Замедленное сращение костей, несращение переломов и длительная реабилитация после травм или ортопедических операций остаются серьезными проблемами в мировом здравоохранении, затрагивающими пациентов и клиническую практику во всех регионах. Низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ), также называемая фотобиомодуляцией, стала неинвазивным терапевтическим методом, который все чаще исследуется в ортопедии. Исследования *in vitro* и *in vivo* указывают на ее потенциал в модуляции биологических процессов, связанных с восстановлением костной ткани, хотя механизмы этого процесса и оптимальные параметры применения остаются предметом текущих исследований. В данной статье обобщены ключевые выводы систематического обзора, опубликованного в журнале International Journal of Molecular Sciences (DOI: 10.3390/ijms24087094), чтобы предоставить нейтральный, основанный на доказательствах обзор биологических эффектов, клинической значимости и текущего состояния исследований НИЛТ в области заживления костей.

Биологические механизмы НИЛТ при заживлении костей

НИЛТ предполагает воздействие света низкой интенсивности на определенных длинах волн, что отличается от лазеров высокой интенсивности, используемых для абляции или рассечения, и не вызывает термического повреждения тканей. В систематическом обзоре Berni et al. (2023) суммированы молекулярные пути, участвующие в заживлении костей под воздействием НИЛТ, на основе агрегированных данных доклинических исследований:
Ангиогенная регуляция: Было показано, что НИЛТ повышает экспрессию проангиогенных факторов роста, включая фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), факторы роста фибробластов (FGF) и тромбоцитарный фактор роста (PDGF). Эти факторы способствуют формированию новых кровеносных сосудов, что является важнейшим процессом для доставки кислорода, питательных веществ и сигнальных молекул к местам восстановления кости.
Остеогенная дифференцировка: Терапия модулирует ключевые внутриклеточные сигнальные пути, такие как PI3K/AKT и MAPK/ERK, которые регулируют дифференцировку стволовых клеток в остеобласты — клетки, ответственные за синтез и минерализацию костного матрикса. Эта дифференцировка дополнительно поддерживается повышением экспрессии остеогенных факторов транскрипции, включая связанный с Runt фактор транскрипции 2 (Runx2).
Модуляция экспрессии генов: НИЛТ влияет на экспрессию специфических для кости генов, включая коллаген I типа (Col1), остеокальцин (Ocn), остеопонтин (Opn), костный сиалопротеин (Ibsp) и костные морфогенетические белки (BMPs). Эти гены играют важную роль в формировании внеклеточного матрикса, минерализации кости и общем процессе заживления переломов.
Следует отметить, что в обзоре подчеркивается высокая зависимость биологических эффектов НИЛТ от технических параметров, включая длину волны, плотность энергии, продолжительность и частоту облучения. Вариации этих параметров, а также различия в типах клеток или микроокружении тканей могут способствовать разбросу результатов, наблюдаемых в разных исследованиях.

Потенциальные клинические применения в ортопедии

Хотя доклинические данные подтверждают биологическую активность НИЛТ, ее клиническое применение в ортопедии сосредоточено на нескольких целевых сценариях, как указано в систематическом обзоре:
Заживление переломов: НИЛТ исследовалась как вспомогательная терапия при острых переломах и несращениях, при этом доклинические исследования предполагают ускорение сращения костей. Однако клиническое применение этих результатов остается ограниченным, и требуются дальнейшие испытания на людях для подтверждения эффективности при различных типах переломов.
Послеоперационная реабилитация: После ортопедических процедур, таких как замена суставов, спондилодез или остеотомия, НИЛТ изучалась на предмет ее потенциала снижать воспаление, поддерживать заживление мягких тканей и минимизировать осложнения, связанные с интеграцией имплантатов. Ее неинвазивный характер делает ее кандидатом для дополнительного использования наряду со стандартным послеоперационным уходом.
Регенерация кости при патологических состояниях: Для пациентов с потерей костной массы вследствие травм, дегенеративных заболеваний или сопутствующих патологий (например, остеопороза) изучалась способность НИЛТ усиливать эндогенную регенеративную способность. Однако доказательства эффективности в этих сложных клинических сценариях в настоящее время являются предварительными.
В обзоре подчеркивается, что клиническое применение НИЛТ основано на персонализированной настройке параметров, так как стандартизированные протоколы еще не были валидированы для различных групп пациентов или клинических контекстов.

Заключение

Низкоинтенсивная лазерная терапия (НИЛТ) представляет собой перспективное направление исследований в области заживления костей, при этом доклинические данные подтверждают ее влияние на ангиогенные, остеогенные и регуляторные генные пути. Тем не менее, клиническое внедрение остается ограниченным из-за недостаточности качественных доказательств на людях, отсутствия стандартизации параметров и неполного понимания механизмов действия. Для глобального внедрения НИЛТ требуются дальнейшие масштабные клинические испытания, нормативное регулирование и стандартизированные протоколы обучения. По мере того как исследования будут продолжать устранять текущие пробелы, НИЛТ может превратиться в метод дополнительной терапии в ортопедии, хотя ее роль в рутинной клинической практике будет зависеть от строгой валидации среди различных групп пациентов и в различных системах здравоохранения.

Источники: Berni, M., Brancato, A.M., Torriani, C., Bina, V., Annunziata, S., Cornella, E., Trucchi, M., Jannelli, E., Mosconi, M., Gastaldi, G., Caliogna, L., Grassi, F.A., & Pasta, G. (2023). The Role of Low-Level Laser Therapy in Bone Healing: Systematic Review. International Journal of Molecular Sciences, 24(8), 7094. https://doi.org/10.3390/ijms24087094