Effects of 970 nm diode laser irradiation on morphology, proliferation, and differentiation of gingival mesenchymal stem cells

• Autores: Javiera Ortiz, Fernando Matamala, Catherine X. Andrade, David Gutierrez, Carolina M. Inostroza
• Localización: Journal of Oral Research, ISSN-e 0719-2479, ISSN 0719-2460, Vol. 12, Nº. 1, 2023, págs. 86-99
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efectos de la irradiación con láser de diodo de 970 m sobre la morfología, la proliferación y la diferenciación de las células madre mesenquimales gingivales
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• Resumen
  • español

    Objetivo: El objetivo de este estudio fue investigar la morfología, proliferación y diferenciación de las células madre mesenquimatosas (GMSC) irradiadas con un láser de diodo de 970 nm (LLLT). Es fundamental validar la eficacia del tratamiento, optimizar las condiciones de irradiación y garantizar la seguridad y calidad de las células madre para su uso futuro en aplicaciones dentales.

    Materiales y Métodos: Las GMSC se cultivaron en condiciones estándar y se irradiaron con un láser de diodo (970 nm, 0,5 W) con una densidad de energía de 9 J/cm2. La proliferación celular se evaluó con el kit de proliferación WST-1. Las GMSC se diferenciaron en linajes condrogénicos y osteogénicos. La morfología celular se realizó con tinción de hematoxilina/eosina y se realizó un análisis nuclear cuantitativo. La viabilidad celular se controló con prueba de azul de tripano.

    Resultados: Las GMSC sometidas a irradiación demostraron un aumento significativo en la proliferación a las 72 horas en comparación con los controles no irradiados (p=0,027). Esto indica que el láser de diodo de 970 nm tiene un efecto estimulante sobre la proliferación de GMSC. Las GMSC estimuladas con LLLT exhibieron la capacidad de diferenciarse en linajes condrogénicos y osteogénicos. Se observó una disminución sustancial de la viabilidad celular 24 horas después de la irradiación (p=0,024). Sin embargo, después de 48 horas, la viabilidad celular se recuperó sin diferencias significativas. Esto indica que podría haber un impacto negativo temporal en la viabilidad de las células inmediatamente después de la irradiación, pero las células pudieron recuperarse y recuperar su viabilidad con el tiempo.

    Conclusión: En conclusión, este estudio respalda que la irradiación con un láser de diodo de 970 nm podría estimular la proliferación de GMSC, mantener su capacidad para diferenciarse en linajes condrogénicos y osteogénicos y tiene un impacto mínimo en las características morfológicas de las células. Estos resultados respaldan el uso potencial de láseres NIR en combinación con GMSC como una estrategia prometedora para tratamientos dentales.

  • English

    Objective: The objective of this study was to investigate the morphology, proliferation, and differentiation of gingival mesenchymal stem cells (GMSCs) irradiated with a 970 nm Diode Laser (LLLT). It is essential to validate the efficacy of treatment, optimize irradiation conditions and guarantee the safety and quality of stem cells for future use in dental applications.

    Materials and Methods: GMSCs were cultured in standard conditions and irradiated with a Diode laser (970 nm, 0.5W) with an energy density of 9J/cm2. Cell proliferation was assessed with the WST-1 proliferation kit. GMSCs were differentiated into chondrogenic and osteogenic lineages. Cell morphology was performed with Hematoxylin/eosin staining, and quantitative nuclear analysis was done. Cell viability was monitored with trypan blue testing.

    Results: GMSCs subjected to irradiation demonstrated a significant increase in proliferation at 72 hours compared to the non-irradiated controls (p=0.027). This indicates that the 970 nm diode laser has a stimulatory effect on the proliferation of GMSCs. LLLT-stimulated GMSCs exhibited the ability to differentiate into chondrogenic and osteogenic lineages. A substantial decrease in cell viability was observed 24 hours after irradiation (p=0.024). However, after 48 hours, the cell viability recovered without any significant differences. This indicates that there might be a temporary negative impact on cell viability immediately following irradiation, but the cells were able to recover and regain their viability over time.

    Conclusions: This study support that irradiation with a 970 nm diode laser could stimulate the proliferation of GMSCs, maintain their ability to differentiate into chondrogenic and osteogenic lineages, and has minimal impact on the mor- phological characteristics of the cells. These results support the potential use of NIR Lasers in combination with GMSCs as a promising strategy for dental treatments.