Применение низкоуровневых лазеров в качестве источников света возбуждения для фотодинамической терапии в лечении пародонтита

Современный комплексный метод терапии пародонтита – результат многолетних лабораторных и клинических исследований, проводившихся во множестве стран мира, чье применение до недавнего времени было единственным доказанно верным решением со стороны лечащего врача. Но давно замеченная специалистами проблема развивающейся у патогенных микроорганизмов резистентности к применяемым антибиотическим препаратам достигла воистину пугающих масштабов за последние несколько лет, глубоко затронув собой многие области медицины. Особое отражение она нашла в лечении пародонтита, где фактическое выпадение ключевой по своему значению этиотропной терапии значительно снизило эффективность всего комплекса, обострив ранее скомпенсированные недостатки и побочные эффекты. В этой связи пародонтологи вынуждены искать новые методы антимикробной и репаративной терапии. В этих поисках их внимание все чаще обращается к применению световых физиотерапевтических методов лечения, чьи терапевтические эффекты были давно отмечены, но не подвергались в должной мере изучению и клиническому тестированию. Целью данного исследования является рассмотрение эффектов применения низкоуровневых лазеров в качестве источников света возбуждения в фотодинамической терапии (ФДТ) для лечения пациентов с пародонтитом. Основное внимание будет уделяться изучению подтвержденных эффектов светового воздействия низкоуровневых лазеров и продуктов фотохимических реакций на иммунные и соединительнотканные клетки человеческого организма и их значение в разрешении патологических процессов в пародонте. Исследование также направлено на освещение преимуществ сочетанного применения данной методики с конвенциальными методами комплексной терапии пародонтита, рассматривая выявленные современной медициной недостатки последних

1. Ильина С.В. Нерациональное использование антибиотиков в медицине. Педиатрическая фармакология. 2017;14(6);508– 514.

2. Zarco MF, Vess TJ, Ginsburg GS. The oral microbiome in health and disease and the potential impact on personalized dental medicine. Oral diseases. 2012;18(2);109–120. doi: 10.1111/j.1601-0825.2011.01851.x

3. Тамарова Э.Р., Масагутова Н.Р. Молекулярно-генетическая характеристика микрофлоры полости рта при пародонтите. Вестник Челябинского государственного университета. 2013;7(298);70–71.

4. Цепов Л.М., Николаев А.И., Нестерова М.М., Петрова Е.В., Орехова Н.С., Щербакова Т.Е., Левченкова Н.С. Применять ли антибиотики в комплексной терапии хронических воспалительных заболеваний пародонта? (обзор литературы). Вятский медицинский вестник. 2019; 2(62);93–98.

5. Булкина Н.В., Моргунова В.М. Современные аспекты этиологии и патогенеза воспалительных заболеваний пародонта. Особенности клинических проявлений рефрактерного пародонтита. Фундаментальные исследования. 2012;2(2);416– 420

6. Hosaka Y, Saito A, Maeda R, Fukaya C, Morikawa S, Makino A, Ishihara K, Nakagawa T. Antibacterial activity of povidone– iodine against an artificial biofilm of Porphyromonas gingivalis and Fusobacterium nucleatum. Arch Oral Biol. 2012;57(4);364– 368. doi: 10.1016/j.archoralbio.2011.09.005

7. Serino G, Rosling B, Ramberg P, Hellström MK, Socransky SS, Lindhe J. The effect of systemic antibiotics in the treatment of patients with recurrent periodontitis. J Clin Periodontol. 2001;28(5);411–418. doi: 10.1034/j.1600-051x.2001.028005411.x

8. Iwahara K, Kuriyama T, Shimura S, Williams DW, Yanagisawa M, Nakagawa K, Karasawa T. Detection of cfxA and cfxA2, the β-lactamase genes of Prevotella spp., in clinical samples from dentoalveolar infection by real-time PCR. J Clin Microbiol. 2006;44(1);172–176. doi: 10.1128/JCM.44.1.172-176.2006

9. Cobb CM, Sottosanti JS. A re-evaluation of scaling and root planning. J Periodontol. 2021;92(10);1370–1378. doi: 10.1002/JPER.20-0839

10. Giannelli M, Formigli L, Lorenzini L, Bani D. Combined photoablative and photodynamic diode laser therapy as an adjunct to non-surgical periodontal treatment: a randomized split– mouth clinical trial. J Clin Periodontol. 2012;39(10);962–970. doi: 10.1111/j.1600-051X.2012.01925.x

11. Ehmke B, Moter A, Beikler T, Milian E, Flemmig TF. Adjunctive antimicrobial therapy of periodontitis: long–term effects on disease progression and oral colonization. J Periodontol. 2005;76(5);749–759. doi: 10.1902/jop.2005.76.5.749

12. Tribble GD, Lamont RJ. Bacterial invasion of epithelial cells and spreading in periodontal tissue. Periodontology. 2010;52(1);68–83. doi: 10.1111/j.1600-0757.2009.00323.x

13. Якушева Л.В. Гормонозависимые механизмы развития воспалительно-деструктивных процессов в пародонтальных тканях. Acta Medica Eurasica. 2019;(2);29–43. [

14. Hu X, Huang YY, Wang Y, Wang X, Hamblin MR. Antimicrobial photodynamic therapy to control clinically relevant biofilm infections. Front Microbiol. 2018;9;1299. doi: 10.3389/fmicb.2018.01299

15. Kwiatkowski S, Knap B, Przystupski D, Saczko J, Kędzierska E, Knap-Czop K, Kotlińska J, Michel O, Kotowski K, Kulbacka J. Photodynamic therapy – mechanisms, photosensitizers and combinations. Biomed Pharmacother. 2018;106;1098–1107. doi: 10.1016/j.biopha.2018.07.049

16. Shui S, Zhao Z, Wang H, Conrad M, Liu G. Non-enzymatic lipid peroxidation initiated by photodynamic therapy drives a distinct ferroptosis-like cell death pathway. Redox Biol. 2021;45;102056. doi: 10.1016/j.redox.2021.102056

17. Javali MA, AlQahtani NA, Ahmad I, Ahmad I, Niger J. Antimicrobial photodynamic therapy (light source; methylene blue; titanium dioxide): bactericidal effects analysis on oral plaque bacteria: an in vitro study. Clin Pract. 2019;22(12);1654– 1661. doi: 10.4103/njcp.njcp_189_19

18. Park D, Kim M, Choi JW, Baek JH, Lee SH, Baek K. Antimicrobial photodynamic therapy efficacy against specific pathogenic periodontitis bacterial species. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2020;30;101688. doi: 10.1016/j.pdpdt.2020.101688

19. Lu H, Luan X, Wu X, Meng L, Zhang X, Wang Y, Han Y, Wang X, Sun L, Bi L. Antimicrobial photodynamic therapeutic effects of cationic amino acid–porphyrin conjugate 4i on Porphyromonas gingivalis in vitro. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2021;36;102539. doi: 10.1016/j.pdpdt.2021.102539

20. Oruba Z, Gawron K, Bereta GP, Sroka A, Potempa J, Chomyszyn-Gajewska M. Antimicrobial photodynamic therapy effectively reduces Porphyromonas gingivalis infection in gingival fibroblasts and keratinocytes: an in vitro study. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2021;34;102330. doi: 10.1016/j.pdpdt.2021.102330

21. Etemadi A, Eftekhari Bayati S, Pourhajibagher M, Chiniforush N. In vitro effect of antimicrobial photodynamic therapy with phycocyanin on Aggregatibacter actinomycetemcomitans biofilm on SLA titanium discs. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2020;32;102062. doi: 10.1016/j.pdpdt.2020.102062

22. Su CT, Chen CJ, Chen CM, Chen CC, Ma SH, Wu JH. Optical profile: a key determinant of antibacterial efficacy of photodynamic therapy in dentistry. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2021;35;102461. doi: 10.1016/j.pdpdt.2021.102461

23. Mang T, Rogers S, Keinan D, Honma K, Baier R. Antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) induction of biofilm matrix architectural and bioadhesive modifications. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2016;13;22–28. doi: 10.1016/j.pdpdt.2015.11.007

24. Abuderman AWA, Muzaheed. Antibacterial effectiveness of scaling and root planing with and without photodynamic therapy against campylobacter rectus counts in the oral biofilm of patients with periodontitis. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2021;33;102170. doi: 10.1016/j.pdpdt.2020.102170

25. Nie M, Deng DM, Wu Y, de Oliveira KT, Bagnato VS, Crielaard W, Rastelli ANS. Photodynamic inactivation mediated by methylene blue or chlorin e6 against Streptococcus mutans biofilm. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2020;31;101817. doi: 10.1016/j.pdpdt.2020.101817

26. Algorri JF, Ochoa M, Roldán-Varona P, Rodríguez-Cobo L, López-Higuera JM. Light Technology for Efficient and Effective Photodynamic Therapy: A Critical Review. Cancers. 2021;13(14);3484–3549. doi: 10.3390/cancers13143484

27. Yoon I, Li JZ, Shim YK. Advance in Photosensitizers and Light Delivery for Photodynamic Therapy. Clin Endosc. 2013;46(1);7– 23. doi: 10.5946/ce.2013.46.1.7

28. Muzaheed, Acharya S, Hakami AR, Allemailem KS, Alqahtani K, Al Saffan A, Aldakheel FM, Divakar DD. Effectiveness of single versus multiple sessions of photodynamic therapy as adjunct to scaling and root planing on periodontopathogenic bacteria in patients with periodontitis. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2020;32;102035. doi: 10.1016/j.pdpdt.2020

29. Yunna C, Mengru H, Lei W, Weidong C. Macrophage M1/M2 polarization. Eur J Pharmacol. 2020;877;173090. doi: 10.1016/j.ejphar.2020.173090

30. Юсупова Ю.И., Румянцев В.А., Шиманский Ш.Л., Егорова Е.Н., Будашова Е.И. Влияние репрограммирования макрофагов на морфофункциональные изменения тканей пародонта у больных хроническим пародонтитом. Вятский медицинский вестник. 2018;58(2);76–80.

31. Jiang C, Yang W, Wang C, Qin W, Ming J, Zhang M, Qian H, Jiao T. Methylene blue-mediated photodynamic therapy induces macrophage apoptosis via ROS and Reduces bone resorption in periodontitis. Oxid Med Cell Longev. 2019;1529520. doi: 10.1155/2019/1529520

32. Xie F, Yu HS, Wang R, Wang D, Li YM, Wen HY, Du JB, Ba W, Meng XF, Yang J, Lin BW, Li HJ, Li CX, Zhang LG, Fang XD, Zhao H. Photodynamic therapy for genital warts causes activation of local immunity. J Cutan Med Surg. 2019;23(4);370–379. doi: 10.1177/1203475419838548

33. Astuti SD, Utomo IB, Setiawatie EM, Khasanah M, Purnobasuki H, Arifianto D, Alamsyah KA. Combination effect of laser diode for photodynamic therapy with doxycycline on a wistar rat model of periodontitis. BMC Oral Health. 2021;21(1);80. doi: 10.1186/s12903-021-01435-0

34. Seguier S, Souza SL, Sverzut AC, Simioni AR, Primo FL, Bodineau A, Corrêa VM, Coulomb B, Tedesco AC. Impact of photodynamic therapy on inflammatory cells during human chronic periodontitis. J Photochem Photobiol B. 2010;101(3);348– 354. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2010.08.007

35. Naruishi K, Nagata T. Biological effects of interleukin-6 on gingival fibroblasts: cytokine regulation in periodontitis. J Cell Physiol. 2018; 233(9);6393–6400. doi: 10.1002/jcp.26521

36. Asl RM, Ghoraeian P, Monzavi A, Bahador A. Analysis of gene expression of basic fibroblast growth factor (bFGF) following photodynamic therapy in human gingival fibroblasts. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2017;20;144–147. doi: 10.1016/j.pdpdt.2017.09.010

37. Kushibiki T, Tu YP, Abu-Yousif AO, Hasan T. Photodynamic activation as a molecular switch to promote osteoblast cell differentiation via AP-1 activation. Sci Rep. 2015;5;13114. doi: 10.1038/srep13114

38. Su X, Zhuang D, Zhang Y, Lv H, Wang Y, Luan X, Bi L. Influence of photodynamic therapy on the periodontitis-induced bone resorption in rat. Lasers Med Sci. 2021;36(3);675–680. doi: 10.1007/s10103-020-03126-8

39. Theodoro LH, Marcantonio RAC, Wainwright M, Garcia VG. LASER in periodontal treatment: is it an effective treatment or science fiction? Brazilian Oral Research. 2021;35(S2);e099. doi: 10.1590/1807–3107bor-2021.vol35.0099

40. Mokeem S. Efficacy of adjunctive low–level laser therapy in the treatment of aggressive periodontitis: A systematic review. J Investig Clin Dent. 2018;9(4);e12361. doi: 10.1111/jicd.12361

41. Garcia VG, Fernandes LA, de Almeida JM, Bosco AF, Nagata MJ, Martins TM, Okamoto T, Theodoro LH. Comparison between laser therapy and non-surgical therapy for periodontitis in rats treated with dexamethasone. Lasers Med Sci. 2010;25(2);197–206. doi: 10.1007/s10103–009–0678–z

42. Lavi R, Shainberg A, Friedmann H, Shneyvays V, Rickover O, Eichler M, Kaplan D, Lubart R. Low energy visible light induces reactive oxygen species generation and stimulates an increase of intracellular calcium concentration in cardiac cells. J Biol Chem. 2003;278(42);40917–40922. doi: 10.1074/jbc.M303034200

43. Hamblin MR, Demidova TN. Mechanisms of low-level light therapy. Proc. of SPIE. 2006;6140);614001-614012. doi: 10.1117/12.646294

44. Byrnes KR, Wu X, Waynant RW, Ilev IK, Anders JJ. Low power laser irradiation alters gene expression of olfactory ensheathing cells in vitro. Lasers Surg Med. 2005;37(2);161–171. doi: 10.1002/lsm.20202

45. Zhang Y, Song S, Fong CC, Tsang CH, Yang Z, Yang M. cDNA Microarray Analysis of Gene Expression Profiles in Human Fibroblast Cells Irradiated with Red Light. Journal of Investigative Dermatology. 2003;120(5);849–857. doi: 10.1046/j.1523–1747.2003.12133.x

46. Safavi SM, Kazemi B, Esmaeili M, Fallah A, Modarresi A, Mir M. Effects of low-level He-Ne laser irradiation on the gene expression of IL-1β, TNF-α, IFN-γ, TGF-β, bFGF, and PDGF in rat's gingiva. Lasers Med Sci. 2008;23(3);331–335. doi: 10.1007/s10103-007-0491-5

47. Kharkar VV, Kolte AP, Kolte RA, Bawankar PV, Lathiya VN, Bodhare GH. Influence of adjunctive photodynamic therapy on Interleukin-6, Interleukin-8, and Interleukin-10 gingival Crevicular fluid levels in chronic periodontitis – a randomized controlled trial. Contemp Clin Dent. 2021;12(3);235–240. doi: 10.4103/ccd.ccd_510_20

48. Garg AD, Nowis D, Golab J, Agostinis P. Photodynamic therapy: illuminating the road from cell death towards anti-tumour immunity. Apoptosis. 2010;15(9);1050–1071. doi: 10.1007/s10495-010-0479-7

49. Soundarajan S, Rajasekar A. Comparative evaluation of combined efficacy of methylene blue mediated antimicrobial photodynamic therapy (a-PDT) using 660 nm diode laser versus erbium-chromium-yttrium-scandium-gallium-garnet (Er, Cr: YSGG) laser as an adjunct to scaling and root planing on clinical parameters in supportive periodontal therapy: a randomized split–mouth trial. Photodiagnosis Photodyn Ther. 2022;39;102971. doi: 10.1016/j.pdpdt.2022.102971

50. Кузин А.А., Емельянов В.Н., Губанов А.П. Использование медико-экономического подхода в оценке социально–эпидемиологической значимости болезней органов дыхания. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2019;18(1);74–76. EDN: ADZZUS.