Actividad antibacteriana de diferentes tratamientos con láser contra E. faecalis
La efectividad antibacteriana de los tres sistemas de láser contra E. faecalis se evaluó mediante la determinación de los recuentos de UFC después de tres tratamientos consecutivos. Los resultados se muestran en la Figura 1 y en la Figura adicional 1. El grupo control negativo con solución salina estéril mostró un crecimiento bacteriano considerable, con un valor promedio de intensidad de colonias de 396618.7 ± 67787.5. El grupo control positivo con NaOCl al 5,25 % alcanzó una tasa media de inhibición general del 47,2 % ± 3,0 %, con valores individuales de inhibición del 46,8 %, 43,1 % y 51,7 %.

Figura 1: Eficacia antibacteriana de tratamientos con láser frente a Enterococcus faecalis. Tasas de inhibición bacteriana tras tres días consecutivos de tratamiento con sistemas láser de diodo de 808 nm, tulio de 1940 nm y erbio de 2940 nm, utilizando diferentes parámetros de irradiación. El hipoclorito de sodio (NaOCl) al 5,25 % se utilizó como control positivo, y la solución salina estéril como control negativo con 0 % de inhibición. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (DE) a partir de n = 3 muestras independientes por grupo de tratamiento. Las barras de error representan la DE. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 y *** indica P < 0,001. Haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Todos los grupos tratados con láser mostraron tasas de inhibición más altas que el grupo control positivo con NaOCl al 5,25 %. Se observó una mayor actividad antibacteriana con el aumento de la potencia del láser o de la energía del pulso y con tiempos de irradiación más largos. Por ejemplo, en el grupo con láser de diodo de 808 nm, la tasa media de inhibición aumentó de 53,1 % ± 6,5 % a 1,0 W durante 10 s a 80,2 % ± 2,6 % a 2,0 W durante 30 s. Se observó una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos tratados con 1,0 W durante 30 s y 2,0 W durante 30 s (P < 0,01).
El láser de tulio de 1940 nm demostró una mayor actividad antibacteriana que el láser de diodo en la mayoría de las condiciones evaluadas. A 1,5 W durante 10 s, la tasa media de inhibición fue del 78,8% ± 1,9%. A 2,5 W durante 30 s, la tasa de inhibición aumentó al 91,6% ± 0,4%. La tasa de inhibición más alta dentro del grupo del láser de tulio se observó a 3,5 W durante 30 s, alcanzando el 97,4% ± 0,8%. Este valor fue significativamente mayor que el del grupo control positivo con NaOCl al 5,25% (P < 0,001) y que el del láser de diodo de 808 nm a 2,0 W durante 30 s (P < 0,001).
El láser de erbio de 2940 nm demostró la mayor actividad antibacteriana entre los tres sistemas láser. Con 10 mJ durante 10 s, la tasa media de inhibición alcanzó el 84,3% ± 1,5%. Con 20 mJ durante 30 s, la tasa de inhibición fue del 96,5% ± 2,0%. La tasa de inhibición más alta se observó con 30 mJ durante 30 s, alcanzando el 99,0% ± 0,6%. Este valor fue significativamente mayor que el del grupo control positivo con NaOCl al 5,25% (P < 0,001), el láser de tulio de 1940 nm a 2,5 W durante 30 s (P < 0,01) y todos los grupos tratados con el láser diodo de 808 nm (P < 0,001).
Los resultados demuestran que los tres sistemas láser exhibieron actividad antibacteriana contra E. faecalis, siendo los parámetros de irradiación más altos generalmente asociados con mayores tasas de inhibición. Entre las condiciones evaluadas, el láser de erbio a 2940 nm logró la mayor inhibición antibacteriana, seguido por el láser de tulio a 1940 nm y el láser diodo a 808 nm, lo que respalda la hipótesis del estudio de que la desinfección intracanal asistida con láser puede reducir eficazmente la carga bacteriana bajo las condiciones experimentales evaluadas.
Impacto de los tratamientos con láser en la cinética de crecimiento bacteriano
La reaparición bacteriana después del tratamiento se evaluó midiendo la DO600 durante 24 h. Los resultados se muestran en la Figura 2 y en la Figura suplementaria 2. El grupo control con solución salina estéril presentó un patrón típico de crecimiento bacteriano, compuesto por una fase de latencia de aproximadamente 4 h, seguida de un crecimiento exponencial rápido entre las 4 y las 12 h, y una fase estacionaria con valores máximos de DO600 que oscilaron entre 1,167 y 1,245.

Figura 2: Curvas de crecimiento de Enterococcus faecalis tras el tratamiento con láser. Cinética de crecimiento de Enterococcus faecalis recuperado de conductos radiculares tratados durante 24 h, medida como densidad óptica a 600 nm (OD600). Se muestran curvas de crecimiento representativas para el control de solución salina estéril, el control de hipoclorito de sodio al 5,25% (NaOCl) y los grupos seleccionados de tratamiento con láser diodo de 808 nm, láser de tulio a 1940 nm y láser de erbio a 2940 nm. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (DE) de n = 3 muestras independientes, con cinco pocillos replicados técnicamente por muestra. Las barras de error representan la DE. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 y *** indica P < 0,001. Haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
Los grupos con láser de diodo de 808 nm mostraron supresión dependiente de los parámetros en el crecimiento bacteriano. A 1,0 W durante 10 s, la curva de crecimiento fue similar a la del grupo con NaOCl al 5,25%, con un crecimiento exponencial que comenzó aproximadamente a las 8 h. A 2,0 W durante 30 s, la fase de latencia se extendió hasta aproximadamente 10 h, y el valor de OD600 a las 14 h fue significativamente menor que el del grupo con NaOCl al 5,25% (0,559 ± 0,042 frente a 0,934 ± 0,042, P < 0,001).
Los grupos tratados con el láser de tulio de 1940 nm mostraron una mayor supresión del crecimiento bacteriano que los grupos tratados con el láser de diodo. A 1,5 W durante 10 s, el crecimiento exponencial comenzó aproximadamente a las 10 h. A 2,5 W durante 30 s, la fase de latencia se prolongó hasta aproximadamente 11 h, con valores de DO600 significativamente más bajos que los del control de solución salina estéril y que los del láser de diodo de 808 nm a 2,0 W durante 30 s en el punto temporal correspondiente (P < 0,001 para ambos). A 3,5 W durante 30 s, el crecimiento bacteriano permaneció marcadamente suprimido, con valores de DO600 que se mantuvieron en o por debajo de aproximadamente 0,15 a partir de las 12 h y esencialmente sin cambios a partir de entonces.
Los grupos tratados con el láser de erbio a 2940 nm produjeron la mayor supresión del rebrote bacteriano. Con 10 mJ durante 10 s, no se observó un aumento exponencial del crecimiento bacteriano hasta aproximadamente 10 h después del tratamiento. Aumentar aún más la energía del pulso retrasó el inicio del crecimiento exponencial. Con 30 mJ durante 30 s, el crecimiento exponencial se retrasó hasta aproximadamente 12 h, período durante el cual la DO600 media permaneció por debajo de 0,20. A las 12 h, el valor de DO600 del grupo tratado con el láser de erbio a 2940 nm con 30 mJ durante 30 s fue significativamente menor que el del grupo tratado con el láser diodo a 808 nm con 2,0 W durante 30 s (0,120 ± 0,001 frente a 0,274 ± 0,044, P < 0,001).
En general, los tres sistemas láser retrasaron el crecimiento bacteriano en comparación con los grupos de control, observándose una supresión progresivamente mayor a medida que aumentaron los parámetros de irradiación. Bajo las condiciones ensayadas, el láser de erbio a 2940 nm produjo la mayor inhibición del crecimiento bacteriano, seguido por el láser de tulio a 1940 nm y el láser diodo a 808 nm, lo que respalda la hipótesis del estudio.
Evaluación de la Seguridad Térmica de Diferentes Tratamientos con Láser en la Superficie Radicular Externa
Además de su actividad antibacteriana, se evaluó la seguridad térmica de los tres sistemas de láser midiendo el aumento de la temperatura en la superficie radicular externa (ΔT). Se consideró un incremento de temperatura superior a 10 °C como umbral de posible lesión en el tejido periodontal. Los resultados se muestran en Figura 3.

Figura 3: Cambios de temperatura en la superficie radicular externa durante la irradiación láser. Cambios en la temperatura de la superficie radicular externa (ΔT) tras la irradiación con sistemas láser de diodo de 808 nm, tulio de 1940 nm y erbio de 2940 nm, utilizando diferentes parámetros de irradiación. La línea horizontal punteada indica el umbral de 10 °C comúnmente asociado con posibles lesiones del tejido periodontal. Los datos se presentan como media ± desviación estándar (DE) a partir de n = 3 muestras independientes. Las barras de error representan la DE. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 y *** indica P < 0,001. Haga clic aquí para ver una versión ampliada de esta figura.
El láser de diodo de 808 nm produjo el mayor aumento en la temperatura de la superficie externa de la raíz. A 1,0 W durante 10 s, el aumento medio de temperatura (ΔT) fue de 6,0 °C ± 0,7 °C. Al aumentar el tiempo de irradiación a 30 s manteniendo la misma potencia, el ΔT medio aumentó a 10,4 °C ± 0,9 °C. A 2,0 W durante 30 s, el ΔT medio aumentó aún más hasta 14,8 °C ± 3,8 °C, superando el umbral de seguridad de 10 °C en todas las muestras.
El láser de tulio de 1940 nm produjo aumentos moderados de temperatura. A 1,5 W durante 10 s, el ΔT medio fue de 2,5°C ± 0,7°C. Al aumentar la potencia a 2,5 W y el tiempo de irradiación a 30 s, el ΔT medio aumentó a 8,8°C ± 0,9°C, con una muestra que alcanzó los 10,2°C. A 3,5 W durante 30 s, el ΔT medio aumentó a 12,7°C ± 1,9°C, y todas las muestras superaron el umbral de seguridad de 10°C. El aumento de temperatura a 3,5 W durante 30 s fue significativamente mayor que a 2,5 W durante 30 s (P < 0,01).
El láser de erbio de 2940 nm produjo el menor aumento de temperatura en la superficie externa de la raíz en todos los parámetros evaluados. Con 10 mJ durante 10 s, el ΔT medio fue de 0,8 °C ± 0,1 °C. En la configuración máxima evaluada de 30 mJ durante 30 s, el ΔT medio fue de 3,6 °C ± 1,0 °C, con temperaturas medidas entre 2,1 °C y 5,0 °C. Todos los aumentos de temperatura registrados permanecieron por debajo del umbral de seguridad de 10 °C. El aumento de temperatura observado con el láser de tulio de 1940 nm a 3,5 W durante 30 s fue significativamente mayor que el observado con el láser de erbio de 2940 nm a 30 mJ durante 30 s (P < 0,01).
En general, el láser de erbio de 2940 nm demostró los aumentos más bajos de temperatura en la superficie radicular externa bajo todas las condiciones evaluadas, mientras que el láser diodo de 808 nm y los ajustes de mayor potencia del láser de tulio de 1940 nm produjeron mayores elevaciones de temperatura, con algunas condiciones que superaron el umbral de seguridad predefinido.
Disponibilidad de datos:
Todos los datos brutos que respaldan los hallazgos de este estudio se proporcionan como archivos complementarios. Las imágenes representativas de unidades formadoras de colonias (UFC) y las curvas completas de crecimiento bacteriano están disponibles en las Figuras Suplementarias 1 y 2, respectivamente. Las mediciones individuales de temperatura en la superficie radicular externa por espécimen se proporcionan en la Tabla Suplementaria 1, y los datos brutos de actividad antibacteriana, incluidos los valores grises del área de las colonias y las tasas de inhibición calculadas para todos los grupos de tratamiento, se proporcionan en la Tabla Suplementaria 2. Estos archivos complementarios contienen los datos primarios que sustentan los resultados presentados en el manuscrito principal.
Archivos suplementarios
Figura suplementaria 1. Placas representativas de unidades formadoras de colonias (UFC) tras el tratamiento con láser de Enterococcus faecalis. Placas de agar de infusión cerebral y corazón (BHI) representativas que muestran las unidades formadoras de colonias (UFC) recuperadas de muestras de conducto radicular después de tres tratamientos consecutivos. Las muestras se diluyeron en serie (10−3) antes de la siembra y se incubaron durante 24 h. Se muestran imágenes representativas para los grupos de control negativo con solución salina estéril, control positivo con hipoclorito de sodio al 5,25 % (NaOCl), láser de diodo de 808 nm (2,0 W, 30 s), láser de tulio de 1940 nm (3,5 W, 30 s) y láser de erbio de 2940 nm (30 mJ, 30 s). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura suplementaria 2. Curvas completas de crecimiento durante 24 h de Enterococcus faecalis tras el tratamiento con láser. Cinética de crecimiento de Enterococcus faecalis recuperado de conductos radiculares tratados durante 24 h, medida como densidad óptica a 600 nm (OD600). Las suspensiones bacterianas se ajustaron a 1 × 106 unidades formadoras de colonias (UFC)/mL y se incubaron en caldo de infusión cerebral cardíaca (BHI) a 37°C. Se muestran las curvas de crecimiento para el control negativo de solución salina estéril, el control positivo de hipoclorito de sodio al 5,25% (NaOCl), y todos los grupos experimentales de tratamiento con láser: láser diodo de 808 nm (1,0, 1,5 y 2,0 W durante 10, 20 y 30 s), láser de tulio de 1940 nm (1,5, 2,5 y 3,5 W durante 10, 20 y 30 s), y láser de erbio de 2940 nm (10, 20 y 30 mJ a 15 Hz durante 10, 20 y 30 s). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 1. Mediciones de la temperatura en la superficie externa de la raíz durante la irradiación láser.
Se informan las temperaturas en la superficie externa de la raíz antes y después de la irradiación para cada espécimen tratado con el láser de diodo de 808 nm, el láser de tulio de 1940 nm o el láser de erbio de 2940 nm, bajo las condiciones indicadas de potencia o energía de pulso y tiempo de irradiación. La diferencia de temperatura se calculó como ΔT = temperatura después de la irradiación − temperatura antes de la irradiación. Se evaluaron tres especímenes independientes para cada combinación de parámetros. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Tabla suplementaria 2. Datos brutos del análisis de unidades formadoras de colonias (UFC) para la actividad antibacteriana tras el tratamiento con láser.
Se muestran los valores de escala de grises del área de las colonias y las tasas de inhibición calculadas para cada espécimen tras el tratamiento con el láser de diodo de 808 nm, el de tulio de 1940 nm o el de erbio de 2940 nm, bajo los parámetros de irradiación indicados. La solución salina y el hipoclorito de sodio al 5,25 % (NaOCl) sirvieron como grupos control negativo y positivo, respectivamente. La tasa de inhibición se calculó en relación con el grupo control de solución salina. Se analizaron tres espécimenes independientes para cada condición de tratamiento. Haga clic aquí para descargar este archivo.