Atividade antibacteriana de diferentes tratamentos a laser contra E. faecalis
A eficácia antibacteriana dos três sistemas a laser contra E. faecalis foi avaliada por meio da contagem de UFC após três tratamentos consecutivos. Os resultados são apresentados na Figura 1 e na Figura Suplementar 1. O grupo controle negativo com solução salina estéril demonstrou crescimento bacteriano acentuado, com uma média de valor cinza da contagem de colônias de 396618,7 ± 67787,5. O grupo controle positivo com NaOCl a 5,25% alcançou uma taxa média geral de inibição de 47,2% ± 3,0%, com valores individuais de inibição de 46,8%, 43,1% e 51,7%.

Figura 1: Eficácia antibacteriana de tratamentos a laser contra Enterococcus faecalis. Taxas de inibição bacteriana após três dias consecutivos de tratamento com sistemas a laser de diodo 808 nm, túlio 1940 nm e érbio 2940 nm, utilizando diferentes parâmetros de irradiação. O hipoclorito de sódio (NaOCl), 5,25%, foi utilizado como controle positivo, e a solução salina estéril como controle negativo, com 0% de inibição. Os dados são apresentados como média ± desvio padrão (DP) de n = 3 amostras independentes por grupo de tratamento. As barras de erro representam o DP. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Clique aqui para visualizar uma versão ampliada desta figura.
Todos os grupos tratados com laser demonstraram taxas de inibição mais altas do que o grupo controle positivo de NaOCl a 5,25%. Observou-se atividade antibacteriana aumentada com o aumento da potência do laser ou da energia do pulso e com tempos de irradiação mais longos. Por exemplo, no grupo do laser de diodo de 808 nm, a taxa média de inibição aumentou de 53,1% ± 6,5% a 1,0 W por 10 s para 80,2% ± 2,6% a 2,0 W por 30 s. Uma diferença estatisticamente significativa foi observada entre os grupos tratados com 1,0 W por 30 s e 2,0 W por 30 s (P < 0,01).
O laser de túlio de 1940 nm demonstrou maior atividade antibacteriana do que o laser de diodo na maioria das condições testadas. A 1,5 W durante 10 s, a taxa média de inibição foi de 78,8% ± 1,9%. A 2,5 W durante 30 s, a taxa de inibição aumentou para 91,6% ± 0,4%. A maior taxa de inibição no grupo do laser de túlio foi observada a 3,5 W durante 30 s, atingindo 97,4% ± 0,8%. Esse valor foi significativamente maior do que os do grupo controle positivo de NaOCl a 5,25% (P < 0,001) e do laser de diodo de 808 nm a 2,0 W durante 30 s (P < 0,001).
O laser de érbio a 2940 nm demonstrou a maior atividade antibacteriana entre os três sistemas a laser. A 10 mJ por 10 s, a taxa média de inibição atingiu 84,3% ± 1,5%. A 20 mJ por 30 s, a taxa de inibição foi de 96,5% ± 2,0%. A maior taxa de inibição foi observada a 30 mJ por 30 s, atingindo 99,0% ± 0,6%. Esse valor foi significativamente maior do que os do grupo controle positivo com NaOCl a 5,25% (P < 0,001), do laser de túlio a 1940 nm a 2,5 W por 30 s (P < 0,01) e de todos os grupos tratados com laser de diodo a 808 nm (P < 0,001).
Os resultados demonstram que os três sistemas a laser exibiram atividade antibacteriana contra E. faecalis, sendo os parâmetros crescentes de irradiação geralmente associados a taxas de inibição mais elevadas. Entre as condições testadas, o laser de erbio em 2940 nm alcançou a maior inibição antibacteriana, seguido pelo laser de túlio em 1940 nm e pelo laser de diodo em 808 nm, corroborando a hipótese do estudo de que a desinfecção intracanal assistida por laser pode reduzir efetivamente a carga bacteriana nas condições experimentais testadas.
Impacto dos Tratamentos a Laser na Cinética de Crescimento Bacteriano
A recuperação bacteriana após o tratamento foi avaliada mediante a medição da DO600 ao longo de 24 h. Os resultados são apresentados na Figura 2 e na Figura Suplementar 2. O grupo controle com solução salina estéril exibiu um padrão típico de crescimento bacteriano, composto por uma fase de latência de aproximadamente 4 h, seguida por crescimento exponencial rápido entre 4 e 12 h, e uma fase estacionária com valores máximos de DO600 variando de 1,167 a 1,245.

Figura 2: Curvas de crescimento de Enterococcus faecalis após tratamento a laser. Cinética de crescimento de Enterococcus faecalis recuperado de canais radiculares tratados ao longo de 24 h, medida como densidade óptica a 600 nm (OD600). São apresentadas curvas de crescimento representativas para o controle com solução salina estéril, controle com hipoclorito de sódio a 5,25% (NaOCl) e grupos selecionados de tratamento com laser de diodo a 808 nm, laser de túlio a 1940 nm e laser de érbio a 2940 nm. Os dados são apresentados como média ± desvio padrão (DP) de n = 3 amostras independentes, com cinco poços replicados tecnicamente por amostra. As barras de erro representam o DP. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Clique aqui para visualizar uma versão ampliada desta figura.
Os grupos com laser de diodo de 808 nm demonstraram supressão do crescimento bacteriano dependente de parâmetros. A 1,0 W durante 10 s, a curva de crescimento foi semelhante à do grupo com NaOCl 5,25%, com crescimento exponencial iniciando aproximadamente às 8 h. A 2,0 W durante 30 s, a fase de latência foi prolongada para aproximadamente 10 h, e o valor de OD600 às 14 h foi significativamente menor do que o do grupo com NaOCl 5,25% (0,559 ± 0,042 vs. 0,934 ± 0,042, P < 0,001).
Os grupos tratados com o laser de túlio de 1940 nm demonstraram maior supressão do crescimento bacteriano em comparação com os grupos tratados com o laser de diodo. A 1,5 W durante 10 s, o crescimento exponencial iniciou-se aproximadamente às 10 h. A 2,5 W durante 30 s, a fase de latência foi prolongada para cerca de 11 h, com valores de OD600 significativamente mais baixos do que os do controle com solução salina estéril e do laser de diodo de 808 nm a 2,0 W durante 30 s no ponto temporal correspondente (P < 0,001 para ambos). A 3,5 W durante 30 s, o crescimento bacteriano permaneceu acentuadamente suprimido, com os valores de OD600 mantendo-se em ou abaixo de aproximadamente 0,15 a partir das 12 h e essencialmente inalterados após esse momento.
Os grupos tratados com o laser de érbio em 2940 nm produziram a maior supressão do rebrotamento bacteriano. Com 10 mJ durante 10 s, nenhuma elevação exponencial no crescimento bacteriano foi observada até aproximadamente 10 h após o tratamento. O aumento da energia do pulso atrasou ainda mais o início do crescimento exponencial. Com 30 mJ durante 30 s, o crescimento exponencial foi atrasado até aproximadamente 12 h, período durante o qual a média da DO600 permaneceu abaixo de 0,20. Após 12 h, o valor de DO600 do grupo tratado com o laser de érbio em 2940 nm com 30 mJ durante 30 s foi significativamente menor do que o do grupo tratado com o laser de diodo em 808 nm com 2,0 W durante 30 s (0,120 ± 0,001 versus 0,274 ± 0,044, P < 0,001).
No geral, os três sistemas a laser atrasaram o crescimento bacteriano em comparação com os grupos controle, com supressão progressivamente maior observada à medida que os parâmetros de irradiação aumentaram. Nas condições testadas, o laser de erbio em 2940 nm produziu a maior inibição do crescimento bacteriano, seguido pelo laser de túlio em 1940 nm e pelo laser de diodo em 808 nm, corroborando a hipótese do estudo.
Avaliação da Segurança Térmica de Diferentes Tratamentos a Laser na Superfície Radicular Externa
Além da atividade antibacteriana, a segurança térmica dos três sistemas a laser foi avaliada mediante a medição do aumento da temperatura na superfície radicular externa (ΔT). Um aumento de temperatura superior a 10°C foi considerado o limiar para possível lesão do tecido periodontal. Os resultados são apresentados na Figura 3.

Figura 3: Alterações na temperatura da superfície radicular externa durante a irradiação a laser. Alterações na temperatura da superfície radicular externa (ΔT) após irradiação com sistemas a laser de diodo 808 nm, túlio 1940 nm e érbio 2940 nm, utilizando diferentes parâmetros de irradiação. A linha tracejada horizontal indica o limiar de 10 °C, comumente associado ao potencial de lesão do tecido periodontal. Os dados são apresentados como média ± desvio padrão (DP) de n = 3 amostras independentes. As barras de erro representam o DP. * indica P < 0,05, ** indica P < 0,01 e *** indica P < 0,001. Clique aqui para visualizar uma versão maior desta figura.
O laser de diodo de 808 nm provocou o maior aumento na temperatura da superfície radicular externa. Com potência de 1,0 W durante 10 s, o aumento médio de temperatura (ΔT) foi de 6,0°C ± 0,7°C. Aumentar o tempo de irradiação para 30 s, mantendo a mesma potência, elevou o ΔT médio para 10,4°C ± 0,9°C. A 2,0 W durante 30 s, o ΔT médio aumentou ainda mais para 14,8°C ± 3,8°C, ultrapassando o limite de segurança de 10°C em todas as amostras.
O laser de túlio de 1940 nm produziu aumentos moderados de temperatura. A 1,5 W durante 10 s, a ΔT média foi de 2,5°C ± 0,7°C. Aumentar a potência para 2,5 W e o tempo de irradiação para 30 s elevou a ΔT média para 8,8°C ± 0,9°C, com uma amostra atingindo 10,2°C. A 3,5 W durante 30 s, a ΔT média aumentou para 12,7°C ± 1,9°C, e todas as amostras ultrapassaram o limite de segurança de 10°C. O aumento de temperatura a 3,5 W durante 30 s foi significativamente maior do que aquele a 2,5 W durante 30 s (P < 0,01).
O laser de érbio de 2940 nm produziu o menor aumento na temperatura da superfície radicular externa em todos os parâmetros testados. A 10 mJ durante 10 s, a ΔT média foi de 0,8°C ± 0,1°C. Na configuração máxima testada de 30 mJ durante 30 s, a ΔT média foi de 3,6°C ± 1,0°C, com temperaturas medidas variando de 2,1°C a 5,0°C. Todos os aumentos de temperatura registrados permaneceram abaixo do limite de segurança de 10°C. O aumento de temperatura observado com o laser de túlio de 1940 nm a 3,5 W durante 30 s foi significativamente maior do que aquele observado com o laser de érbio de 2940 nm a 30 mJ durante 30 s (P < 0,01).
No geral, o laser de érbio de 2940 nm demonstrou os menores aumentos de temperatura na superfície radicular externa sob todas as condições testadas, enquanto o laser de diodo de 808 nm e os ajustes de maior potência do laser de túlio de 1940 nm produziram elevações de temperatura maiores, com algumas condições excedendo o limite de segurança pré-definido.
Disponibilidade de Dados:
Todos os dados brutos que sustentam os achados deste estudo são fornecidos como arquivos suplementares. Imagens representativas de unidades formadoras de colônia (UFC) e curvas completas de crescimento bacteriano estão disponíveis nas Figuras Suplementares 1 e 2, respectivamente. As medições individuais de temperatura na superfície radicular externa por espécime são fornecidas na Tabela Suplementar 1, e os dados brutos de atividade antibacteriana, incluindo valores de cinza da área da colônia e taxas de inibição calculadas para todos os grupos tratados, estão fornecidos na Tabela Suplementar 2. Esses arquivos suplementares contêm os dados primários que sustentam os resultados apresentados no manuscrito principal.
Arquivos Suplementares
Figura Suplementar 1. Placas representativas de unidades formadoras de colônia (UFC) após tratamento a laser de Enterococcus faecalis. Placas de ágar infusão cérebro-coracão (BHI) representativas mostrando unidades formadoras de colônia (UFCs) recuperadas de amostras de canal radicular após três tratamentos consecutivos. As amostras foram diluídas em série (10−3) antes da semeadura e incubadas por 24 h. Imagens representativas são mostradas para o controle negativo de solução salina estéril, controle positivo de hipoclorito de sódio a 5,25% (NaOCl), grupo tratado com laser de diodo de 808 nm (2,0 W, 30 s), grupo tratado com laser de túlio de 1940 nm (3,5 W, 30 s) e grupo tratado com laser de érbio de 2940 nm (30 mJ, 30 s). Clique aqui para baixar este arquivo.
Figura Suplementar 2. Curvas completas de crescimento de 24 h de Enterococcus faecalis após tratamento a laser. Cinética de crescimento de Enterococcus faecalis recuperado de canais radiculares tratados ao longo de 24 h, medida como densidade óptica a 600 nm (OD600). As suspensões bacterianas foram ajustadas para 1 × 106 unidades formadoras de colônia (UFC)/mL e incubadas em caldo cérebro-corpo (BHI) a 37°C. As curvas de crescimento são apresentadas para o controle negativo com solução salina estéril, o controle positivo com hipoclorito de sódio a 5,25% (NaOCl) e todos os grupos experimentais de tratamento a laser: laser de diodo de 808 nm (1,0, 1,5 e 2,0 W por 10, 20 e 30 s), laser de túlio de 1940 nm (1,5, 2,5 e 3,5 W por 10, 20 e 30 s) e laser de érbio de 2940 nm (10, 20 e 30 mJ a 15 Hz por 10, 20 e 30 s). Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 1. Medidas da temperatura da superfície radicular externa durante a irradiação a laser.
As temperaturas da superfície radicular externa antes e após a irradiação são relatadas para cada espécime tratado com o laser de diodo 808 nm, túlio 1940 nm ou érbio 2940 nm, sob as condições indicadas de potência ou energia de pulso e tempo de irradiação. A diferença de temperatura foi calculada como ΔT = temperatura após a irradiação − temperatura antes da irradiação. Três espécimes independentes foram avaliados para cada combinação de parâmetros. Clique aqui para baixar este arquivo.
Tabela Suplementar 2. Dados brutos da análise de unidades formadoras de colônia (UFC) para atividade antibacteriana após tratamento a laser.
São apresentados os valores de cinza da área da colônia e as taxas de inibição calculadas para cada espécime após tratamento com o laser de diodo 808 nm, túlio 1940 nm ou érbio 2940 nm, sob os parâmetros de irradiação indicados. A solução salina e o hipoclorito de sódio a 5,25% (NaOCl) foram utilizados como grupos controle negativo e positivo, respectivamente. A taxa de inibição foi calculada em relação ao grupo controle com solução salina. Três espécimes independentes foram analisados para cada condição de tratamento. Clique aqui para baixar este arquivo.