CIRÚRGICA E
ESTIMULAÇÃO POR LASER ARSENIETO GÁLIO
DE BAIXA INTENSIDADE
BAURU
2007
Dissertação apresentada à Pró-reitoria de
Pesquisa e Pós-graduação, na Universidade
do Sagrado Coração, como parte integrante
dos requisitos para obtenção do título de
mestre no Programa de Mestrado em
Biologia Oral.
Orientador: Profa. Dra. Angela Mitie Otta
Kinoshita
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DEDICATÓRIAS
A. D E U S
...¨Posso todas as coisas naquele que me fortalece”.
Filipenses
Dedico este trabalho a Deus, ao meu marido e filhos, alicerces e
parceiros de cada sonho e vitória da minha vida, donos do meu mais
puro e verdadeiro amor. Vocês são a alegria de toda a minha vida.
Aos pais, José “in-memoriam” e Izabel, pela dedicação e amor
com que sempre participaram da minha vida. Às minhas irmãs pelo
amor, pelo apoio, e carinho em todos os momentos de minha vida.
Natália “in-memoriam”, pelo positivismo, exemplo de força e
coragem, pela dedicação, mãe, mulher, amiga, amor eterno, em que
sempre me espelho, a que vibrou, brindou me incentivando no início
deste trabalho.
A todos da minha família, que dividiram comigo horas boas e ruins e
com quem eu pude e posso contar a qualquer momento.
A meus amigos, Zaíde, Gilsa e filhas, pela confiança, carinho,
pelo privilégio de suas amizades.
6
AGRADECIMENTOS
Em especial a Deus por guiar meu caminho, sem deixar que eu
desanimasse e perdesse as forças para continuar. Por não me
abandonar nas horas difíceis e me proporcionar mais esta conquista.
Ao meu marido Januário, que sempre acreditou no meu potencial.
Aos meus filhos, Rogério e Ike, origem e âncora de toda minha força e
determinação. À minha família, peço perdão pelos momentos de
ausência.
A minha orientadora, Professora Doutora Angela Mitie O
Kinoshita pela capacidade, pela sabedoria, pelo apoio, pela
compreensão, sempre serena, mesmo nas horas difíceis e por nortear
este trabalho de forma tão significativa.
Com muito carinho e respeito.
Ao Coordenador do Curso de Pós Graduação em Biologia Oral da
USC, Professor Doutor Sérgio Augusto Catanzaro Guimarães, pela
experiência e capacidade de administrar, pelo apoio, seriedade,
segurança e colaboração na realização e sustentação deste trabalho.
Ao Professor Doutor Jesus Carlos Andreo, pelas preciosas
considerações e sugestões oferecidas durante a realização do exame
de qualificação, colaborando de forma carinhosa e atenciosa para o
desenvolvimento desta dissertação.
Aos meus sobrinhos Neto, João Henrique, João Diego, Carla
João Fabrício e Érica pela contribuição, pela paciente ajuda que
sempre foi necessária para realização deste trabalho.
À amiga Lídia Helena Gomes de Oliveira, pela amizade e
principalmente pela elaboração do Abstract.
Ao Centro Universitário Católico Salesiano de Lins-SP, na pessoa
do Senhor Reitor Padre Paulo Fernando Vendrame, pela bolsa que
me foi concedida para a realização deste mestrado.
7
A todos os funcionários do curso de Pós-graduação da USC
pela acolhida e atenção a mim dispensada.
A técnica em histologia, Maira Cristina Rondina Couto, pelo
carinho, respeito, amizade e competência na preparação das lâminas.
Ao Wilson Aparecido Orcini, técnico especializado nível superior
de laboratório Biologia Molecular, pelo carinho, respeito disposição no
suporte técnico e cientifico e pela competência assim como a boa
amizade.
A todos que direta ou indiretamente contribuíram para a
realização deste trabalho.
8
AGRADECIMENTO MUITO ESPECIAL
Ao Luiz Alberto Massarote, irmão de espírito, muito mais que um
colaborador, um verdadeiro amigo que contribuiu definitivamente para a
realização deste trabalho. Meus sinceros agradecimentos. e que Deus
lhe pague!
9
RESUMO
As patologias que envolvem lesões da cartilagem articular estão freqüentemente
associadas à dificuldade de plena regeneração da cartilagem hialina e sua possível
evolução para doenças articulares. A evolução desta patologia degenerativa
acarreta o comprometimento dos movimentos. Diversas metodologias vêm sendo
desenvolvidas e empregadas no tratamento destas lesões, dentre estas, o laser de
baixa intensidade. Esta modalidade vem sendo utilizada para o tratamento dos
efeitos malignos da inflamação, bem como para acelerar a regeneração tecidual das
regiões lesadas. Em vista desses aspectos, este trabalho tem como finalidade
verificar o comportamento dos tecidos articulares (cartilagem, tecido fibroso e
trabéculas ósseas) após lesão cirúrgica e estimulação por laser de baixa potência.
Para tanto, foi desenvolvido um modelo experimental com 42 ratos machos da
linhagem Albinus wistar, com aproximadamente 200 a 250 g de peso corporal, de
três meses de idade. Os ratos foram distribuídos em três grupos, com quatorze
animais, cada grupo foi subdividido dois subgrupos de sete animais, um denominado
grupo estimulado (GE) o outro, grupo controle (GC). Todos os animais foram
submetidos a uma lesão cirúrgica com broca odontológica (Trefine) de 2mm de
diâmetro na cartilagem articular do joelho direito. O GE foi tratado com irradiação
pelo laser Arsenieto de Gálio (GaAs) de baixa intensidade, com comprimento de
onda de 904nm, dose de 3J/cm
2
, em três pontos (método pontual) com duração de
trinta segundos cada (total 90s) por um período de dez dias consecutivos. A
eutanásia ocorreu no primeiro grupo (GE e GC) após 14 dias; no segundo aos 28
dias e, no terceiro grupo, após 56 dias. Todo o trabalho experimental foi realizado no
biotério do Centro Universitário Católico Salesiano Auxilium de Lins-SP; as análises
histológicas e histométricas foram realizadas nos laboratórios de histologia e
histometria da Universidade do Sagrado Coração de Bauru – SP. A verificação dos
resultados foi pela análise histológica comparativa e histométrica entre os GE e os
GC de cada período. A comparação entre as médias foi feita pelo teste Tukey,
considerando diferença significativa quando p<0,05. Os resultados da análise
histométrica mostram que o crescimento de tecido fibroso foi maior no GE em
relação ao GC nos períodos de 28 dias (65,4±0,8 e 63,8± 0,4) e 56 dias (66,2±1,0 e
63,1± 0,7). As trabéculas ósseas apresentaram-se em maiores proporções no GE no
período de 14 dias (18,4 ± 1.1 e 12,2 ± 0,7) e maior no GC nos demais períodos
estudados (20,9 ± 0.5 e 24,1 ± 1,3) e (22,7 ±0,8 e 26,8 ± 0,5), 28 e 56 dias,
respectivamente. Já a fração relativa à cartilagem apresentou diferença
estatisticamente significativa entre os grupos somente no período de 14 dias, sendo
maior no GC (16,5 ± 0,7 e 24,9 ± 1,4). A verificação histométrica aponta que o uso
do laser Arsenieto de Gálio, na dose utilizada, causou efeitos na regeneração dos
tecidos.
Palavras-chave: Cartilagem, laser, regeneração, tecido fibroso, trabécula óssea.
10
ABSTRACT
The pathologies related to articular cartilage injuries are frequently associated to the
difficulties of complete regeneration of the hyaline cartilage that can develop articular
illness. The evolution of this degenerative pathology causes the lost of movements.
Many procedures have been developed and used to the treatment of these lesions.
The low intensity laser is one of them. This technology has been used for treatment
of harmful effects of inflammation as well as to accelerate the tissue regeneration in
the injuries region. So, the subject of this work is to verify the effect of low intensity
laser on the articular tissues (cartilage, fibrous tissue and bone trabeculae) after
surgical injury and later stimulation. An experimental study in animal model was
developed. 42 males Albinus wistar rats, with about 200 to 250g and 3 months old
were used. The rats were distributed in 3 groups with 14 animals and each one was
subdivided in 2 groups named stimulated group (SG) and control group (CG). Each
animal were submitted the surgical injury with 2mm of diameter in the articular
cartilage of right knee with dentistric drill. The SG group was treated with Arsenieto of
Galio (GaAs) laser radiation; wavelength of 904nm, with a dose of 3J/cm
2
, through
three points of application with 30s each (total 90s) for 10 successive days. The first
group (SG and CG) was euthanized 14 days after surgery; the second after 28 days
and the last, at 56 days. The experimental procedures were made at Centro
Universitário Católico Salesiano Auxilium de Lins-SP “bioterio. The histologycal and
histometric analyses were made at Universidade do Sagrado Coração de Bauru –
SP. The evaluation of the results was made by histological and histometric
comparative analysis between SG and CG for each period. The mean comparison
was made by Tukey test with significance level of 0.05. The histometric results shows
that the fibrous tissue growth was more effective in the SG after 28 days (65.4 ± 0.8
and 63.8 ± 0.4) and 56 days (66.2 ± 1.0 and 63.1 ± 0.7) in comparison with control
group. The presence of bone trabeculae is higher in stimulated group at 14 period
(18.4 ± 1.1 and 12.2 ± 0.7) and in the control group on the others periods (20.9 ± 0.5
and 24.1 ± 1.3) and (22.7 ± 0.8 and 26.8 ± 0.5) – 28 and 56 days respectively. The
fraction of cartilage presents differences statistically significant between the groups
just on 14 days period and in the control group this fraction is higher (16.5 ± 0.7 and
24.9 ± 1.4). The histometric results indicate that the use of GaAs low intensity laser,
in this dose, has effect on the tissue regeneration.
Key’ words: Cartilage; Laser; Regeneration; Fibrous Tissue; Bone Trabeculae
11
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO
...............................................................................................................................
2 REVISÃO DE LITERATURA....................................................................................
2.1 Tecido Cartilaginoso....................................................................................
2.2 Tipos de Cartilagens...................................................................................
2.2.1 Cartilagem Hialina.............................................................................
2.2.2 Cartilagem Elástica...........................................................................
2.2.3 Cartilagem Fibrosa...........................................................................
2.3 Regeneração de Cartilagem....................................................................
2.4 Histórico do Laser...................................................................................
2.5 Laser de Arsenieto de Gálio...................................................................
2.6 Laser de Baixa Intensidade e Reparo Tecidual.....................................
2.7 Efeitos Biológicos do Laser....................................................................
2.7.1 Efeitos primários do Laser...............................................................
2.7.2 Efeitos secundários do Laser..........................................................
2.7.3 Efeitos indiretos do Laser ...............................................................
2.8 Efeitos terapêuticos gerais da irradiação laser......................................
2.8.1. Efeito Analgésico............................................................................
2.8.2 Efeito antiinflamatório e antiedematoso...........................................
2.8.3 Efeito bioestimulante e trófico tissular..............................................
2.8.4 Efeito cicatrizante.............................................................................
2.9 Formas de aplicação do Laser...............................................................
2.9.1 Indicações no tratamento com Laser...............................................
2.9.2 Contra-Indicação no tratamento com Laser....................................
3. OBJETIVO.............................................................................................................
4. MATERIAIS E MÉTODOS.....................................................................................
4.1 Animal e Grupos Experimentais.............................................................
4.2 Procedimentos cirúrgico e lesão.............................................................
4.3 Tratamento com Laser GaAs .................................................................
4.4 Eutanásia e procedimento histológico....................................................
5.RESULTADOS........................................................................................................
5.1 Análise Histológica.................................................................................
5.2 Análise Histométrica...............................................................................
6.DISCUSSÃO
................................................................................................................................
7.CONCLUSÃO
..............................................................................................................................
REFERÊNCIAS.
.............................................................................................................................
BIBLIOGRAFIAS CONSULTADAS………………………………………………………
ANEXO………………………………………………………………………………….......
.
12
14
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67
68
72
77
12
1. INTRODUÇÃO
Os efeitos da radiação laser de baixa intensidade têm sido
terapeuticamente benéficos na regeneração de vários tecidos. O laser
tem sido usado no tratamento das lesões articulares que dificultam a
vida das pessoas. Este fato acarreta um sério problema de ordem
familiar e sócio-econômico.
As patologias que envolvem lesões da cartilagem articular estão
freqüentemente associadas à dificuldade de plena regeneração da
cartilagem hialina e à possível evolução para doenças articulares. Isto
causa um comprometimento dos movimentos, com a evolução da
patologia degenerativa segundo OLSSON, 1993.
PARIZOTO e colaboradores, 2001, relataram que o processo de
cicatrização é a principal indicação do laser de baixa intensidade,
havendo estimulação celular geral e das mitocôndrias,
conseqüentemente influindo na produção de ATP. Sob os efeitos da
radiação laser, o processo de cicatrização torna-se mais acelerado,
ocorrendo a formação de novos vasos sangüíneos. O uso do laser de
baixa intensidade acelera a multiplicação de células nos tecidos
irradiados, alterando o tempo de mitose de células mesenquimais, ação
que se observa principalmente na regeneração e reparação das lesões.
PIMENTA, 2005, observou que os efeitos da radiação laser sobre
as alterações funcionais associadas às lesões específicas da
cartilagem regeneram o tecido estimulado na camada condrogênica.
13
Considerando a importância de um conhecimento mais profundo
sobre este tipo de regeneração e a necessidade da investigação de
técnicas de tratamento de lesões da cartilagem articular, este trabalho
tem como finalidade estudar o comportamento dos tecidos articulares
lesados cirurgicamente e tratados com radiação emitida pelo laser
Arsenieto de Gálio de baixa intensidade.
14
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1 Tecido cartilaginoso
O tecido cartilaginoso é uma forma especializada de tecido
conjuntivo que tem consistência rígida, porém menos rígida do que o
osso. Sua superfície é lisa e de pouca elasticidade, facilitando o
deslizamento dos ossos nas articulações ósseas. A cartilagem é muito
importante na formação dos ossos longos (MOW e colaboradores,
1992).
A cartilagem origina-se a partir do mesênquima embrionário
sendo que a primeira mudança ocorre com o arredondamento das
células mesenquimais que passam a se chamar condroblastos (Figura1)
(A) (B) (C) (D)
Figura1: A, multiplicação das células mesenquimais;B, produção da matriz
cartilaginosa;C,mitose de condrócitos; D, formação de condrócitos isógenos.
(adaptado de JUNQUEIRA; & CARNEIRO, 2004).
Com a formação da matriz cartilaginosa ocorre o afastamento
entre os condroblastos e como a diferenciação das células da
cartilagem inicia-se do centro para a periferia, nessa fase as células
mais centrais apresentam as características de condrócitos, enquanto
15
que as células mais periféricas ainda encontram-se com características
de condroblastos típicos. O crescimento da cartilagem ocorre por dois
processos: pelo crescimento intersticial, por meio de divisão mitótica
de condrócitos preexistentes, e pelo crescimento aposicional que se faz
a partir das células do pericôndrio. Esses novos condrócitos logo
produzem fibrilas de colágeno, proteoglicanas e glicoproteínas
(JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004).
Pericôndrio é, em sua maior parte, um tecido conjuntivo denso
que envolve as cartilagens, exceto a fibrocartilagem e cartilagem
articular. Ele tem duas camadas: a externa, fibrosa, composta por
colágeno tipo I, com fibroblastos e vasos sanguíneos; e a interna,
constituída por células condrogênicas. Sua função é de nutrição da
cartilagem e de fonte de novos condrócitos para o crescimento da
mesma. (Figura 2)
Fibroblasto do Pericôndrio
Condroblasto
Condrócito
Matriz Territorial
Matriz Interterritorial
Figura 2: transição entre pericôndrio e cartilagem hialina
(adaptado de JUNQUEIRA; & CARNEIRO, 2004).
16
2.2 Tipos de Cartilagem
2.2.1 Cartilagem Hialina
A cartilagem hialina é constituída por delicadas fibrilas de
colágeno tipo II, fibras elásticas e muitas fibras de colágeno tipo I. É
desprovida de vasos linfáticos e fibras nervosas. Ela forma o primeiro
esqueleto do embrião e é responsável pelo crescimento dos ossos em
extensão no adulto.
Ela está sujeita aos processos degenerativos, sendo a mais
comum a calcificação da matriz cartilaginosa, com deposição de
cristais de hidroxiapatita, processo normal para a formação dos ossos
(ossificação endocondral). Suas células morrem, deixando septos de
matriz que servem de suporte ao tecido ósseo que sobre elas será
formado.
Segundo JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004, quando lesadas, as
cartilagens não se regeneram bem, salvo em crianças de pouca idade.
Em adultos, a regeneração se dá pela atividade do pericôndrio.
2.2.2 Cartilagem Elástica
A cartilagem elástica é lisa, não especialmente quebradiça, não é
inervada e é considerada como superfície elástica de sustentação.
Possui a função de absorção de choques mecânicos, de facilitar a
mobilidade articular, de impedir o desgaste dos ossos e modificar a
17
forma dos mesmos para melhor adaptação (GARTNER,1980). A
cartilagem elástica é mais amarelada e opaca que a hialina. Encontra-
se na epiglote, pavilhão auditivo, tuba auditiva, conduto auditivo
externo e cartilagem cuneiforme da laringe. Além das fibrilas de
colágeno tipo II, apresenta uma rede de fibras elásticas finas contínuas
com as do pericôndrio. Os condrócitos são mais numerosos e maiores.
A matriz é menos abundante em relação à hialina. Na matriz territorial,
os feixes de fibras elásticas são mais abundantes na epiglote.
2.2.3 Cartilagem Fibrosa (ou Fibrocartilagem)
A fibrocartilagem é intermediária entre a cartilagem hialina e o
tecido conjuntivo denso. Sua localização é na sínfise pubiana, disco
intervertebral, pontos de inserção de tendões e ligamentos nos ossos.
Não possui pericôndrio, tem pouca substância fundamental amorfa
(SFA) e abundantes feixes de colágeno tipo I. Os condrócitos,
originados de fibroblastos, encontram-se organizados em fileiras
paralelas, alternadas com feixes espessos de fibras colágenas. Em
volta dos condrócitos há uma região rica em proteoglicanas e pobre em
colágenos, (HARAB & MOURÃO, 1989).
As articulações sinoviais são formadas de cápsula articular
fundamental, meio de união formada por tecido fibroso, uma espécie de
membrana que envolve a articulação prendendo-se nos ossos que se
articulam. Um lugar chamado de cavidade articular é envolvido pela
cápsula, onde se encontra o líquido sinovial, (Figura 3).
18
A membrana sinovial é a camada interna da cápsula articular, tem
inervação e vascularização e produz o líquido sinovial. A camada
externa da cápsula (CEC), chamada de camada fibrosa, é formada de
tecido conjuntivo fibroso denso, cujas fibras estão firmemente presas
ao periósteo dos ossos.
Figura 3: Representação esquemática da articulação entre o fêmur e tíbia.
(Adaptado de JUNQUEIRA, & CARNEIRO, 2004).
As superfícies ósseas da articulação sinovial são revestidas por
uma fina camada de aproximadamente 1 a 5 mm dessa membrana
conjuntiva fibrosa. Em virtude deste revestimento, as superfícies
articulares apresentam-se lisas, polidas e de coloração esbranquiçada,
avasculares e sem terminações nervosas. É também a superfície de
movimento da articulação. Possui um grau elevado de especialização
para permitir uma eficaz distribuição de cargas, resistência às forças
de compressão e uma redução nas forças de atritos entre as
superfícies articulares (DÂNGELO & FATTINI. 1988; KUETTNER, e
colaboradores, 1991).
A composição celular na cartilagem articular apresenta
condrócitos escassamente espalhados, menos de 10% do volume
tecidual. Apesar da deficiente distribuição, os condrócitos são
19
responsáveis pela secreção e conservação da matriz da cartilagem em
função do atrito sofrido por ela, (SMITH, e colaboradores; 2000;
ALLAN, 1998).
Os elementos orgânicos componentes da matriz extracelular são
o colágeno e outras substâncias, produzidas pelos condrócitos como as
proteoglicanas, as glicosaminoglicanas e o ácido hialurônico. Até 200
dessas proteoglicanas podem estabelecer ligações não covalentes com
uma única molécula de ácido hiaurônico, que é uma glicosamina não
sulfatada e de alto peso molecular, para formar uma molécula enorme
de agrecanas. As moléculas de agrecanas são muito importantes para
manter a matriz cartilaginosa e interagem com as fibrilas de colágeno
que representa cerca de 10 a 30 % do peso líquido da cartilagem
articular, enquanto que as proteoglicanas representam apenas 3 a 10%
deste peso; os 60 a 87% restantes são constituídos por água, sais
inorgânicos e uma pequena quantidade de outras substâncias como:
glicoproteínas e lipídios, (JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004).
Na cartilagem hialina das articulações sinoviais são encontradas
quatro camadas distintas: superficial, intermediária, profunda e
calcificada. Essas zonas estão relacionadas com a direção dos feixes
de fibrilas em relação à superfície e com as características
morfológicas dos condrócitos. (NORDIN & FRANKEL, 1989, DUNHAM e
colaboradores, 1988; ROTH e colaboradores 1980).
A zona superficial é formada de 10 a 20 % da espessura total da
cartilagem, na qual os feixes de fibrilas estão arranjados paralelamente
20
à superfície. Esta camada regula e ajuda a reduzir a fricção entre as
superfícies articulares opostas.
Quanto à disposição dos condrócitos, esses se localizam
paralelos à superfície com características ovaladas e de pequeno
tamanho, além de possuirem organelas reduzidas e pouco
desenvolvidas. É considerada uma zona em que a rede de colágeno
encontra-se mais distribuída e em maior concentração em relação as
outras zonas (NORDIN & FRANKEL, 1989; DUNHAM e
colaboradores,1988).
A zona, intermediária, é representada por 40 a 60% da espessura
total. Os feixes de fibrilas estão dispostos aleatoriamente e mais
afastados, formando uma treliça aberta como uma rede de fibras
frouxas enroladas que permite a deformação e auxilia na absorção de
parte da força imposta sobre as superfícies articulares. Os condrócitos
também possuem distribuição aleatória, formas mais arredondadas e
dimensões maiores em relação à camada superficial, além de
possuirem um número maior de organelas citoplasmáticas (KUETTNER,
e colaboradores, 1991; DUNHAM e colaboradores, 1988).
A terceira zona, mais profunda, representa 30% da espessura
total. Algumas fibras situam-se perpendicularmente à superfície,
estendendo-se pelo meio da interconexão entre as cartilagens não
calcificadas. Nesse zoneamento são encontrados condrócitos ricos em
organoides citoplasmáticos que têm relação direta com a zona
calcificada. (KUETTNER, e colaboradores, 1991).
21
A quarta zona é calcificada. Está localizada próxima ao osso
subcondral e prende densamente a cartilagem à região óssea. A
interfase entre a cartilagem calcificada e não calcificada é chamada
marca de maré, (Figura 4). Esta região é muito importante devido à sua
intimidade com o crescimento, cicatrização e envelhecimento da
articulação. Estão localizadas nesta zona células e matriz extracelular
de hidroxiapatita, devido à imediação do osso subcondral. (NORKIN &
LEVANGIE, 2001, KUETTNER e colaboradores 1991).
Figura 4: Acomodação das fibrilas e condrócitos nas zonas da cartilagem articular
(Adaptado de NORDIN & FRANKEL, 1989).
O colágeno que compõem a cartilagem é uma proteína que
corresponde a 30% de toda proteína do corpo humano, tem grande
resistência, sendo responsável pelo ajustamento funcional das
estruturas do tecido conjuntivo (NORKIN & LEVANGIE, 2001).
Essas fibrilas que são estruturas do tecido conjuntivo são
representadas por um conjunto de três cadeias peptídicas. Como
elementos hidroxilados mais representativos estão a hidrolisina e
22
hidroxiprolina, que representam 13% de toda estrutura colágena
DOUGLAS, 2002. Além do colágeno, encontram-se também na matriz
extracelular da cartilagem hialina a substância fundamental amorfa
(SFA), glicosaminoglicanas (GAGs) sulfatadas e não sulfatadas como o
ácidos hialurônico, porém em baixa concentração (NISHIDA, e
colaboradores, 2000).
As moléculas de proteoglicanas (PGs) são responsáveis pela
elasticidade da cartilagem articular, elas atuam na retenção de água e
proporcionam resistência compressiva na deformação elástica (VOLPI
& KATZ,1991).
A articulação do joelho depende grandemente da atividade
ligamentar e muscular, dando estabilidade e trabalhando
essencialmente sob o peso corporal. A biomecânica desta articulação
implica numa boa harmonia nas distribuições de pressão, esta
originada na movimentação sob ação do peso corporal. (KAPANDJI,
1990)
A maior parte das articulações do corpo humano é representada
pela articulação sinovial. Uma articulação completa cogita-se
fundamentalmente a mobilidade, ainda que muitas articulações também
ajustem à estabilidade. (NORKIN, e colaboradores, 2001).
23
2.3 REGENERAÇÃO DA CARTILAGEM
As lesões da cartilagem articular estão associadas a resultados
devido à má regeneração da cartilagem hialina, acarretando um
comprometimento dos movimentos, com evolução a patologia
degenerativa, (OLSSON, 1993).
Quando lesadas, as cartilagens não se regeneram bem, salvo em
crianças de pouca idade. No adulto, a regeneração se dá pela atividade
do pericôndrio. Quando fraturadas, as células do pericôndrio invadem a
área da fratura e dão origem ao tecido cartilaginoso; quando a área
destruída é extensa (ou às vezes em lesões pequenas), o pericôndrio,
em vez de formar nova cartilagem, forma uma cicatriz de tecido
conjuntivo denso. (JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2004).
A degeneração da cartilagem articular e alterações em outros
tecidos adjacentes podem originar dor e redução na intensidade de
movimento. O desenvolvimento de estratégia para a prevenção e
tratamento de doenças articulares prescinde de um maior entendimento
das reações uso, desuso e degeneração. Situações como stresses de
cisalhamento, carga enlevada prolongada ou ausência de carga,
estimulam a destruição e ossificação da cartilagem. Existe uma inter-
relação entre a composição, a ultra-estrutura e a função da cartilagem
articular. Portanto, qualquer doença, trauma ou alteração de
sustentação de carga que afete a composição ou a ultra-estrutura
desses tecidos (figura 5) pode interferir na sua capacidade funcional de
24
sustentar, distribuir cargas em minimizar os estresses de contato
(COHEN e colaboradores 1998; HAAPALA, e colaboradores, 2001).
www.fm.usp.br/departamento/clinmed/reumatologia/d-artic.php
Estresse mecânico→ erosão → aparecimento de fibrilações →
degradação da cartilagem → proliferação óssea → osteófitos
www.tlichtpuntje.be/ info/img/artrose%20knie.jpg
1
2
3
Figura 5: Acomodação das fibrilas e condrócitos nas zonas da cartilagem articular
(Adaptado de NORDIN & M.FRANKEL, V.H. 1989).
A osteoartrose é classificada em primária e secundária: a
primária caracteriza-se por alterações no crescimento, uso prolongado
de uma articulação com anormalidade congênita que predispõem ao
mau desenvolvimento dessa articulação e conseqüente surgimento da
osteoartrose (KOTTKE, 1984)
Na secundária enquadram-se dois grupos básicos: as condroses
mecânicas que ocorrem em articulações normais, por sobre carga
funcional ou ponderal, similarmente ou micro trauma. Também em
25
articulações anormais anatomicamente por sobrecarga conseqüente da
diminuição da congruência das superfícies articulares; anomalia
fisiológica que compreende alterações do eixo, desequilíbrio e
instabilidade. E as condroses estruturais decorrentes de trauma: fratura
articular, luxações e contusões.
Na degeneração da cartilagem articular são encontradas várias
alterações de seus elementos, sendo estas alterações de forma
evolutivas. Algumas substâncias da cartilagem articular apresentam
uma maior alteração na fase precoce de sua degeneração como, por
exemplo, o condroitin-sulfato, PGs, hialuronato e colágeno. Devido a
estas transformações precoces, aumenta o interesse nos estudos das
formas de identificação destas substâncias na cartilagem articular,
(HAAPALA, e colaboradores, 2001).
A diminuição de movimentos na articulação sinovial deforma a
morfologia, bioquímica e características biomecânicas dos elementos
da articulação. A diminuição do estímulo mecânico na interface das
cartilagens pode causar a redução da cartilagem e permite que ocorra
a sua ossificação endocondral. (ROOIJ e colaboradores, 2001).
As lesões parciais da cartilagem articular não cicatrizam-se, mas
raramente encontram-se associadas com problemas clínicos
significantes .As lesões condrais que envolvem o osso subcondral
podem ser preenchidas por fibrocartilagem, que apresenta
características e bioquímicas inferiores à cartilagens hialina. As lesões
completas da cartilagem articular com áreas pequenas, podem ser
preenchidas por fibrocartilagem e tornar o paciente assintomático,mas
26
grandes lesões osteocondrais são menos prováveis de ser benefícios
pela resposta cicatricial com a formação de fibrocartilagem e mais
freqüentemente resultam em dor e disfunção (ALFORD & COLE, 2005).
HUBACEK; POSPISILOVA, 2002, afirmam que a atividade mitótica
e sintética (síntese de colágeno) dos fibroblastos é aumentada quando
irradiados por três semanas com laser de baixa intensidade (He-Ne),
estimulando assim a regeneração do tecido.
WONG e colaboradores, 2005, evidenciam que a irradiação laser
proporciona uma resposta proliferativa em condrócitos no reparo de
lesões termais na cartilagem.
CALATRAVA, e colaboradores, 1997, realizaram um estudo
comparativo com laser de baixa intensidade em lesões na cartilagem de
joelho de coelho. Foi feita a comparação entre dois grupos, um grupo
tratado com laser He-Ne, com comprimento de onda de 632,8 nm e
outro com GaAs, com comprimento de onda 904 nm. Após 13
aplicações da radiação laser durante 2 semanas, o grupo com
tratamento a laser GaAs, a cartilagem articular apresentou
características de cartilagem hialina com alguns componentes fibrosos
e aumento do número de condrócitos; enquanto que no grupo tratado
com laser He-Ne, a cartilagem apresentou áreas de tecido fibroso e
fibrocartilagem, e o grupo controle apresentou somente tecido fibroso.
Em ambos os grupos irradiados houve um aumento significativo da
quantidade de ácidos mucopolissacarídeos na cartilagem.
Em outros estudos experimentais foram observados resultados
similares, quanto ao aumento do número de condrócitos na cartilagem
27
após o tratamento com laser de baixa intensidade, os lasers utilizados
foram o Nd-YAg e He-Ne, (LABAJOS e colaboradores,1990; SCHULTZ,
e colaboradores, 1985).
HERMAN & KHOSKA, 1988, referem que após o tratamento de
cartilagem bovina por irradiação com laser Nd-YAg, há, aumento da
quantidade de GAGs na cartilagem, além do aumento do colágeno
após aplicação de doses maiores, ocorrendo também o aumento da
síntese de DNA.
Experimentos in vitro com culturas de condrócitos tratadas com
irradiação de laser de baixa intensidade com GaAlAs mostraram que
houve aumento significativo no número de células, tanto em culturas de
condrócitos de coelhos quanto em culturas de condrócitos humanos,
confirmando o efeito da bioestimulação ativa.(TORRICELI, e
colaboradores, 2001).
As afecções articulares degenerativas como a osteoartrite
induzem a uma degradação da cartilagem articular, diferenciada pela
libertação de macromoléculas e subseqüente perda da integridade e
das propriedades mecânicas do tecido. No entanto, a verdadeira
etiologia desta afecção contínua desconhecida. (TIDERIUS e
colaboradores 2005).
O tratamento laser de baixa intensidade em processo inflamatório
articular induzido mostrou-se ativo numa experiência em joelho de
cobaias, promovendo uma diminuição na proliferação de células
inflamatórias em tecidos degenerados, além de levar a formação de
28
pontes de cartilagens beneficiando a reparação do tecido cartilaginoso
lesado. (GUERINO e colaboradores, 2000).
HONMURA e colaboradores, 1992, comprovaram, em modelo
experimental de indução de inflamação, que em ratos tratados com
irradiação a laser de diodo GaAlAs, ocorreu uma resposta positiva no
bloqueio do edema articular.
2.4 HISTÓRICO DO LASER
O nome laser é constituído pelas primeiras letras da frase Light
Amplification by Stimulated Emission of. Radiation, que significa
Amplificação da Luz por Emissão Estimulada da Radiação.
Townes, Gordon e Zeyger, em 1950, construíram um aparelho
denominado MASER (Microawe Amplification by Stimulated Emission
of. Radiation), que funcionava na banda de ondas milimétricas
(BAXTER, 1994).
O laser é um tipo de onda eletromagnética que pode ser visível
ou não, de acordo com o comprimento de onda em questão. Esta onda
aporta uma alta concentração de energia, e é constituída por muitos
fótons. Neste âmbito, por meio da radiação, a matéria é estimulada
através do fornecimento de energia aos átomos que a constituem
(BAXTER, 1994).
Einstein, em 1917, publicou as bases teóricas sobre a
manipulação controlada de ondas de luz, especificamente para os
lasers (KOEKE, 2004). Tal teoria foi analisada por Landberg em 1928,
29
mas somente entre 1933 e 1934 Townes e Weber falaram pela primeira
vez em amplificação de microondas. Nessa mesma época, os materiais
ópticos desenvolvidos com fibras ópticas tiveram um grande avanço em
seu desenvolvimento, de uma maneira geral. Em 1951 o físico russo
Fabrikanf e sua equipe patentearam a teoria da amplificação da
emissão estimulada, mas não fizeram a publicação até 1958.
Maser “Microware Amplification by Stimulated Emission of.
Radiation”, foi o primeiro aparato que utilizou a emissão estimulada,
construído por Townes em 1952. Weber propôs, no mesmo ano, a
amplificação da MASER, teoria que foi publicada em 1953. Townes e
Schawlow, em 1958, demonstraram a possibilidade de construir um
laser. Mas esta comprovação teórica só se viabilizou na prática em
1960, por Theodore H. Maimam, nos Estados Unidos. Maiman construiu
o primeiro emissor de laser a rubi. A barra de rubi sintético produzia
uma luz de curta duração e alta densidade de energia, emitia ondas de
699 nm quando uma luz comum intensa incidia sobre a mesma. Seu
desenvolvimento foi no Hughes Aircraft Research Laboratory, em
Malibu.
Goldman, em 1961, fundou na Universidade de Cincinnati, o
primeiro laboratório para aplicação de laser na área médica onde
ocorreram as primeiras experiências “in vivo”.
Foi desenvolvido por Patel em 1962, o primeiro laser que,
posteriormente, teria sua finalidade no uso terapêutico. O aparato tinha
como meio ativo, uma mistura de gases hélio e neônio (He-Ne). Após a
estimulação desta mistura de gases, uma radiação visível é emitida,
30
com comprimento de onda de 632,8 nm, de cor vermelha. Os elétrons
das moléculas do hélio saltam para órbitas mais distantes do núcleo
com a aplicação de uma corrente elétrica contínua nesta mescla de
gases. Os choques que ocorrem entre átomos de hélio e neônio,
transferem energia para os átomos de neônio, fazendo com que os
elétrons deste saltem para órbitas mais distantes do núcleo. Para
retornar as órbitas originais, estes elétrons perdem a energia recebida
através da emissão de fótons. Os fótons são refletidos e novamente
estimulam a mescla de gases, que são acondicionados em câmeras de
ressonância óptica, obtendo-se assim a amplificação da luz.
Resumidamente, este laser tem como características básicas a cor
vermelha (visível), comprimento de onda 632,8 nm e regime de emissão
contínua.
FREITAS, e colaboradores (2000) demonstraram experimen-
talmente que doses diárias de laserterapia de baixa intensidade
(HeNe), em períodos de 7 e 14 dias, repararam efetivamente a lesão
óssea, pelo estímulo da atividade sintética dos osteoblastos,
produzindo grande quantidade de fibras colágenas.
O laser possui propriedades únicas que o diferenciam de outras
fontes luminosas tais como monocromaticidade, que significa que a luz
laser é composta de tons, todos da mesma cor e todos contendo os
mesmos comprimentos de ondas, logo é luz pura, ao contrário, a luz
branca que é composta de fótons de várias cores e, conseqüentemente,
de vários comprimentos de onda. Esta é uma característica muito
31
importante, devido à absorção seletiva do tecido humano. (GENOVESE,
2000).
A terapia com laser de baixa intensidade na irradiação da
cartiagem articular tem como objetivo o efeito de biomodulação, pois,
por meio da bioestimulação, pode-se aumentar o metabolismo celular
dos condrócitos da cartilagem e aumentar o conteúdo das substâncias
químicas que são importantes para manter em equilíbrio o sistema de
proteção mecânica na cartilagem articular (TORRICELLI e
colaboradores, 2001).
GENOVESE, 2000, afirma que é devido à emissão estimulada que
gera fótons coerentes, cujas energias se somam e viajam na mesma
direção, movendo-se em mesma fase no tempo e no espaço. Já em
relação à colimação, o autor relata que a luz laser é unidirecional e,
por ser paralela ao eixo do tubo que a produz este tipo de energia, o
raio laser possui divergência angular muito pequena, ou seja, o feixe
de fótons é paralelo. A pequena divergência permite que através de um
sistema de lentes se consiga concentrar toda a energia do laser de
uma forma precisa em um ponto focal, obtendo-se maior concentração
de energia ou brilho.
2.5 Laser de Arsenieto de Gálio (GaAs)
O laser GaAs é constituído por um diodo semicondutor, formado
de cristais de arsenieto de gálio e é conhecido também por laser
semicondutor ou laser diodo (BAXTER 1994).
32
GONZÁLEZ & CRUANAS 1988, afirmam que a adição de telúrio a
um cristal de arsenieto de gálio, confere-lhe uma característica elétrica
positiva (onde faltam elétrons). Acrescentando-se o zinco no segundo
cristal, resultará na característica elétrica negativa (com excesso de
elétrons). Têm-se com esta junção um diodo semicondutor. A radiação
laser é formada quando se passa corrente elétrica neste diodo. De
acordo com esses autores, as características básicas da radiação laser
arsenieto de gálio (GaAs) são: regime de emissão pulsada;
comprimento de onda 904 nm ; radiação infravermelha (invisível ao
olho humano). Este tipo de laser apresenta um potencial terapêutico
em lesões profundas dos tipos articulares, muscular, de ligamentos,
entre outras. (VEÇOSO, 1993).
Por semicondutor entendemos aquelas substâncias que, por
serem isolantes, possuem uma condutividade muito inferior aos metais.
O Gálio oferece maior condutividade que o Arsênio. Ao combiná-los
forma-se um cristal de Arsenieto de Gálio com propriedades elétricas
semelhantes ao Germânio e Silício. (VEÇOSO, 1993).
Na preparação de um diodo é necessário adicionar determinadas
impurezas. Ao GaAs em situação de fusão inclui-se o Telúrio (Te).
Assim como este tem um elétron de valência a mais que o Arsênio,
alcançaremos, ao cristalizar, uma composição cristalina homogênea na
quais alguns átomos de Telúrio trocaram átomos de As. Ficaram
elétrons livres e, consequentemente alterará em um bom condutor.
Para este cristal de GaAs dopado com Telúrio, titulamos do tipo N, por
apresentarem elétrons de carga negativa de (VEÇOSO, 1993). A um
33
outro cristal de GaAs em estado de composição, acrescenta-se Zinco
(Zn) elétrons livres e, conseqüentemente, altera-se em um bom
condutor. Para este cristal de GaAs dopado com Telúrio, titulamos do
tipo N, por apresentarem elétrons de carga negativa (VEÇOSO, 1993).
A um outro cristal de GaAs em estado de composição, acrescenta-se
Zinco (Zn). Pode-se conferir que ocorre algo semelhante, pois o Zn
possui um elétron de validade menor que o (GaAs). Ao esfriar-se
apresentará um cristal no qual átomos de Zinco substituíram átomos de
Gálio, resultando em falta de elétrons nomeados buracos sendo, então,
um bom condutor tipo P.
Ao unirmos os cristais de GaAs de tipo P e N obtém-se um diodo
semicondutor. A interface entre os dois cristais é chamada de junção.
Aplicando-se o pólo negativo de uma pilha à região P e o positivo
à região N, o diodo ficará indiretamente polarizado e não transportará
eletricidade. Aplicando-se o positivo da pilha à região P e o negativo à
região N, o diodo ficará diretamente polarizado, e a corrente fluirá com
facilidade.
Formam-se recombinações contínua dos elétrons e buracos,
seguida de desprendimentos de quantas de energia luminosa. Ao
circular os fluxos de corrente, sendo estes de pouca amplitude,
produzirão fotos que serão absorvidos pelo próprio cristal. Porém, se a
densidade da corrente for bastante alta para que os elétrons gerados
na recombinação ultrapassem os absorvidos pelo cristal, a radiação se
tornara coerente e o raio sairá (COLLS, 1984).
34
Um laser de diodo característico tem o formato de um
paralelepípedo retangular com tamanho aproximadas de 0,1 x 0,1 x 0,1
mm. Tem superfícies planas, perfeitamente polidas, porque necessitam
refletir a luz em seu interior, para a formação de um feixe coerente.
A corrente é aproveitada nos lados opostos do bloco, sendo o
fluxo de corrente perpendicular à união dos semicondutores.
Ao se produzir a reflexão nas faces polidas do diodo, esta tende a
beneficiar a saída das ondas pelas bases quadradas, propagando-se a
luz coerente ao longo da união e estimulando por sua vez a radiação
procedente de outros pares de elétrons-buraco até alcançarem à
intensidade suficiente para saírem pelos extremos.
O Laser GaAs emite radiação com comprimento de onda ao redor
dos 904 nm, situando-se na região do infravermelho.
COLLS 1984, expôs que o laser arsenieto de gálio (GaAs) tem a
potência eficácia biológica superior ao do He-Ne, apresentando um
maior poder de penetração, que é em torno de 1,4 mm. Outras
vantagens do laser GaAs são o seu custo (menor) e seu tamanho
reduzido, em relação aos outros existentes no mercado. Ele é seguro e
de simples aplicação confirmou (KOLARI, 1985).
2.6 Laser de baixa potência e reparo tecidual
Para que a radiação laser possa causar algum efeito sobre o
corpo humano, é necessário que ela seja absorvida pelo mesmo, ou
35
seja, é necessário que ocorra uma influência dessa radiação sobre as
estruturas moleculares e celulares do corpo (GENOVESE, 2000).
Os efeitos primários são classificados fundamentalmente de
bioquímicos, bioelétricos e bioenergéticos, que são os efeitos
biológicos resultantes da energia depositada nos tecidos.
Fotomecânica, fototérmica e fotoquímica são os três processos pelos
quais o tecido retém a luz laser.
2.7 Efeitos Biológicos do Laser
2.7.1 Efeitos primários do laser
a) Efeito bioquímico
A excitação pela terapia laser leva à liberação de substâncias
como a histamina, a serotonina, a bradicinina e outras. Ao mesmo
tempo, a alteração das reações enzimáticas habituais, tanto no sentido
de excitação como de inibição, são duas formas de desempenho da
energia absorvida.
A radiação laser estimula a produção de ATP no interior das
células, proporcionalmente ao aumento do número de mitocôndrias.
Com o aumento da energia disponível no ATP, as mitoses são
aceleradas, conseqüentemente, a regeneração tecidual mostra-se mais
evoluída. Dentro dessas decorrências bioquímicas, inclui-se a ação
36
fibrinolítica, característica específica da ação do laser (VEÇOSO,
1993).
b) Efeito bioelétrico
Seu principal efeito é a normalização do potencial de membrana
afim de que não sejam transmitidos aos centros superiores, estímulos
dolorosos.
O laser atua de modo direto sobre a mobilidade iônica e de modo
indireto, aumentando a quantidade de ATP produzido pela célula. Este
efeito bioelétrico ajuda a normalizar o potencial de membrana, atuando
como reequilibrador e normalizador da atividade funcional celular
(VEÇOSO, 1993).
c) Efeito bioenergético
O efeito bioenergético que a radiação laser proporciona ao
citoplasma tem a capacidade de normalizar o contingente energético
que coexiste com o contingente físico de cada indivíduo. As
conseqüências dessa normalização proporcionarão efeitos terapêuticos
benéficos, (VEÇOSO, 1993).
37
2.7.2 Efeitos secundários do laser
Um dos mais importantes efeitos secundários da irradiação laser
nos tecidos é o estímulo à micro circulação.
No sistema circulatório a artéria diminui progressivamente seu
calibre, posteriormente abre-se a rede capilar. Capilares são vasos de
calibres reduzidos e com paredes com espessura de até uma única
célula, sendo nesta região que ocorre a troca de nutrientes e restos
metabólicos. Os esfíncteres são válvulas existentes nos pré-capilares
que trabalham alternadamente, abrindo e fechando a passagem para a
rede capilar, ajudando na distribuição do fluxo sangüíneo e das regiões
a serem irrigadas (VEÇOSO, 1993).
A histamina liberada pela irradiação laser provoca uma
paralisação do esfíncter pré-capilar aumentando o fluxo sangüíneo
local (VEÇOSO, 1993).
Outro efeito secundário observado é um aumento na produção de
ATP, ampliando a velocidade mitótica, acelerando a velocidade da
cicatrização e melhorando o trofismo dos tecidos (VEÇOSO, 1993).
2.7.3 Efeitos indiretos do laser
A radiação laser tem uma ação indireta sobre o esfíncter pré-
capilar paralisado, estimulando a microcirculação por meio de
mediadores químicos. Provoca uma abertura constante e, por isso, um
estímulo da microcirculação. A liberação da histamina produz a
38
persistente dilatação, podendo manifestar-se a maior ou menor
distância, conforme a potência da radiação. Como conseqüência da
vasodilatação capilar e arteriolar, têm-se a melhora na troficidade zonal
pelo aumento de nutrientes e oxigênio, eliminando os catabólitos e
aporte de elementos defensivos, deduzindo-se daí sua capacidade
antiinflamatória (VEÇOSO, 1993).
Uma das principais conseqüências da irradiação laser é o
incremento da troficidade local, já que aumenta a produção de ATP
mitocôndrial, aumentando a velocidade mitótica celular. Disto se
conclui que o laser antecipa os processos de reparação, devido ao
estímulo da capacidade de cicatrização do tecido conjuntivo e da neo-
formação de vasos a partir dos já existentes (VEÇOSO, 1993).
2.8 EFEITOS TERAPÊUTICOS GERAIS DA RADIAÇÃO LASER
2.8.1 Efeito analgésico:
O Laser atua localmente, reduzindo a inflamação, provocando a
reabsorção dos hematomas e favorecendo a eliminação de substâncias
alógenas, através do estimulo da microcirculacão. Interfere na
mensagem elétrica durante a transmissão do estímulo doloroso,
mantêm o gradiente iônico em ambos os lados da membrana celular,
evitando ou reduzindo a despolarização da mesma. Atua também em
fibras nervosas grossas, provocando um bloqueio das fibras finas –
39
dolorosas. Estimula a produção das beta-endorfinas direta e
indiretamente; evita a diminuição do limiar doloroso dos receptores de
dor (VEÇOSO, 1993).
2.8.2 Efeito antiinflamatório e anti-edematoso
O Laser tem confirmado seus efeitos terapêuticos adequados a
propósito do sistema de defesa do organismo. Sua radiação de baixa
intensidade é atérmica, não interferindo em processos inflamatórios
agudos.
O estímulo da microcirculação local e vaso dilatação arteriolar
proporciona melhores condições de drenagem do plasma que forma
edema, garantindo uma ajuda competente de fornecimento de
elementos nutricionais e defensivos para a região lesada e a
reabsorção do exudato fibroso, obtendo a resolução da reação
inflamatória mais rápida do que o organismo é capaz. É preciso usar
com prudência em casos de infecção, respectivamente com terapia
medicamentosa (antibióticos). Isto porque alguns microorganismos
mais resistentes poderiam disseminar-se. (COLLS, 1984).
2.8.3 Efeito bioestimulativo e trófico tissular
Anteriormente já foi relatado que a ação do laser estimula a
produção do ATP mitocondrial e incrementa a síntese protéica.
40
O estímulo trófico deriva da união do efeito ao nível circulatório
com o efeito potencializador da produção de energia disponível na
célula.
Tem-se confirmado em alguns tecidos: aumento de fibroblastos,
conseqüentemente de fibras colágenas; regeneração de vasos
sangüíneos a partir dos já existentes; incremento da rapidez de
crescimento de nervos seccionados e incremento de reepitelização a
partir de restos basais.Todos estes efeitos são decorrentes do
incremento do ritmo de divisão celular.
Nos traumatismos tendinosos parciais a irradiação laser apressa
o trofismo para uma perfeita reconstrução do tecido, beneficiando e
acelerando a cicatrização, e ainda impedindo a inflamação da bainha
fibrosa Em lesões crônicas, o laser evita a formação de cicatrizes.
(COLLS, 1984).
2.8.4 Efeito cicatrizante.
Os resultados da radiação laser a propósito das alterações
funcionais integradas às lesões específicas regeneram o tecido
estimulando a camada condrogênica. PIMENTA e colaboradores (1986)
afirmam que é sabido que, a energia emitida pelos raios laser de baixa
potência, produzem diversos efeitos terapêuticos à saúde. São
indicações do laser: nos traumatismos musculares, tendinoso,
reumatismo articular, bursite, tendinite, artrose, lombalgia e nos
41
interessa sobremaneira a indicação terapêutica nas lesões de
superfícies articulares.
Sob os efeitos da radiação, o processo de cicatrização torna-se
mais acelerado e esteticamente superior, ocorrendo formação de novos
vasos. Como principais efeitos do laser de baixa intensidade têm-se o
aumento da formação de células nos tecidos irradiados devido à
alteração no tempo de mitose (células mesenquimais). O estímulo da
microcirculação proporcionada pelo laser nos tecidos aumenta o aporte
sangüíneo de elementos nutricionais, contribuindo para o aumento da
velocidade mitótica, pois a multiplicação celular fica extremamente
facilitada.
2.9 FORMAS DE APLICAÇÃO DO LASER
O laser pode ser aplicado de duas maneiras: terapia zonal e
pontual.
A terapia zonal é feita quando se deseja um incremento dos
efeitos derivados dos pequenos depósitos efetuados previamente com
as aplicações pontuais.
Na terapia pontual utiliza-se o aparelho em contato com a pele do
paciente, concentrando-se a potência em um determinado ponto na
superfície.
De modo geral, todo tratamento deverá iniciar-se com aplicação
pontual, a começar pelos pontos mais graves aos menos graves,
(VEÇOSO, 1993).
42
2.9.1 Indicações no tratamento com laser
A laserterapia pode ser aproveitada em todos os casos que se
queira um tratamento ativo de uma região superficial de tecido, isto é,
aconselhado para tratamento anti-álgicos, antiinflamatórios, anti-
edematosos, bem como estímulo da microcirculação, da troficidade
local, enfim, em todas as áreas que se deseja uma regeneração
tecidual (VEÇOSO, 1993).
2.9.2 Contra-indicações no tratamento com laser
a) Contra-indicações absolutas
Deve-se evitar a irradiação em pacientes neoplásicos, e na retina.
Nos procedimentos bacterianos agudos só se deve irradiar a área
em que se tem cobertura prévia de antibióticos pelo risco que se tem
de gerar uma aceleração e expansão do problema.
A radiação laser ao transpassar o humor aquoso do olho,
deposita-se na retina, causando-lhe uma ação degenerativa,
acarretando uma cegueira irreversível. Para irradiação transpassar o
humor aquoso do olho depositando-se na retina que causará uma ação
degenerativa, sendo causa de uma cegueira irreversível. Para este
órgão deve-se dar especial atenção, cuidando-se para que, no lugar de
origem se realiza o tratamento não se tenham espelhos ou outros
43
objetos de brilho metálico que possam refletir involuntariamente a
irradiação.
b) Contra-indicações relativas
Ficam agrupadas em um grupo onde ainda há dúvidas sobre sua
aplicação ou não. São elas:
Pacientes com tratamentos de esteróides, não deverão ser
irradiados.
Irradiação da mama, na mastopatia fibrocística concebe um
perigo frente à probabilidade de malignização.
Disfunções tireoidianas, agitações cardíacas e existência de
marca passos. Este último se tem defendido, pois o laser não é
ionizante.
É desaconselhável irradiar pacientes que estejam em tratamento
com fármacos fotos-sensibilizantes. (VEÇOSO, 1993).
44
3. OBJETIVO
Verificar, através de técnicas histológicas e histómetricas, os
efeitos do laser terapêutico Arsenieto de Gálio (GaAs) na regeneração
da cartilagem articular do joelho, do tecido fibroso e trabéculas ósseas
em diferentes períodos após lesão cirúrgica, utilizando modelo animal.
45
4 MATERIAIS E MÉTODOS
As cirurgias foram realizadas no biotério do Centro Universitário
Católico Salesiano Auxilium de Lins, SP (Unisalesiano), da Missão
Salesiana de Mato Grosso, MS. A obtenção dos cortes histológicos foi
realizada no Laboratório de Histologia e a histometria foi realizada na
Unidade de Morfometria e Morfologia do Programa de Pós-graduação
da Universidade do Sagrado Coração de Bauru – SP (USC).
4.1 Animal e grupos experimentais
Foram utilizados no estudo experimental 42 ratos machos da
linhagem Albinus wistar, com média de idade de três meses, pesando
entre 200 e 250g, fornecidos pelo biotério do Unisalesiano.
Os animais foram divididos em três grupos aleatórios,
constituídos de 14 ratos cada e, posteriormente, subdivididos em 2
subgrupos de 7 animais, denominados Grupo Estimulado (GE) e Grupo
Controle (GC). Todos os animais foram submetidos à lesão cirúrgica na
cartilagem articular do joelho direito por meio de uma broca
odontológica (Trefine) de 2 mm de diâmetro acoplada a um motor de
baixa rotação (Modelo Multimicro NSR - r.p.m. máxima de 20.000). A
figura 6 mostra o esquema com o local da lesão. Durante a confecção
da lesão cirúrgica, o local foi irrigado com soro fisiológico. Após 24
horas da cirurgia, 7 animais de cada período (14, 28 e 56 dias),
pertencentes ao grupo estimulado (GE), foram submetidos a
46
laserterapia através do laser GaAs de baixa intensidade, modelo LIV
877, da KLD Biossistemas Equipamentos Eletrônicos Ltda.
Os animais foram alimentados com ração-padrão (ração Purina) e
água. Nas primeiras 48 horas da cirurgia, foi adicionado analgésico à
água (dipirona sódica - Novalgina).
Decorridos os respectivos períodos de preservação (14, 28 e 56
dias) todos os animais referentes ao GE e GC foram eutanasiados com
dose letal do mesmo anestésico utilizado na cirurgia.
4.2 Procedimento cirúrgico e lesão
Para a realização da cirurgia, os animais foram submetidos a um
jejum de 12 horas e, em seguida, anestesiados com uma mistura de
Ketamina a 5% e Xilazina a 2%, na proporção de 1:4, aplicando-se
doses de 0,15ml/100g de peso corporal, por via intramuscular.
Anestesiados, os ratos foram tricotomizados na face lateral da perna
direita de maneira a permitir a visualização do campo cirúrgico. (figura
7) Em seguida, o referido campo foi preparado com anti-sepsia
utilizando-se uma solução alcoólica de iodo a 20% (álcool iodado).
Em seguida foi feita uma incisão lateral longitudinal de
aproximadamente 3cm na cápsula articular do joelho direito (figura 8).
Os tecidos adjacentes foram afastados (figura 9), permitindo a
visualização dos côndilos, do fêmur e tíbia, lateralmente à articulação
do joelho onde procedeu-se a lesão cirúrgica (figura 10).
47
.
Feita a lesão, a área foi lavada com solução fisiológica e, em
seguida, procedeu-se o reposicionamento dos tecidos adjacentes e os
procedimentos de sutura com fio de sutura de algodão 3.0 com agulha.
(figura11).
Figura 6: Representação esquemática do local onde foi realizada a lesão cirúrgica (seta)
Figura 7: Procedimento de tricotomia e assepsia.
48
Figura 8: Incisão lateral longitudinal.
Figura 9: Afastamento dos tecidos adjacentes.
49
Figura 10: Procedimento cirúrgico da lesão na articulação do joelho.
Figura 11: Procedimento de sutura.
50
4.3 Tratamento com Laser Arsenieto de Gálio (GaAs)
Após 24 horas da cirurgia, foi feita a aplicação do laser GaAs de
baixa intensidade, no grupo estimulado(GE) (figura 13). A aplicação
diária com dose de 3J/cm
2
, foi feita mediante três pontos com duração
de 30s. Foi utilizado o método pontual, com a caneta do aparelho em
contato direto a pele do animal, em período de dez dias consecutivos.
O aparelho utilizado foi o laser GaAs, de comprimento de onda 904nm,
modelo LIV 877 de fabricação da KLD Biossistemas Equipamentos
Eletrônicos Ltda, ilustrado na figura 12.
Figura 12: Foto aparelho Laser (GaAs) da KLD Biossistemas Equipamentos Eletrônicos Ltda.
51
4.4 Eutanásia e procedimento histológico
A eutanásia dos animais foi realizada por meio de uma dose letal
do mesmo anestésico utilizado na cirurgia. Em seguida, foram
coletadas as peças anatômicas do joelho lesado. As mesmas foram
fixadas em solução de Bouin por 48 horas e conservadas em
refrigeração a 4ºC. Posteriormente, foram colocadas no agente
descalcificante EDTA que foi trocado, a cada 5 dias por um período de
40 dias. Para cada peça foram usados 50ml de EDTA. Após a
descalcificação as peças foram incluídas em parafina histológica.
Foram confeccionados cortes histológicos com 0,6µm de espessura no
Figura 13: Foto da laseterapia pontual 24 horas apos a cirurgia.
52
plano longitudinal que posteriormente foram corados com método
tricrômico de Masson.
As lâminas foram fotografadas no fotomicroscópio Nikon H550L,
(figura14). As imagens digitais captadas foram analisadas pelo
software Image-Pro-Plus, onde se observou a área de 3 regiões do
corte histológico: cartilagem, tecido fibroso e trabéculas ósseas.
Os resultados foram analisados estatisticamente através do
software Origin 7.5, pelo teste ANOVA (Análise de Variância de uma
via), e o teste Tukey foi utilizado para comparação entre a médias. A
diferença entre a média foi considerada significativa quando p<0,05.
53
Figura 14: Microscópio óptico Nikon H550L – Micro Publisher 3.3 RTU Equipamentos Eletrônicos
Ltda (projeto FAPESP 03/09503-3 sob responsabilidade do Prof. Dr. Sérgio A. Catanzaro-Guimarães)
As análises histométricas foram obtidas pelo software Origin 7.5, com a
colaboração da Profa. Dra. Ângela Mitie Otta Kinoshita.
54
5. RESULTADOS
5.1 Análise Histológica
As figuras 15, 16 e 17 mostram fotomicrografias com aumento de
4X, das lâminas histológicas referentes aos períodos de 14, 28 e 56
dias, respectivamente, do GE e GC.
As imagens dos GE e GC referentes ao período de 14 dias
mostram que a área da lesão foi preenchida por tecido fibroso,
trabéculas ósseas e cartilagem sendo que o tecido fibroso apresentou-
se mais desenvolvido no GE. A cartilagem apresentou-se mais
desenvolvida no GC e as trabéculas ósseas, mais desenvolvidas no
GE. No GE observa-se que o aumento de trabéculas ósseas e a
conseqüente degeneração da cartilagem podem estar associados a
neoformação óssea.
As fotomicrografias referentes ao período de 28 dias demonstram
o mesmo processo de preenchimento, porém, não há diferença
significativa entre os grupos em relação a cartilagem. As trabéculas
ósseas apresentam-se mais desenvolvidas no GC e o tecido fibroso no
GE. As lâminas referentes ao GC demonstram o processo de
degeneração da cartilagem e sua substituição por trabéculas ósseas
(ossificação endocondral).
As imagens do grupo de 56 dias evidenciam que o tecido fibroso
encontra-se mais desenvolvido no GE, as trabéculas ósseas no GC e a
cartilagem não apresentou diferença significativa neste período.
55
(A) (B)
Figura 15: (A) GC e (B) GE. A seta larga indica o tecido fibroso; seta média, a cartilagem e a seta
fina, trabéculas ósseas. Período de 14 dias. (Fotomicrografia, 4X – coloração por tricrômico de
Masson).
(A) (B)
Figura16: (A) G C e (B) GE. A seta larga indica o tecido fibroso; seta média, a cartilagem e a seta
fina, trabéculas ósseas. Período de 28 dias. (Fotomicrografia, 4X – coloração por tricrômico de
Masson).
56
(A) (B)
Figura 17: (A) GC e (B) GE. A seta larga indica o tecido fibroso; seta média, a cartilagem e a seta
fina, trabéculas ósseas. Período de 56 dias. (Fotomicrografia, 4X – coloração por tricrômico de
Masson).
57
5.2 Análise Histométrica:
Foram escolhidas as 4 lâminas mais representativas do GE e GC,
de cada período de estudo, para serem submetidas à análise
Histométrica. Nesta análise foram medidas e comparadas a evolução
de tecido fibroso, trabéculas ósseas e cartilagem. As tabelas de 1 a 6
relacionam os resultados desta análise, de acordo com os grupos e
respectivos períodos.
Tabela 1: Resultados da Análise histométrica do GC - 14 dias
Animal Cartilagem (%) Trabéculas Ósseas (%) Tecido Fibroso (%)
1 26.9 12.3 60.8
2 24.5 12.1 63.4
3 23.8 11.4 64.8
4 24.2 13 62.8
Média 24.85 12.20 62.95
Desvio Padrão 1.40 0.66 1.66
Tabela 2: Resultados da Análise histométrica do GC - 28 dias.
Animal Cartilagem (%)
Trabéculas Ósseas (%) Tecido Fibroso (%)
1 11.9 24.9 63.2
2 10.8 25.1 64.1
3 13.9 22.3 63.8
4 12.2 23.9 63.9
Média 12.20 24.05 63.75
Desvio Padrão 1.28 1.28 0.39
58
Tabela 3: Resultados da Análise Histométrica do GC - 56 dias.
Animal Cartilagem Trabéculas Ósseas Tecido Fibroso
1 10.6 27.3 62.1
2 9.7 26.9 63.8
3 10.8 26.1 63.1
4 9.8 26.8 63.4
Média 10.23 26.78 63.10
Desvio Padrão 0.56 0.50 0.73
Tabela 4: Resultados da Análise Histométrica do GE- 14 dias.
Animal Cartilagem Trabéculas Ósseas Tecido Fibroso
1 17.3 17.9 64.8
2 16.7 17.2 66.1
3 15.9 18.5 65.6
4 15.9 19.8 64.3
Média 16.45 18.35 65.20
Desvio Padrão 0.68 1.10 0.80
59
Tabela 5: Resultados da Análise Histométrica do GE - 28 dias.
Animal Cartilagem Trabéculas Ósseas Tecido Fibroso
1 14.8 20.4 64.8
2 13.3 20.9 65.8
3 13.1 20.7 66.2
4 13.9 21.5 64.6
Média 13.78 20.88 65.35
Desvio Padrão 0.76 0.46 0.77
Tabela 6: Resultados da Análise Histométrica do GE - 56 dias.
Animal Cartilagem Trabéculas Ósseas Tecido Fibroso
1 13.2 21.9 64.9
2 10.6 22.3 67.1
3 9.4 23.7 66.9
4 11.5 22.7 65.8
Média 11.18 22.65 66.18
Desvio Padrão 1.60 0.77 1.02
A tabela 7 sumariza os valores médios e os desvios padrão
obtidos da análise Histométrica, de acordo com os períodos, relativos
ao GE e GC.
60
Tabela 7: Valores Médios e Desvios Padrão da fração percentual das
áreas de Cartilagem, Trabéculas Ósseas e Tecido Fibroso, obtidos por
Histometria.
Cartilagem Trabéculas Ósseas Tecido Fibroso
Período
(dias)
Estimulado Controle Estimulado Controle Estimulado Controle
14
28
56
16.5 ± 0.7*
13.8 ± 0.8**
11.2 ± 1.6**
24.9 ± 1.4*
12.2 ± 1.3**
10.2 ± 0.6**
18.4 ± 1.1*
20.9 ± 0.5*
22.7 ± 0.8*
12.2 ± 0.7*
24.1 ± 1.3*
26.8 ± 0.5*
65.2 ± 0.8**
65.4 ± 0.8*
66.2 ± 1.0*
62.9 ± 1.7**
63.8 ±0.4*
63.1 ± 0.7*
* Médias significativamente diferentes (p<0,05) -Teste Tukey; ** p>0,05
As figuras 18 e 19 ilustram os dados histométricos do GE e GC
mostram uma análise comparativa da “evolução” dos tecidos, relatados
na tabela 7.
Figura 18: Dados histométricos de cartilagem, trabéculas ósseas e tecido fibroso em função dos
períodos de estudo referentes ao Grupo Estimulado
14 dias 28 dias 56 dias
0
10
20
30
40
50
60
70
Fração (%)
Periodo (dias)
Cartilagem
Trabéculas Ósseas
Tecido Fibroso
61
Figura 19: Dados histométricos de cartilagem, trabéculas ósseas e tecido fibroso em função dos
períodos de estudo referentes ao Grupo Controle
14 dias 28 dias 56 dias
10
20
30
40
50
60
70
Fração (%)
Período (dias)
Experimental
Cartilagem
Trabéculas Ósseas
Tecido Fibroso
Controle
Cartilagem
Tabéculas Ósseas
Tecido Fibroso
Figura 20: Evolução comparativa da fração dos tecidos em estudo, do GE e GC. Dados da tabela 7.
A tabela 8 sumariza o resultado da análise estatística
ANOVA, utilizando o teste Tukey para comparação entre as médias. A
diferença entre as médias foi considerada significativa quando p<0,05.
14 dias 28 dias 56 dias
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
Fração (%)
Período
Cartilagem
Trabéculas Ósseas
Tecido Fibroso
62
Tabela 8: Resumo dos resultados da análise estatística entre os
grupos GE e GC.
Perí o d o Cartil a gem Trabé c ulas Ós s e as Tecid o Fibros o
14 Sig ni f i c ativo Sig ni f i c ativo Não s i gnific at i v o
28 Não S i gnificat i v o Sig ni f i c ativo Si g n i ficativ o
56 Não S i gnificat i v o Sig ni f i c ativo Si g n i ficativ o
63
6 DISCUSSÃO
Muitos estudos já foram realizados para esclarecer os efeitos do
laser de baixa intensidade na regeneração da cartilagem articular
relatando a dificuldade apresentada pela cartilagem em seu processo
regenerativo (LIRANI, 2004; AMARAL e colaboradores, 2002).
Segundo CATANZARO GUIMARÃES (1982), os organismos vivos
superiores têm capacidade regenerativa. Essa capacidade pode se
manifestar de duas formas: cicatrização com formação de uma cicatriz
fibrótica ou pela regeneração com a recuperação da função e atividade
do tecido. Este estudo apresentou resultados semelhantes que
confirmam o descrito por este autor em relação à cicatrização fibrótica,
uma vez que, nas lâminas analisadas, encontra-se tecido fibroso de
origem do pericôndrio.
Os resultados observados neste trabalho estão de acordo com
dados da literatura. BOROVOY, e colaboradores, 1988; TAVARES, e
colaboradores, 2002, afirmam que a irradiação diária pelo laser
Arsenieto de Gálio (GaAs), diretamente na lesão da cartilagem, durante
um período de 10 dias estimula a regeneração tecidual. Este presente
estudo foi realizado de modo semelhante ao descrito, usando
comprimento de onda de 904nm, e uma dose de 3J/cm
2
, pontual (3
pontos de 30 segundos) com a duração de 90 segundos e observou-se
que houve uma formação maior de tecido fibroso.
CALATRAVA e colaboradores, 1997, realizaram um estudo
comparativo com laser de baixa energia em lesões na cartilagem de
64
joelho de coelho. Foi feita a comparação entre dois grupos, um grupo
tratado com laser He-Ne (vermelho) com comprimento de onda de
632,8 nm e outro com GaAs (infravermelho) com comprimento de onda
904nm, com 13 aplicações de irradiação laser durante 2 semanas. No
grupo com tratamento a laser GaAs, a cartilagem articular apresentou
características de cartilagem hialina com alguns componentes fibrosos
e aumento do número de condrócitos enquanto com laser He-Ne
(vermelho), a cartilagem apresentou áreas de tecido de granulação e
fibrocartilagem. O grupo controle apresentou somente tecido de
granulação. Em ambos os grupos irradiados, houve um aumento
significativo da quantidade de ácidos mucopolissacarídeos na
cartilagem. Em outros estudos experimentais foram observados
resultados similares, quanto o aumento do número de condrócitos na
cartilagem após o tratamento com laser de baixa energia. Os lasers
utilizados foram o Nd-Yag e He-Ne (LABAJOS e colaboradores, 1990;
SCHULTZ e colaboradores 1985). Nosso trabalho também apresentou
aumento do número de condrócitos na cartilagem articular lesada,
porém moderadamente, indicando que a cartilagem tem dificuldade em
seu processo regenerativo.
Para estudo da bioestimulação produzida pelo laser, TORRICELI
e colaboradores, 2001, realizaram um experimento in vitro com culturas
de condrócitos tratadas com irradiação de laser de baixa intensidade
no infravermelho com laser GaAlAs. Verificaram que houve aumento
significativo no número de células, tanto em culturas de condrócitos
obtidos de coelho quanto em culturas de condrócitos humanos,
65
confirmando o efeito da bioestimulação ativa. O mesmo efeito foi
observado no presente estudo, porém o mesmo foi realizado em animal.
Interferências próprias do organismo vivo podem ter sido aqui um fator
diferencial da experimentação in vitro. Neste presente trabalho foi
utilizado laser de baixa intensidade GaAs, o resultado foi similar na
cartilagem articular apresentando características de cartilagem hialina
com alguns componentes fibrosos e aumento do número de condrócitos
depois substituída pelo tecido ósseo neo-formado.
HALL e colaboradores, 1994, mostraram que houve uma evidência
na estimulação celular, promovida pelo laser, principalmente com
relação ao aumento do tecido fibroso, cartilagem hialina e tecido ósseo
neoformado. Nesse experimento, observou-se que ocorreu o mesmo no
que se refere aos tecidos acima citados.
Através da análise comparativa entre os resultados do GE e do
GC, ficou evidente uma aceleração na velocidade do processo de
regeneração nos GE, principalmente no que diz respeito à degeneração
do tecido cartilaginoso e sua substituição pelo osso neoformado. Esta
observação foi mais significativa nos GE de 28 e 56 dias, em que foi
verificada uma maior quantidade de osso neoformado e tecido fibroso.
Quanto ao tecido fibroso, observa-se que sua formação inicial foi
muito rápida no período experimental de 14 dias (média de 65,2% no
GE, e 62,9% no GC; diferença de 2,3%). Os períodos subseqüentes, de
28 e 56 dias, apresentaram comportamento semelhante. No período de
28 dias, a média de crescimento foi de 65,4% no GE e 63,8% no GC, a
diferença entre os grupos foi de 1,6%. No período de 56 dias, a média
66
de crescimento foi de 66,2% no GE e 63,1% no GC, a diferença entre
os grupos foi de 3,1%. A proporção deste tecido durante os períodos de
observação permaneceu praticamente inalterada, tanto no GE quanto
no GC, como se pode observar na figura 20. Este fato pode ser
explicado pela rápida resposta à regeneração tanto nos animais do GE,
como no GC (média de 63,26%), ocupando amplamente a área da
lesão.
DALPINO, 2006, afirma que a cartilagem articular é quase sempre
substituída por tecido fibroso ou fibrocartilagem menos diferenciada.
Os tecidos conjuntivos altamente diferenciados como cartilagem,
ligamentos e tendões nunca apresentam um nível original de
organização após uma cicatrização, comprometendo sua funcionalidade
original. Verificou-se, neste estudo, que a presença de tecido fibroso
pode levar a uma situação semelhante a esta afirmação, sendo
possível à ocorrência de uma artrose pós-cicatricial.
67
7. CONCLUSÃO
Os resultados obtidos no presente estudo sugerem que não houve
regeneração total da cartilagem articular, e sim preenchimento por
tecido fibroso de natureza cicatricial na região lesada nos GC e GE.
Observa-se que a cartilagem hialina nos GC e GE, região da lesão,
sofreu ossificação endocondral, originando trabéculas ósseas.
68
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76
ANEXO
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