Avaliação dos efeitos físico-químicos e de viabilidade celular de fibroblastos em superfícies de titânio irradiadas com laser de diodo azul (445 nm)

A descontaminação de superfícies de implantes é um dos principais desafios no tratamento da peri-implantite. O laser de diodo azul (445 nm) tem sido proposto como alternativa terapêutica, porém seus efeitos sobre as propriedades físico-químicas do titânio e sobre a resposta celular ainda são pouco compreendidos. O objetivo do presente estudo foi avaliar, em modelo experimental in vitro, os efeitos da irradiação com laser de diodo azul (445 nm), em diferentes potências, sobre as propriedades físico-químicas das superfícies de titânio e sobre a viabilidade celular de fibroblastos gengivais humanos (FGH). Ao todo 48 mini implantes e 3 discos de titânio comercialmente puro foram distribuídos em três grupos: controle não irradiado (C), laser azul 1 W (A1 W) e laser azul 1,5 W (A1,5 W). As superfícies foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia por dispersão de energia (EDS), difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX). A morfologia e viabilidade celular foram avaliadas por microscopia confocal de varredura a laser e o ensaio de Alamar Blue®. Os dados foram analisados estatisticamente com nível de significância de 5%. A análise por MEV não evidenciou alterações morfológicas nas superfícies irradiadas. EDS e FRX demonstraram composição química semelhante entre os grupos, com predominância de titânio (> 98%) e ausência de diferenças estatisticamente significativas. Os difratogramas de DRX indicaram preservação da fase cristalina α-Ti em todos os grupos. A microscopia confocal revelou fibroblastos com morfologia típica e distribuição homogênea sobre as superfícies tratadas. O ensaio de Alamar Blue® não mostrou diferenças estatisticamente significativas na viabilidade celular entre os grupos (p = 0,359). A irradiação com laser de diodo azul (445 nm), nas potências de 1 W e 1,5 W, não promoveu alterações morfológicas, químicas ou cristalográficas detectáveis nas superfícies de titânio, nem comprometeu a viabilidade de fibroblastos gengivais humanos, indicando perfil de segurança para aplicação sobre superfícies de titânio em condições experimentais in vitro. Embora os resultados indiquem segurança físico-química e biológica do laser de diodo azul nos parâmetros avaliados, estudos adicionais são necessários para elucidar seus efeitos térmicos e antimicrobianos, bem como para validar sua eficácia e segurança em ensaios clínicos controlados.

Abstract (english)

Implant surface decontamination is one of the main challenges in the treatment of peri- implantitis. The blue diode laser (445 nm) has been proposed as a therapeutic alternative; however, its effects on the physicochemical properties of titanium and on cellular response are still poorly understood. The aim of the present study was to evaluate, in an in vitro experimental model, the effects of irradiation with a blue diode laser (445 nm), at different power settings, on the physicochemical properties of titanium surfaces and on the cell viability of human gingival fibroblasts (HGF). A total of 48 commercially pure titanium mini- implants and 3 titanium discs were distributed into three groups: non-irradiated control (C), blue laser 1 W (A1W), and blue laser 1.5 W (A1.5 W). The surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD), and X-ray fluorescence (XRF). Cell morphology and viability were assessed by laser scanning confocal microscopy and the Alamar Blue® assay. Data were statistically analyzed at a significance level of 5%. SEM analysis did not reveal morphological alterations on the irradiated surfaces. EDS and XRF showed similar chemical composition among groups, with predominance of titanium (> 98%) and no statistically significant differences. XRD diffractograms indicated preservation of the α-Ti crystalline phase in all groups. Confocal microscopy revealed fibroblasts with typical morphology and homogeneous distribution on the treated surfaces. The Alamar Blue® assay showed no statistically significant differences in cell viability among groups (p = 0.359). Irradiation with the blue diode laser (445 nm), at powers of 1 W and 1.5 W, did not promote detectable morphological, chemical, or crystallographic alterations on titanium surfaces, nor did it compromise the viability of human gingival fibroblasts, indicating a safety profile for application on titanium surfaces under in vitro experimental conditions. Although the results indicate physicochemical and biological safety of the blue diode laser at the evaluated parameters, further studies are necessary to elucidate its thermal and antimicrobial effects, as well as to validate its efficacy and safety in controlled clinical trials.

Keywords

Peri-implantite , Implantes dentários , Lasers semicondutores , Titânio , Titanium

Language

Portuguese

Citation

Sampaio VHG. Avaliação in vitro dos efeitos físico-químicos e de viabilidade celular de fibroblastos em superfícies de titânio irradiadas com laser de diodo azul (445 nm) [dissertação]. Araçatuba: Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Odontologia; 2026.