Introduzione
Caratteristiche della radiazione laser per il suo effetto terapeutico
Laser più usati a fine terapeutici
Leggi che regolano gli effetti della radiazione laser
    Aspetto esteriore della luce laser
    Penetrazione del fascio laser nelle strutture della pelle
    Assorbimento della luce laser
Effetti della radiazione laser
    Effetti Terapeutici
Effetti primari che si evidenziano a livello cellulare
    Bioenergetico
    Bioelettrico
    Biochimico
Indiretti e/o a distanza
Effetti Terapeutici
Effetti primari che si evidenziano a livello cellulare
    Bioenergetico
    Bioelettrico
    Biochimico:
Indiretti e/o a distanza
    Effetti Terapeutici
    Effetto Analgesico
    Effetto Antinfiammatorio
    Effetto biostimolante e trofico
Effetto fotobiologico in profondità
Teoria delle molecole fotoricettrici nei tessuti degli esseri umani
Tecniche di irradiazione
Raccomandazioni Generali
Classificazione dei laser per uso e sicurezza
Esempi di patologie in cui trova impiego la LaserTerapia

Introduzione

La storia della creazione del laser inizia nel 1917 quanto Albert Einstein intuisce la possibilità di emissione di radiazione indotta dagli atomi stimolati da una radiazione elettromagnetica. Il passo seguente, importante per il cammino fino al laser, lo realizzò il fisico sovietico V.A. Fabrikant avvalorando l’ipotesi di utilizzare il fenomeno della radiazione indotta per amplificare le onde elettromagnetiche. Nel 1951, Fabrikant e i suoi collaboratori ottennero il brevetto per il metodo di intensificazione della radiazione con il sistema della emissione stimolata. Nel 1954 fu creato il generatore molecolare o amplificatore quantico chiamato Maser (sigla formata dalle iniziali delle parole inglesi Microwave Amplification by Simulated Emission of Radiation). Il Maser fu disegnato e creato indipendentemente e, di fatto, nel medesimo momento due due diverse equipe gli scienziati sovietici che lavoravano all’Istitituo di Fisica dell’Accademia delle Scienze sotto la direzione di Nikolai G. Basov e Aleksandre M. Projorov, e gli scienziati nord americani della Università di Columbia negli Stati Uniti sotto la direzione di Charles H. Townes. Nel 1959 venne alla luce il lavoro di N.G. Basov, B.M. Vul e Yu M. Popov sulle teorie circa l’idea di laser semiconduttori e le specifiche per la loro creazione. Infine, nel 1960 apparve l’articolo di N.G. Basov, O.N. Krojin e Yu M. Popov, nel quale venivano esaminati, sotto tutti i punti di vista, i principi di creazione e la teoria degli intensificatori e generatori quantici nella banda infrarossa e visibile (Miakishev, G. Ya e Bujovtsev B.B. 1986). Le intense ricerche teoriche e sperimentali realizzate nella ex Unione Sovietica e negli Stati Uniti avvicinarono gli scienziati e gli ingegneri alla creazione del Laser. Nel 1960, negli Stati Uniti, fu creato il primo laser a base di un corpo solido, dal fisico Nord Americano T. Mayman che ottenne, attraverso l’uso di un cristallo artificiale di rubino, la generazione della banda ottica. Il Laser è una fonte di radiazione elettromagnetica che produce un effetto laser. La parola Laser significa: Luce amplificata dall’emissione “stimolata” di radiazioni.

L uce
A mplificazione
S timolazione
E missione
R adiazione

Caratteristiche della radiazione laser per il suo effetto terapeutico:

Monocromaticità
Il laser non ha diverse lunghezze di onda ma una sola dalla quale dipende il colore.

Direzionalità
Il laser produce una luce rettilinea pulsante o continua

Coerenza
Le onde fisiche sono armoniche e proporzionali e mantengono sempre la medesima fase.

Brillantezza
La luce è molto brillante grazie all’alta intensità dell’emissione alle basse potenze.

Classificazione dei laser medici:

                • In base alla potenza di uscita:
                        bassa potenza <2 mW (laser terapeutici)
                        media potenza tra 5 e 100 mW (terapeutico)
                        alta potenza >100 mW (laser chirurgici)

            • In base al mezzo attivo:
                        Solidi  AsGa (diodo laser)
                        Liquidi
                        Gassosi   He-Ne

            • In base al tipo di emissione:
                        Continua
                        Pulsante

            • In base alla lunghezza d’onda:
                        Visibile
                        Non visibile

Laser più usati a fine terapeutici:

        1. Laser He-Ne:
            emette in una lunghezza di onda di 632,8 nm (rosso). È composto da due gas nobili con        
            predominio dell’Elio (90%) in combinazione con il Neon.

        2. Laser semiconduttori o diodi semiconduttori: sono quelle sostanze che pur senza essere
            isolanti possiedono conduttività minore dei metalli.
            AsGa con lunghezza di onda λ = 780, 830, 904 nm (infrarosso)
            AsGa con lunghezza di onda λ = 630, 633, 650, 670 nm (rosso).

Leggi che regolano gli effetti della radiazione laser:

       1. Legge del coseno: tutta la radiazione elettro-magnetica che è indotta nei tessuti deve dirigersi perpendicolarmente verso gli stessi.

       2. Principio di Lambert: la quantità di energia che assorbono i tessuti deve essere dosata in base al danno da riparare sui tessuti stessi (necessità delle cellule). Se si apporta una quantità maggiore di energia di quella necessaria al tessuto, si presenterà dolore tra la terza e la quarta sessione di trattamenti a causa di un surriscaldamento dei tessuti stessi.

       3. Principio di Arnoot-Schultz: non si produce reazione/miglioramento nei tessuti trattati se la quantità di energia assorbita è insufficiente per conseguire la stimolazione degli stessi.

       4. Legge di Grothus-Draper: se l’energia non si assorbe a livello tissulare si trasmette agli strati più profondi. Quanto maggiore è l’energia assorbita minore sarà l’energia trasmessa e la penetrazione.

Aspetto esteriore della luce laser:

• Radiazione: Processo mediante il quale le differenti forme di energia viaggiano attraverso lo spazio.
• Riflesso: Ritorno o rimbalzo di un’onda da una superficie.
• Assorbimento: Energia che assorbe un tessuto o un materiale
• Trasmissione: Movimento che può essere in linea retta con il tessuto che lo assorbe, può essere in contatto diretto con il tessuto o rifrangersi.
• Effetto diffusore o scattering: Effetto delle onde elettromagnetiche di penetrare nei tessuti e diffondersi attraverso di essi.

 

Penetrazione del fascio laser nelle strutture della pelle:

Assorbimento della luce laser:

Fattori che dipendono dal paziente:

• Stato della superficie da irradiare
• Spessore della pelle
• Colorazione della pelle e delle mucose

Fattori che dipendono dalla radiazione:

• Lunghezza d’onda
• Potenza media di uscita dello strumento
• Angolazione

La luce laser con lunghezza d’onda rossa visibile può penetrare al massimo fino a 7 mm. di profondità a partire dall’epidermide. Si usa per la maggior parte delle patologie dermatologiche per il suo effetto antinfiammatorio e di rigenerazione tissulare. Possiede inoltre azione analgesica sui punti dell’agopuntura e punti triggers, anche se, data la poca profondità di penetrazione si limita a problemi superficiali.

La luce infrarossa con lunghezza d’onda non visibile supera la barriera cutanea e sub-cutanea penetrando fino a circa 35 mm. Il suo tipo di emissione è pulsante (904 nm) e continua. Nel caso di emissione pulsante emette picchi di alta potenza in frazioni di secondo.

Effetti della radiazione laser:

 

1. Primario o locale:

• bioenergetico
• bioelettrico
• biochimico

2. Indiretto e/o a distanza:

• stimolare la microcircolazione
• stimolare il trofismo cellulare
• aumento dell’attività difensiva

 

Effetti Terapeutici:

• analgesico
• antinfiammatorio
• stimolazione del trofismo cellulare

 

Effetti primari che si evidenziano a livello cellulare:

 

• Bioenergetico:

A livello cellulare, dentro ai mitocondri, nelle sue strutture respiratorie (citocromi), è dove si assorbe la luce per apportare più energia al ciclo di Krebs (150% di energia). Tutti gli oligo elementi sono fotorecettori.
 

• Bioelettrico:

Agisce come uno stabilizzatore della pompa sodio-potassio. Ristabilisce il potenziale della membrana (ripolarizzazione della membrana cellulare) stimolando il trasporto attivo attraverso di essa. Ristabilisce la vitalità cellulare.

•  Biochimico:
  •     Aumenta l'AMPc.
  •     Favorisce il passaggio di ADP a ATP a livello di mitocondrio.
  •     Aumenta la velocità di sintesi della prostaglandina e favorisce la formazione della              
        prostaciclina (inibisce il passaggio da prostaglandina 1 a prostaglandina 2).
  •     Libera l’istamina e la serotonina
  •     Aumento dell’attività del Succinato Deidrogenasi e Lattati (metaboliti di scarto).
  •     Aumenta la formazione dei neuro peptidi modulando la trasmissione dello stimolo doloroso
        per agire sulla sostanza P.
  •     Agisce sui fibroblasti stimolando la formazione del collagene.
  •     Provoca l’attivazione generale del metabolismo cellulare.

Indiretti e/o a distanza:

 

• Stimolare la microcircolazione: il laser agisce attraverso degli intermediari chimici (istamina) al fine di provocare una vasodilatazione locale favorendo l’apporto di nutrienti ed ossigeno alla zona danneggiata (agisce come un bio-modulatore o normalizzante cellulare).
• Stimolare il trofismo cellulare: favorisce una rigenerazione dei tessuti.
• Stimolare l’attività difensiva: incrementa le capacità difensive dei linfociti e macrofagi.

 

Effetti Terapeutici:

Effetto Analgesico:

• L’effetto analgesico può durare da 18 a 24 ore.
• Stimola la produzione di prostacicline che evitano la conduzione dello stimolo doloroso.
• Interferisce nel messaggio elettrico a livello locale inibendo la trasmissione dello stimolo doloroso.
• Evita la diminuzione della soglia del dolore.
• Stimola la formazione di encefaline e β-endorfine e la possibile interazione di queste con la sostanza P (proteina dei tessuti), con il conseguente stimolo dei recettori endogeni della analgesia.
• Agisce sulle fibre nervose della sensibilità tattile causando l’aumento della soglia del dolore e bloccando le fibre a conduzione rapida.
• Quando al dolore si associa infiammazione locale si stimola la micro circolazione con riassorbimento dell’essudato e eliminazione delle sostanze algogene.
• Aumento dei potenziali nervosi nella zona irradiata.

Questa azione analgesica è stata efficace nei processi dolorosi di tipo superficiale e profondo (articolazioni, muscoli, nervi ecc.) L’uso del laser per applicazioni endocavitarie, attraverso fibre introdotte all’interno dell’organismo ha aperto un nuovo campo di applicazione di questa tecnica.

 Effetto Antinfiammatorio:

• Incrementa la fosforizzazione ossidativa mitocondriale con il conseguente aumento della sintesi di ATP (tra la terza a e la quinta sessione di trattamento).
• Normalizza la microcircolazione
• Favorisce la vasodilatazione capillare e accelera la rigenerazione dei vasi linfatici aumentando il drenaggio della zona infiammata.
• Favorisce la fibrinolisi.
• Stimola le difese immunitarie (produzione di linfociti T e B) e l’attività fagocitarla dei macrofagi.

 

Effetto biostimolante e trofico:

• Aumenta l’indice di mitosi cellulare
• Attiva la sintesi proteica e pertanto la funzione cellulare
• Attiva i fibroblasti e la formazione di fibre di collagene con la conseguente stimolazione dei processi di epitelizzazione tanto sulla pelle quanto negli altri tessuti.
• Attiva la formazione di nuovi vasi sanguigni e la rigenerazione di fibre nervose, così come la rigenerazione ossea nei casi di consolidamento di fratture.

 

Effetto fotobiologico in profondità:

		ATP Intracellulare
		Pompa sodio e potassio
CELLULARE		Normalizzazione del potenziale della membrana
		Numero di mitosi cellulare
		Rigenerazione Cellulare
		Riassorbimento dell’edema
CIRCOLATORIO		Microcircolazione
		Sistema fagocitario

Effetto del laser sui meccanismi di cicatrizzazione:

• Liberazione di sostanze vaso attive
• Aumento della micro circolazione locale
• Aumento della sintesi ATP
• Aumento dell’indice di mitosi cellulare
• Stimolo della produzione di collagene
• Conversione dei fibroblasti nei miofibroblasti

 

Teoria delle molecole fotoricettrici nei tessuti degli esseri umani:

Molecole	Localizzazione cellulare
Rodopsina	membrana plasmatica
Emo proteine	citoplasma
Flavoproteine	membrana plasmatica/mitocondrio
Rame proteina	citoplasma - mitocondrio
Citocromossidasi	mitocondrio

 

Indicazioni:

Infermità di qualunque sistema che abbia a che fare con infiammazione, dolore e/o rigenerazione tissulare.

Controindicazioni:

Assolute:

Retina
Se la radiazione oltrepassa la parte acquosa e trasparente dell’occhio, si assorbe e deposita nella retina producendo un processo degenerativo che può portare alla cecità irreversibile. Tutto ciò porta alla formazione di una macchia puntiforme che incide direttamente la retina.
 

Relative:

Processi neoplastici:
 non è conosciuto l’effetto biostimolatore del laser, che produce l’accelerazione della mitosi cellulare, sulle cellule neoplastiche. Esistono diverse teorie in merito.

Processi batterici acuti:
ci sono dimostrazioni in “vitro” che provano che irradiando focolai batterici acuti si può produrre un’accelerazione ed estensione del problema, però su esperimenti in “vivo” non è stato dimostrato con certezza, per tanto può essere utilizzato senza antibiotici con risultati positivi.

Gravidanza:
non sembra avere effetti sul feto. Si consiglia comunque l’irradiazione in zone distanti.

È stata considerata la possibilità, che l’irradiazione possa provocare il riscaldamento delle protesi metalliche o IUD, così come possa provocare reazioni particolari su pazienti epilettici o che utilizzano stimolatori cardiaci, in realtà queste sono mere supposizioni non comprovate da studi scientifici.

Non costituisce alcun rischio il concomitante utilizzo di farmaci foto sensibilizzanti

Tecniche di irradiazione:

1. Puntuale:
   1. locale
   2. laser puntura

    

2. Zonale:
   1. statico (1 cm di distanza)
   2. a scansione (in movimento)

    

Trattamento puntuale locale:
consiste nell’applicazione della luce laser su diversi punti della zona lesionata.

He-Ne:
si può effettuare a distanza e direttamente dall’apparecchio specifico per la uni-direzionalità dell’emissione, o anche, mediante fibra ottica in contatto con la zona interessata.

IR:
puntale attaccato all’emissione, dal quale il diodo possiede una divergenza naturale che si manifesta all’allontanamento dal punto da trattare. La distanza tra i punti va da 1 a 3 cm.

Trattamento zonale statico:
nel caso del laser di He-Ne si impiega una lente di ingrandimento fissa per conseguire una superficie maggiore, ampliando lo spot primario alla grandezza desiderata.

Con questo sistema il rilascio di energia è molto basso così che per ottenere alte Densità di Energia (D.E.) si necessita di un tempo maggiore di emissione.

Lo stesso effetto lente si ottiene con la scansione automatica, considerando che essendo in movimento ampliando la zona da irradiare minore è la D.E. che si va a rilasciare nello stesso intervallo di tempo.

Il trattamento a “pennellate” solitamente si effettua con la fibra ottica o con il puntale del diodo infrarosso, dato che lavoriamo in contatto con la zona da trattare, e consiste in uno “scorrimento” molto lento e di pochi millimetri che si porta a termine sulla traiettoria della lesione o della zona da trattare. Es.: “pennellata” della safena interna per il conseguimento di un buon drenaggio venoso.

Forme di applicazione:
Sia che si lavori con la fibra ottica o con il puntale a diodo, entrambi devono essere mantenuti perpendicolari alla lesione per evitare perdite dovute alla “riflessione”. Alla diminuzione del fenomeno di “riflessione” (perdita di energia) deriva un aumento della efficacia energetica.

 

Raccomandazioni Generali:

Il fascio di luce laser deve incidere perpendicolarmente alla superficie da irradiare per diminuire la perdita di “riflessione”. La pelle o la zona da irradiare deve essere pulita, libera da grassi o medicinali che aumentano la perdita di “riflessione” delle radiazioni luminose. Pulire con alcool.

Se è indicato, l’uso di qualsiasi trattamento topico, deve essere applicato dopo la radiazione favorendo così un processo sinergico (laser-farmaco) perché aumenta la micro-circolazione locale e il medicinale si assorbe e assimila meglio.

Non ci sono controindicazioni all'assunzione di farmaci con la laser terapia.

L’effetto delle 3 o 4 prime applicazioni si mantiene fino a 8/10 trattamenti. Dopo le 14/16 sedute si ha una diminuzione degli effetti, per tanto non è conveniente prolungare la cura oltre le 15 sedute, dopo le quali si consiglia una pausa di 15 o 20 giorni, ricominciando subito dopo, se necessario.

La maggior rapidità dei risultati antalgici si ottiene con l’IR perché l’apporto di energia pulsata agisce alzando la soglia di percezione del dolore, motivo per il quale è molto utilizzato nella medicina sportiva.

Quando si effettua un trattamento puntuale si ottengono migliori risultati di quando si irradia tutta la zona interessata con una scansione manuale o automatica con la stessa Densità di Energia. In questi trattamenti l’efficacia energetica è superiore poiché le superfici di applicazioni sono molto piccole.

I trattamenti zonali di solito hanno una durata di 4/5 minuti una volta terminato il precedente trattamento puntuale. Non sono trattamenti imprescindibili però si raccomandano come trattamenti complementari.

I trattamenti possono essere costituiti di due parti per ogni sessione, di cui la più importante è la prima:

1° parte: rilascio puntuale di energia con una Densità di Energia variabile in base al paziente ed alla zona da trattare.

2° parte: irradiazione zonale con lente di ingrandimento o allontanando la fibra ottica dalla zona da trattare.

Per i primi trattamenti è consigliabile utilizzare dosi inferiori per aumentare gradatamente in caso non si ottengano i risultati desiderati in un tempo logico.

Quando si deve irradiare un’articolazione, questa deve essere collocata in posizione di massima estensione e irradiare i punti precisi che circondano la stessa permettendo la massima penetrazione della radiazione. In caso di nervi e vasi si agisce sui punti determinati del loro percorso

Classificazione dei laser per uso e sicurezza:

Classe I (laser libero):
Si considerano non pericolosi per l’organismo tutti i laser invisibili con una potenza di uscita media da 1mW o minori, laser di AsGa con una lunghezza di onda fra 820 e 910nm.

Classe II (laser di bassa potenza):
Sono pericolosi solo se si guarda fisso la fonte della luce. Include i laser di He-Ne (visibili) con una potenza media di uscita fino a 5mW.

Classe III (laser di rischio moderato):
Sono quelli che possono provocare lesioni nella retina durante il tempo normale di reazione. Sia il paziente che l’operatore devono utilizzare speciali lenti protettive. Include i laser con una potenza media di uscita fra 5 e 50 mW.

Classe IV (laser di alta potenza): Presenta un rischio elevato di lesioni, possono produrre la combustione dei materiali, infiammazioni, riflessione diffusa con danno agli occhi e alla pelle per esposizione diretta

Esempi di patologie in cui trova impiego la LaserTerapia

  

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