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UNIVAP - UESPI - Teresina

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quarta-feira, 23 de dezembro de 2015

LASER DE BAIXA INTENSIDADE NO REPARO TECIDUAL



LASER DE BAIXA INTENSIDADE NO REPARO TECIDUAL

      Isabel Clarisse Albuquerque Gonzaga

O processo de reparo tecidual é comum a todas as feridas, não importando o mecanismo responsável pela lesão, acontecendo de maneira sistêmica e dinâmica e com o envolvimento de diversos fatores orgânicos (CAMPOS et al, 2007). Dentre as possíveis técnicas para este reparo atualmente as terapias não invasivas, como o ultrassom terapêutico e a fototerapia, têm sido usadas com bons resultados. Na vanguarda destaca-se a terapia fotodinâmica com LASERs e LEDs de baixa intensidade. A fotobiomodulação com laser de baixa intensidade parece ser capaz de modular a inflamação em diversos tipos de tecido e apresenta vantagens como método não invasivo, não-farmacológico e praticamente sem efeitos colaterais (CORREA et al., 2007; DALL et all., 2009; AMBIRE et al., 2009). Tais técnicas e processos serão discutidos aqui neste texto.
Esse processo de reparo se dá por meio de uma cascata de eventos celulares, moleculares e bioquímicos que interagem para que ocorra a reconstituição residual. A injúria tecidual é o estímulo inicial que desencadeia a cicatrização, pois coloca elementos sanguíneos em contato com colágeno e outras substâncias da matriz celular, ocasionando à degranulação de plaquetas e ativação das cascatas de coagulação e do complemento, em consequência, há liberação de vários mediadores vasoativos e quimiotáxicos, responsáveis pelo processo cicatricial por meio da tração de células inflamatórias para a região da ferida (CAMPOS et al., 2007).
O processo de cicatrização ocorre em três fases: fase inflamatória, fase proliferativa ou de granulação e fase de remodelação ou maturação (BROUGHTON et al., 2006).
A fase inflamatória se inicia imediatamente após a lesão com a liberação de tromboxano A2 e prostaglandinas pelas membranas celulares, as quais possuem efeito vasoconstritor. A cascata de coagulação é estimulada pelo endotélio lesado, atraindo plaquetas e sendo liberados localmente fatores de crescimento tecidual como o fator de crescimento de transformação beta (TGF-β - Transforming growth factor beta), o fator de crescimento derivado das plaquetas (PDGF- Platelet-derived growth factor), o fator de crescimento derivado dos fibroblastos (FGF- Fibroblast growth factor) além do fator de crescimento epidérmico (EGF - Epidermal growth factor). Os neutrófilos também são atraídos para o local da ferida devido à liberação de prostaglandinas e tromboxano e são as primeiras células a chegarem ao local da lesão, atingindo uma concentração máxima 24 horas após o trauma (MUTSAERS et al., 1997).
Na fase proliferativa acontecem a reepitelização, angiogênese, formação de tecido de granulação e deposição de colágeno, tendo início por volta do quarto dia e estendendo-se por aproximadamente duas semanas. A última fase do processo de cicatrização é marcada pela deposição de colágeno que representa a proteína mais abundante do tecido conjuntivo em fase de cicatrização (CAMPOS et al., 2007). Dentre as técnicas alternativas para cicatrização destacam aquelas que utilizam luz como catalisador do processo . Dentre as possíveis fontes de luz, a luz laser tem destaque especial.
O termo laser é o acrônimo de “ Luz Amplificada por Emissão Estimulada de Radiação” (Ligth Amplification by the Stimulated Emission of Radiation) cuja emissão estimulada compreende a absorção de luz incidente por um eléctron que faz saltar um dos elétrons do nível energético fundamental para um nível superior. Tais eléctrons relaxam ao estado fundamental em um breve intervalo de tempo, emitindo fótons de comprimento de onda relativo ao intervalo de energia (AGNE, 2009).
A  utilização do laser como arsenal terapêutico tem sido estudada na área biomédica desde 1960, no trabalho de  Theodore Maiman. Uma das primeiras pesquisas publicadas sobre os efeitos do laser de baixa potência data de 1983, tratando o uso da irradiação de laser HeNe(Hélio-Neônio) em  feridas de ratos ( HENRIQUES, CAZAL e CASTRO, 2010).
 A terapia com laser de baixa intensidade vem sendo empregada na modulação do processo inflamatório, na promoção de analgesia e na reparação de tecidos biológicos. Esses efeitos terapêuticos ocorrem devido às características biofísicas dessas fontes de luz, ou seja, pela sua monocromaticidade, unidirecionalidade e pela coerência na emissão dos fótons (PIVA et al., 2011).
Os efeitos iniciais da interação laser e tecido biológico podem promover a liberação de substâncias pré-formadoras como a histamina, serotonina, bradicinina além de alterar reações enzimáticas normais, seja acelerando-as, seja retardando-as. Ocorre também aumento na producao de ATP, com consequente aumento na eficiência da bomba de sódio-potássio (ROCHA, 2004).
A nível celular, a fotobiomodulação com laser de baixa intensidade pode propiciar a proliferação celular e estimular a síntese de colágeno (BAPTISTA et al., 2011), originar angiogênese (NISHIOKA et al., 2012), estimular macrófagos (MAFRA DE LIMA et al., 2010), aumentar o metabolismo celular mitocondrial (DROCHIOIU, 2010) e ocasionar efeito analgésico por agir diretamente na inibição de prostaglandinas e estimular a liberação de endorfinas (HAGIWARA et al., 2007).
A fotobiomodulação com laser de baixa intensidade parece ser capaz de modular a inflamação em diversos tipos de tecidos e apresenta vantagens como método não-invasivo, não-farmacológico e praticamente sem efeitos colaterais ( CORREA et al., 2007; DALL et all., 2009; AMBIRE et al., 2009).
      Entretanto, embora tenham sido conduzidos e publicados diversos experimentos clínicos favoráveis ao uso da fotobiomodulação com o  laser, o mecanismo por meio do qual esse recurso aceleraria o processo de cicatrização, ainda não está totalmente esclarecido. Para comprovar os efeitos do laser de baixa intensidade no processo de cicatrização, faz-se necessário padronização das variáveis físicas, como técnicas de aplica­ção, densidades de energia e potências de saída, pois a comparação entre os resultados das publicações científicas é dificultada pelo uso de metodologias diversas (BUSNARDO e BIONDO-SIMÕES, 2010).   



 REFERÊNCIAS
1. AGNES, J.E. Eu sei eletroterapia.Santa Maria: Pallotti, 2009.
2. AIMBIRE F, ALBERTINI R, PACHECO M. T, CASTRO-FARIA-NETO H. C, LEONARDO P. S, Iversen V. V, et al. Low-Level Laser Therapy Induces Dose-Dependent Reduction of TNF Levels in Acute Inflammation. Photomed Laser Surg. 2006;24:33-7.
3.BAPTISTA, J.; MARTINS, M. D.; PAVESI, V. C. S.; et al. Influence of laser photobiomodulation on collagen IV during skeletal muscle tissue remodeling after injury in rats. Photomedicine and laser surgery, v. 29, n. 1, p. 11–7, 2011.
4. BROUGHTON, G.; JANIS, J. E.; ATTINGER, C. E. The basic science of wound healing. Surgery, v. 117, n. 7 Suppl, p. 12S–34S, 2006.
5. BUSNARDO V.L, BIONDO-SIMÕESL.M. Effects of low-level helium-neon laser on induced wound healing in rats.  Rev Bras Fisioter. 2010;14(1):45-51.
6. CAMPOS, A. C. L.; BORGES-BRANCO, A.; GROTH, A. K. Wound healing. Arquivos brasileiros de cirurgia digestiva, v. 20, n. 1, p. 51–58, 2007.
7. CORREA F, MARTINS R. B. L, CORREA J. C, IVERSEN V. V, JOENSON J, BJORDAL J. M. Low-Level Laser Therapy (GaAs =904 nm) Reduces Inflammatory Cell Migration in Mice with Lipopolysaccharide-Induced Peritonitis. Photomed Laser Surg. 2007;25:245-9.
8 .DALL AGNOL M. A, NICOLAU R. A, DE LIMA C. J, MUNIN E. Comparative analysis of coherent light action (laser) versus non-coherent light (light-emitting diode) for tis sue repair in diabetic rats. Lasers Med Sci. 2009;24:909-16.
9. DROCHIOIU, G. Laser-induced ATP formation: mechanism and consequences. Photomedicine and laser surgery, v. 28, n. 4, p. 573–4, 2010HAGIWARA, S.; IWASAKA, H.; OKUDA, K.; NOGUCHI, T. GaAlAs (830 nm) low-level laser enhances peripheral endogenous opioid analgesia in rats. Lasers in surgery and medicine, v. 39, n. 10, p. 797–802, 2007
10.HENRIQUES ACG, CAZAL C, CASTRO JFL. Ação da laserterapia no
processo de proliferação celular: revisão de literatura. Rev Col
Bras Cir. 2010;37(4):295-302.
11. MAFRA DE LIMA, F.; VILLAVERDE, A. B.; SALGADO, M. A.; et al. Low intensity laser therapy (LILT) in vivo acts on the neutrophils recruitment and chemokines/cytokines levels in a model of acute pulmonary inflammation induced by aerosol of lipopolysaccharide from Escherichia coli in rat. Journal of Photochemistry and Photobiology, v. 101, n. 3, p. 271–278, 2010.
12. MUTSAERS, S. E.; BISHOP, J. E.; MCGROUTHER, G.; LAURENT, G. J. Mechanisms of tissue repair: from wound healing to fibrosis. The international journal of biochemistry & cell biology, v. 29, n. 1, p. 5–17, 1997.
13. PIVA, J. A. DE A. C.; SILVA, V. DOS S.; ABREU, E. M. DE C.; NICOLAU, R. A. Effect of low-level laser therapy on the initial stages of tissue repair: basic principles. Brazilian Anais of Dermatology, v. 86, n. 5, p. 947–954, 2011.
14. ROCHA J. Terapia laser, cicatrização tecidual e angiogênese. Rev Bras Promoção Saúde. 2004;17:44-8.



segunda-feira, 21 de dezembro de 2015

EFICÁCIA DA LASERTERAPIA NO TRATAMENTO DA ARTRITE REUMATOIDE: REVISÃO DE LITERATURA



Maria Nauside Pessoa da Silva

A Artrite Reumatóide (AR) é uma doença sistêmica que se caracteriza por uma sinovite inflamatória, apresenta como sintomatologia rigidez matinal, presença edema, nódulos reumatóides subcutâneos sobre proeminências ósseas ou superfícies extensoras. AR é uma doença sistêmica, crônica e incapacitante. Quanto ao tratamento pode ser medicamentoso e não – medicamentoso. Entre os não medicamentoso destacou-se nesse estudo a laserterapia de baixa intensidade que atua como atenuante do processo inflamatório promovendo assim alívio da dor aos portadores de AR. A laserterapia está em pleno desenvolvimento e pode ser utilizado como coadjuvante no tratamento da AR.
AR é uma doença sistêmica crônica do tecido conjuntivo, cuja característica principal é uma sinovite inflamatória persistente envolvendo todas as articulações sinoviais, com possíveis deformações. Pode também acometer estruturas periarticulares e tendinosas, tecidos e órgãos, como vasos sangüíneos, coração, pulmões e músculos (BRUSCHI, 2009). AR se manifesta também, por aumento da temperatura local, edema e dor. É uma doença que em geral persiste por muitos anos, caracteristicamente afeta várias articulações pelo corpo e pode causar danos nas cartilagens, ossos, tendões e ligamentos das articulações, assim como  pode estar associada a manifestações intra-articulares, com  presença de nódulos reumatóides, alterações oculares e pulmonares, vasculite e pericardite (SILVA; NOVARETTI; BALDAN, 2009).
Com relação ao sexo, as mulheres são as mais afetadas que os homens, a prevalência aumenta com a idade, a maioria dos pacientes inicia a doença entre 35 e 50 anos, como se trata de uma doença que pode gerar incapacidade, aproximadamente a metade dos portadores de AR param de trabalhar dentro de dez anos após diagnóstico da doença (SKARE, 1999).
As causas da AR ainda continuam desconhecidas, no entanto, alguns estudos têm mostrado que fatores genéticos e ambientais podem influenciar no desenvolvimento da doença. Dentre esses fatores incluem, resposta imunológica e inflamatória, auto-imunidade mediada por anticorpos e por células T, descontrole na produção de citocinas pró-inflamatórias e alteração da sinóvia em tecido celular invasivo, como o pannus (CICONELLI, 2010).
O diagnóstico da AR é clínico, O American College of Rheumatology publicou entre 1987-88, os critérios revisados para diagnóstico da AR, a saber, rigidez matinal com duração mínima de 60 minutos, artrite de tres ou mais áreas articulares em mínimo de tres articulações diferentes, acometidas ao mesmo tempo, com presença edema avaliado pelo Médico, artrite de articulações das mãos, nódulos reumatóides subcutâneos sobre proeminências ósseas. Demonstração do fator reumatóide por qualquer método que seja positivo em menos que 5% dos controles normais, alterações radiográficas de mãos e punhos, que incleum: osteopenia periarticular e erosões ósseas (MOREIRA; CARVALHO, 2001).
Quanto ao tratamento do paciente portador de AR pode ser medicamentoso ou não – medicamentoso, como a Fisioterapia, Psicoterapia e Laserterapia. As drogas terapêuticas para uso na AR, inicam-se com antiinflamtórios não-hormonais (AINH), corticóide e drogas modificadoras da doença.  Dentre os tratamentos não-medicamentosos, destaca-se nesse estudo a Laserterapia de baixa intensidade. O termo laser é um acrônimo para Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, que significa ampliação da luz por emissão incitada da radiação. O laser utilizado para tratamento de patologias humanas, emite luz terapêutica corresponde a uma pequena porção do espectro que compreende os comprimentos de onda do visível ao infravermelho próximo (330 a 1100 nm), potência menor que 500 mW e dosagens menores que 35 J/cm (ANDRADE; LIMA; ALBUQUERQUE, 2010).
Apesar do laser terapeutico não apresentar efeito diretamente curativo, atua como um importante coadjuvante para dimuição da dor, proporcionando ao organismo uma melhor resposta a inflamaçao, com reducão do edema e minimizacão da sintomatologia dolorosa (LINS ET AL, 2010).
No tratamento da AR o laser de baixa intensidade pode ser utilizado com o objetivo de promover um controle do processo inflamatório e alívio da dor.  Há a pressuposição de que a irradiação pode diminuir a dor pelo fato de controlar a atividade inflamatória (SILVA ET AL 2009).
Destaca-se a necessidade de que para a utilização do laser terapêutico, alguns parâmetros deverão ser observados, como comprimento de onda, energia emitida ao tecido, área do feixe, tempo de aplicação, potência de pico, densidade de energia, e densidade de potência. Essa especificidade de ação tem a função de orientar o profissional que aplica a laserterapia com um determinado fim a reproduzir e interpretar clinicamente os achados encontra­dos durante a periodicidade de tratamento. Aspecto relevante sobre a aplicação do laser é em relação à dose, que é a quantidade de radiação oferecida ao tecido a ser irradiado de forma que se ajuste o tempo de irradiação e a área a ser irradiada (FUKUDA; MALFATTI, 2008).
Conclui-se, que o laser de baixa intensidade pode contribuir como um importante tratamento não – medicamentosos utilizado no alívio da dor de pacientes com AR e  colabora para a diminuição do processo inflamatório  promovendo a redução da sintomatologia dolorosa do paciente após a aplicação.


REFERÊNCIAS
ANDRADE, Alexsandra G. de; LIMA, Cláudia F. de;  ALBUQUERQUE, Ana Karlla B. de. Efeitos do laser terapêutico no processo de cicatrização das queimaduras: uma revisão bibliográfica.  Rev Bras Queimaduras. 2010;9(1):21-30.


CICONELLI, R. M. Guias de medicina ambulatorial e hospitalar da UNIFESP-EPM: reumatologia. São Paulo: Manole, 2010

FUKUDA TY;  MALFATTI CA. Análise da dose do laser de baixa potência em equipamentos nacionais.   Rev Bras Fisioter, São Carlos, v. 12, n. 1, p. 70-4, jan./fev. 2008


LINS, Ruthineia Diogenes Alves Uchoa et al. Efeitos bioestimulantes do laser de baixa potência no processo  de reparo. An Bras Dermatol. 2010;85(6):849-55       


MOREIRA, C.; CARVALHO, M. A. P. Reumatologia: diagnóstico e tratamento. 2ª. Ed. Medsi Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 2001

SILVA, Danielle Peres; Novaretti, Ana Paula de Oliveira Costa;  BALDAN, Cristiano.  Efeito analgésico do laser de baixa intensidade (LILT) na AR aguda. Rev Inst Ciênc Saúde  2009;27(1):35-8

APLICACAO DO ILIB EM PATOLOGIAS CRÔNICAS


sexta-feira, 18 de dezembro de 2015

Vídeo de eletromiografia de superfície

ESPECTROSCOPIA RAMAN NO DIAGNÓSTICO DO CÂNCER DE MAMA





Andrea Maria de Sousa Lopes

              O câncer é atualmente considerado um dos grandes problemas de saúde mundial e é a segunda causa de morte no mundo. Nos últimos anos o câncer tem chamado à atenção na saúde pública, aumentando a preocupação destes profissionais a esta enfermidade. O estudo da estrutura química das células cancerígenas é de extrema importância para a sua identificação e possibilitando o diagnóstico por técnicas alternativas.
            A espectroscopia Raman fornece informações sobre a estrutura química de diversos materiais, desde cristais a materiais biológicos. A técnica consiste em avaliar a diferença de energia de um feixe de luz monocromático, como laser, antes e após interagir com a amostra (citar Canal ciência). Ao interagir com as moléculas da amostra, os fótons do laser poderão induzir a vibração dessas moléculas, que, por sua vez, espalharão esses fótons modificando a sua energia. A variação de energia dos fótons incidentes e dos fótons espalhados é conhecida como efeito Raman, o qual foi observado pela primeira vez em 1928, pelo físico indiano Chandrasekhara Raman (1888-1970), que recebeu o prêmio Nobel de Física em 1930 por essa observação (canalciencia@ibict.br).
           Como cada estrutura molecular possui uma energia específica de vibração quando excitada por um feixe de luz, a espectroscopia Raman tem se mostrado uma poderosa ferramenta na identificação e quantificação de moléculas presentes em uma amostra a ser analisada. Assim, a espectroscopia Raman é útil para um vasto número de aplicações, sendo requerida em estudos analíticos nas áreas de química, biologia, geologia, farmacologia e física de estado sólido, entre outras. Nas áreas biológicas, a espectroscopia Raman tem sido usada na identificação e quantificação de biomoléculas presentes no sistema estudado[1]

            No Brasil, o câncer de mama é o mais incidente em mulheres, excetuando-se os casos de pele não melanoma, representando 25% do total de casos de câncer no mundo em 2012, com aproximadamente 1,7 milhão de casos novos naquele ano. É a quinta causa de morte por câncer em geral (522.000 óbitos) e a causa mais frequente de morte por câncer em mulheres [2].

             O câncer de mama é um grupo heterogêneo de doenças, com comportamentos distintos. A heterogeneidade deste câncer pode ser observada pelas variadas manifestações clínicas e morfológicas, diferentes assinaturas genéticas e consequentes diferenças nas respostas terapêuticas.
              O espectro de anormalidades proliferativas nos lóbulos e ductos da mama inclui hiperplasia, hiperplasia atípica, carcinoma in situ e carcinoma invasivo. Dentre esses últimos, o carcinoma ducal infiltrante é o tipo histológico mais comum e compreende entre 80 e 90% do total de casos(canalciencia@ibict.br).

              O sintoma mais comum de câncer de mama é o aparecimento de nódulo, geralmente indolor, duro e irregular, mas há tumores que são de consistência branda, globosos e bem definidos. Outros sinais de câncer de mama são edema cutâneo semelhante à casca de laranja; retração cutânea; dor, inversão do mamilo, hiperemia, descamação ou ulceração do mamilo; e secreção papilar, especialmente quando é unilateral e espontânea (http://www2.inca.gov.br/wps/wcm/connect/acoes_programas/site/home/nobrasil/programa_controle_cancer_mama/conceito_magnitude). A secreção associada ao câncer geralmente é transparente, podendo ser rosada ou avermelhada devido à presença de glóbulos vermelhos. Podem também surgir linfonodos palpáveis na axila. 

              A taxa de mortalidade por câncer de mama ajustada pela população mundial apresenta uma curva ascendente e representa a primeira causa de morte por câncer na população feminina brasileira, com 12,66 óbitos/100.000 mulheres em 2013 [4].
             As regiões Sudeste e Sul são as que apresentam as maiores taxas, com 14,25 e 13,70 óbitos/100.000 mulheres em 2013, respectivamente. Como mostra a tabela a seguir, o Brasil apresenta valores intermediários no padrão de incidência e mortalidade por câncer de mama. Cabe destacar que, proporcionalmente, as diferenças entre as taxas de incidência e mortalidade nos países desenvolvidos são maiores, sugerindo maior alcance das ações de rastreamento em diagnosticar precocemente a doença e acesso aos avanços no tratamento.
Taxas de incidência e mortalidade por câncer de mama, por 100.000 mulheres, em países selecionados, 2012

Região\País
Incidência
Mortalidade
Taxa Bruta
Taxa Padronizada
Taxa Bruta
Taxa Padronizada
Finlândia
162,9
89,4
31,3
13,6
Reino Unido
164,5
95,0
36,7
17,1
Espanha
106,6
67,3
25,7
11,8
Estados Unidos
145,6
92,9
27,5
14,9
Canadá
134,1
79,8
28,2
13,9
Austrália
128,0
86,0
25,7
14,0
Japão
85,9
51,5
21,3
9,8
Paraguai
37,1
43,8
13,0
15,6
Bolívia
15,7
19,2
5,8
7,2
Zâmbia
11,9
22,4
5,9
1,1
Brasil *
66,8
59,5
16,3
14,3
Brasil (dados oficiais) **
56,1
-
13,5
12,1
Fonte:Globocan.IARC(WHO),2012.

* Os dados do Globocan são diferentes dos dados das fontes nacionais por diferenças metodológicas no cálculo das taxas.

** Referem-se à estimativa de incidência para 2014/2015 (INCA, 2014) e à taxa de mortalidade do ano de 2012 (Sistema de Informação sobre Mortalidade/Ministério da Saúde).

         Na mortalidade proporcional por câncer em mulheres, em 2013, os óbitos por câncer de mama ocupam o primeiro lugar no país, representando 16,1% do total de óbitos. Esse padrão é semelhante para as regiões brasileiras, com exceção da região Norte, onde os óbitos por câncer de mama ocupam o segundo lugar, com 12,9%. Neste ano, os maiores percentuais na mortalidade proporcional por câncer de mama foram os do Sudeste (16,9%) e Centro-Oeste (16,6%), seguidos pelos Sul (15,3%) e Nordeste (14,9%) [6].

           Ampère incidência do câncer de mama tende a crescer progressivamente a partir dos 40 anos, com exceção de países da Ásia [5]. A mortalidade também aumenta progressivamente com a idade, conforme dados para o Brasil apresentados a seguir [6].                Na população feminina abaixo de 40 anos, ocorrem menos de 20 óbitos a cada 100 mil mulheres, enquanto na faixa etária a partir de 60 anos o risco é mais do que o dobro.

          Taxas de mortalidade por câncer de mama feminina, específicas por faixas etárias, por 100.000 mulheres. Brasil, 1990 - 2012
 
     Fonte: Sistema de Informação de Mortalidade/DATASUS

          A falta de métodos diagnósticos rápidos e precisos causa desconforto e muitas complicações para os pacientes, pois atualmente, o screnning para detecção precoce do câncer de mama é realizado pela combinação do exame físico e mamográfico, e para confirmar o diagnóstico são necessários métodos que conciliem a histopatologia com a técnica de biópsia, essas técnicas apresentam uma acurácia operador dependente, podendo resultar em um falso-positivo ou falso-negativo em alguns casos (http://www.uscs.edu.br/simposio_congresso/congressoic/trabalhos.php?id=0182&area=Biol%F3gicas).
              O estudo da estrutura química das células cancerígenas é de extrema importância para a sua identificação (possibilitando o diagnóstico) e para a avaliação de técnicas de tratamento. Nessa óptica, a espectroscopia Raman vem se tornando uma ferramenta importante e versátil para análise de tecidos biológicos, inclusive com intuito de diagnosticar o câncer.[1]
             A espectroscopia Raman se trata de uma técnica que usa uma fonte de laser, que ao atingir um objeto, é espalhada por ele, gerando luz de mesma energia ou de energia diferente da incidente. No primeiro caso, o espalhamento é chamado de elástico e não é de interesse, este é o chamado espalhamento Rayleigh[7]. Entretanto, o mais importante é o efeito inelástico (segundo caso), também conhecido como efeito Raman, que possibilita obter muitas informações importantes sobre a composição química do objeto em análise a partir dessa diferença de energia. Isto gera uma assinatura da composição química de cada material irradiada, também conhecido como fingerprint[7]. Segundo Michael Morris, professor de química da Universidade de Michigan nos Estados Unidos, "O Raman dá a você as 'impressões digitais' da molécula", explica. "Quando há uma doença, a composição química pode ser ligeiramente anormal ou muito anormal, dependendo da doença.".[1]
             Na prática, um feixe de radiação laser de baixa potência é usado para iluminar pequenas áreas do objeto de interesse e ao incidir sobre a área definida, é espalhado em todas as direções, sendo que uma pequena parcela dessa radiação é espalhada inelasticamente, isto é, com frequência (ou comprimento de onda) diferente da incidente (E = hν ou E = h.c.λ-1). O espalhamento inelástico pode ser subdividido em dois tipos: Stokes e anti-Stokes. O efeito Stokes ocorre quando as moléculas recebem a energia no seu estado fundamental, e o anti-stoke a molécula já está em estado excitado. [7] Efeito Raman também gera três modelos vibracionais nas moléculas: bend,symmetric or asymmetric strech;[7] Sendo o número de modelos vibracionais traduzidos pelas seguintes fórmulas matemáticas:3n-6 para moléculas não lineares, por exemplo: água (H2O) e 3n-5 para moléculas lineares, por exemplo gás carbônico (CO2), sendo n representa número de átomos da molécula.
              A banda de deslocamento Raman, a diferença de energia entre a incidida e a espalhada, é tipicamente descrita como wavenumber. A unidade mais usada é 1/cm, isso é equivalente a joule dividido por fator de conversão (hc), onde h é constante de Planck e c é a velocidade da luz.[7]
              Caso seja utilizado um microscópio óptico convencional no qual a objetiva tanto serve para focalizar o feixe incidente na amostra quanto para coletar a radiação que é espalhada por ela, tem-se a Microscopia Raman, a qual permite o estudo de áreas de até 1 μm (10-6 m)de diâmetro. O interessante é que a diferença de energia entre a radiação incidente e a espalhada corresponde à energia com que átomos presentes na área estudada estão vibrando e essa frequência de vibração permite descobrir como os átomos estão ligados, ter informação sobre a geometria molecular, sobre como as espécies químicas presentes interagem entre si e com o ambiente, entre outras coisas. É por esse motivo que essa ferramenta é tão poderosa, permitindo inclusive a diferenciação de polimorfos, isto é, substâncias que tem diferentes estruturas e, portanto, diferentes propriedades, apesar de terem a mesma fórmula química, como o massicote e litargírio, ambos óxidos de chumbo (PbO) porém com diferentes estruturas cristalinas (ortorrômbica e tetraédrica, respectivamente).
              Como não há somente um tipo de vibração, uma vez que geralmente as espécies químicas presentes são complexas, a radiação espalhada inelasticamente é constituída por um número muito grande de diferentes freqüências (ou componentes espectrais) as quais precisam ser separadas e ter sua intensidade medida. Cada espécie química, seja um pigmento, corante, substrato, aglutinante, veículo ou verniz, fornece um espectro que é como sua impressão digital, permitindo sua identificação inequívoca ou, por exemplo, a detecção de alterações químicas decorrentes de sua interação com outras substâncias ou com a luz.
                   Espectro Raman de células de câncer
                         de mama de camundongo.


              


              A análise por Espectroscopia Raman é feita sem necessidade de preparações ou manipulações de qualquer natureza, como pulverização por exemplo. Quando a amostra é muito grande, ela pode ser examinada através de um sistema especial de lentes ou através de fibras ópticas. Atualmente são comercializados tanto microscópios Raman dedicados quanto equipamentos convencionais que podem ter o microscópio como acessório e em ambos os casos a utilização de fibras ópticas é um recurso essencial quando o objeto analisado é muito grande para caber no compartimento de amostras ou quando seu transporte até o laboratório não é possível.
             A espectroscopia de Raman é comumente utilizada em química, visto que a informação vibracional é específica para as ligações químicas e simetria de moléculas. Por conseguinte, proporciona uma impressão digital através da qual a molécula pode ser identificada. Por exemplo, as frequências de vibração de SiO, Si 2 O 2 , e Si 3 O 3 foram identificadas e caracterizadas com base em análises de coordenadas normais utilizando espectros de infravermelho e Raman. [ 7 ] A região de impressão digital de moléculas orgânicas é no ( número de onda ) variam 500-2000 cm -1 . Outra forma que a técnica é utilizada é a de estudar alterações nas ligações químicas, como quando um substrato é adicionado a uma enzima.
            Este efeito vem sendo utilizado em várias áreas de interesse tais como: detecção de narcóticos e explosivos em aeroportos, caracterização de artefatos arqueológicos, análise de fluídos corpóreos em investigações forenses e também como ferramenta de pesquisa de vida em Marte.[7]
Área Química
            Na química de estado sólido e a indústria bio-farmacêutica, a espectroscopia de Raman pode ser usada para identificar não só (ID) ingredientes farmacêuticos activos (API), mas no caso de várias formas polimórficas, isto também pode ser utilizado para identificar a forma polimórfica da API. Por exemplo, existem quatro formas polimórficas diferentes da API ( aztreonam ) na Cayston , um medicamento comercializado pela Gilead Sciences para fibrose cística . Tanto a espectroscopia de infravermelho como de Raman podem ser utilizadas para identificar e caracterizar o API, que é usado na formulação de Cayston . Em formulações bio-farmacêuticas, deve-se usar não só a molécula correta, mas a forma polimórfica correta, como diferentes formas polimórficas têm diferentes propriedades físicas, por exemplo, a solubilidade, ponto de fusão, espectros de Raman e / infravermelhos.
              Vários projetos de investigação demonstraram o uso da espectroscopia Raman como um meio para detectar explosivos usando feixes de laser a uma distância segura. [ 7 ]
Área Física
               Em física do estado sólido, espectroscopia Raman espontâneo é usada para, entre outras coisas, caracterizar materiais, medir temperatura , e encontrar a orientação cristalográfica de uma amostra. Tal como acontece com moléculas individuais, um determinado material sólido tem características fônons modos que podem ajudar um experimentador a identificá-lo. Além disso, a espectroscopia de Raman pode ser utilizada para observar outras excitações de baixa frequência dos sólidos, tais como plasmonsmagnons, e gap supercondutor excitações. O sinal de Raman espontâneo dá informação sobre a população de um determinado modo de fonão da relação entre o Stokes (downshifted) intensidade e anti-Stokes (upshifted) intensidade.
              Espalhamento Raman por uma anisotrópica cristal dá informações sobre a orientação de cristal. A polarização da luz difusa de Raman no que diz respeito ao cristal e a polarização da luz de laser pode ser utilizado para encontrar a orientação do cristal, se a estrutura do cristal (para ser mais específico, o seu grupo de pontos ) é conhecido.
              A espectroscopia de Raman é a base para a detecção de temperatura distribuída (DTS) ao longo de fibras ópticas, que utiliza a retrodifusão em Raman deslocado de impulsos de laser para determinar a temperatura ao longo de fibras ópticas.
              Fibras ativas Raman, tais como aramida e carbono, têm modos de vibração que mostram uma mudança na frequência Raman com tensão aplicada. Polipropileno fibras também apresentam mudanças semelhantes. O modo de respiração radial é uma técnica utilizada para avaliar o diâmetro dos nanotubos de carbono. Em nanotecnologia, um microscópio de Raman pode ser utilizado para analisar os nanofios e compreender melhor a composição das estruturas.
Área Biomédica
              Espectroscopia Raman espacialmente deslocamento (SORS), que é menos sensível do que a superfície camadas de Raman convencional, pode ser utilizado para descobrir fármacos falsificados sem abertura das respectivas embalagens, e para monitorização não invasiva de tecido biológico. [7] A espectroscopia de Raman pode ser utilizada para investigar a composição química de documentos históricos, como o Livro de Kells e contribuir para o conhecimento das condições sociais e económicas, no momento, que os documentos foram produzidos. [7]Isto é especialmente útil porque a espectroscopia Raman oferece um modo não-invasivo para determinar o melhor curso de preservação ou conservação de tratamento para tais materiais.
               O espalhamento inelástico também pode ser utilizado na área biomédica, pois permite caracterização dos componentes celulares normais e alterados, podendo identificar núcleos, nucléolos, organelas, e tecidos patológicos como: desorganização epitelial, tanto na sua arquitetura ou orientação celular bem como composição bioquímica.[7] 
                Portanto, é uma arma importante para diagnóstico de lesões neoplásicas, e atualmente as assinaturas bioquímicas de alguns tipos de câncer já foram estabelecidas e vêm sendo utilizadas na prática clínica, podemos citar: Câncer de pulmão, cervix uterino, cólon retal, esôfago, tireoide, pele.[7]
            Analisadores de gases Raman tem muitas aplicações práticas. Por exemplo, eles são utilizados na medicina para a monitorização em tempo real de misturas de gases anestésicos respiratórios e durante a cirurgia.
             Espectroscopia Raman também tem sido utilizada para confirmar a previsão da existência de fonões de baixa frequência [7] em proteínas e DNA, estimulando grandemente os estudos de baixa frequência de movimento coletivo em proteínas e DNA e as suas funções biológicas. [ 7 ]
             Moléculas repórter Raman com olefinas ou alcino porções estão a ser desenvolvidos para permitir a imagiologia do tecido com SERS marcado com anticorpos. [ 7 ] 
             A espectroscopia Raman também tem sido usada como uma técnica não-invasiva para em tempo real, na caracterização bioquímica de cura de feridas in situ e análise multivariada dos espectros Raman permitiu uma medida quantitativa do progresso da ferida na cicatrização. [ 7 ] A espectroscopia Raman tem, ainda,  uma vasta utilização em estudos de biominerais.
Microespectroscopia
             Espectroscopia Raman oferece várias vantagens para microscópica análise. Uma vez que é uma técnica de espalhamento, as amostras não precisam ser fixas ou seccionadas. Os espectros de Raman podem ser recolhidos a partir de um volume muito pequeno (<1 um de diâmetro); estes espectros permitem a identificação de espécies presentes nesse volume. Água geralmente não interfere com a análise espectral Raman. Assim, a espectroscopia de Raman é adequada para o exame microscópico de minerais , materiais tais como polímeros e cerâmicas, células , proteínas e vestígios de provas forenses. Um microscópio de Raman começa com um microscópio óptico comum, e adiciona um laser de excitação, um monocromador, e um detector sensível (tal como um dispositivo de carga acoplada (CCD), ou fotomultiplicador tubo (PMT)). FT-Raman também tem sido utilizado com microscópios. Microscópios ultravioleta e óptica UV melhorada devem ser usados quando uma fonte de laser de UV é usada para microespectroscopia Raman. [7]
             Na imagem direta , todo o campo de visão é examinado para dispersar sobre uma pequena gama de números de onda (Raman muda). Por exemplo, um número de onda característico para o colesterol pode ser utilizado para registar a distribuição de colesterol dentro de uma cultura de células.
             A outra abordagem é imagem hiperespectral ou imagem química , em que milhares de espectros Raman são adquiridos de todo o campo de visão. Os dados podem então ser usados para gerar imagens que mostram a localização e quantidade de componentes diferentes. Tomando como exemplo a cultura de células, uma imagem hiperespectral poderia mostrar a distribuição de colesterol, bem como proteínas, ácidos nucleicos, e ácidos gordos. Técnicas de sinalização e de processamento de imagens sofisticadas podem ser usadas para ignorar a presença de água, meios de cultura, tampões, e outras interferências.
             Microscopia de Raman, e em particular, microscopia confocal, tem alta resolução espacial. Por exemplo, as resoluções foram laterais e profundidade de 250 nm e 1,7 mm, respectivamente, usando um microespectrômetro de Raman confocal com a linha de 632,8 nm de um laser de hélio-néon com um orifício de 100 um de diâmetro. Uma vez que as lentes objetivas de microscópio focarem o feixe de laser para vários micrômetros de diâmetro, o fluxo de fótons resultante é muito mais elevado do que os obtidos em instalações convencionais de Raman. Isto tem a vantagem de uma maior extinção da fluorescência. No entanto, o elevado fluxo de fótons pode também causar degradação da amostra, e por esta razão algumas configurações necessitam de um substrato termicamente condutor (que atua como um dissipador de calor), a fim de atenuar este processo.[7]
            Outra abordagem chamada de imagem Raman mundial [7] usa imagens monocromáticas completas em vez de reconstrução de imagens de espectros adquiridos. Esta técnica está sendo utilizada para a caracterização de dispositivos de grande escala, mapeamento de diferentes compostos e estudo dinâmico. Ele já tem sido utilizado para a caracterização de grafeno camadas,[7]corantes dentro J-agregados nanotubos de carbono [7] e vários outros materiais 2D como MoS2 e WSe2. Uma vez que o feixe de excitação é disperso ao longo de todo o campo de visão, estas medições podem ser feitas sem danificar a amostra.
             Microscopia Raman para os espécimes biológicas e médicas geralmente usa infravermelho próximo (NIR) lasers (785 diodos nm e 1064 nm Nd: YAG são especialmente comuns). Isto reduz o risco de danificar a amostra mediante a aplicação de comprimentos de onda mais elevados de energia. No entanto, a intensidade da NIR Raman é baixa (devido à ω 4dependência de espalhamento Raman intensidade), e a maioria dos detectores requerem tempos de coleta muito longos. Recentemente, detectores mais sensíveis tornaram-se disponíveis, tornando a técnica mais adequada para uso geral. Microscopia Raman de espécimes inorgânicos, tais como pedras e cerâmicas e polímeros, pode usar uma ampla gama de comprimentos de onda de excitação. [7]
Microscopia confocal de Raman
           A microscopia confocal de Raman refere-se à capacidade de filtrar o volume espacialmente na análise da amostra, no XY (lateral) e Z (profundidade) dos eixos. Para um design confocal de verdade, os limites de resolução espacial são definidos principalmente pelo comprimento de onda do laser e a qualidade do feixe de laser que é usado e do tipo de objeto microscópio selecionado e assim por diante. Para a mais alta resolução espacial, um bem adaptado alta ampliação da objetiva e visível excitação laser, muitas vezes, produzem os melhores resultados. Resolução espacial típica é da ordem de 0,5-1. [7]
           O primeiro microscópio confocal foi inventado em 1955 e patenteado em 1957 por Marvin Minsky, estudante de pós-doutorado da Universidade de Harvard (USA).
           A microscopia confocal pode ser associada a diferentes técnicas, tais como: Absorção, Reflexão, Transmissão, Emissão, Fotoluminescência, Fluorescência ou Espectroscopia Raman.[7]
           A sonda Microscópica Confocal é composta por fibras, lentes, espelhos, câmera e por uma objetiva. As fibras são responsáveis por guiar o laser até a sonda e também levar o sinal espalhado da amostra até o espectrômetro. As lentes e os espelhos são necessários para fazer o caminho óptico dentro do microscópio e o acoplamento dos sinais nas fibras e objetiva. A câmera serve para visualizar a superfície da amostra em análise. [7]
           O laser de titânio safira também é utilizado na espectroscopia do Raman dispersivo por fibra óptica com comprimento de onda de 785 nm, permite uma boa penetração da luz na pele, minimiza a fluorescência e não causa qualquer degradação térmica ou fotoquímica. A potência do laser focalizada sobre a amostra deve ser mantida a 50 mW, o que não destrói amostras biológicas. [7]
           A junção do microscópio confocal ao sistema Raman, permite em tempo real e com elevada especificidade, detectar alterações bioquímicas presentes em tecidos vivos, sem a necessidade de dissecação. Com isso, o espectro obtido fornece informações moleculares sobre a composição estrutural e bioquímica da amostra em estudo, assim fornecendo espectros característicos que podem ser utilizados tanto para fins diagnósticos  como terapêuticos. [7].
            Um exame com raios laser, que poderia ser realizado com aparelhos portáteis, poderá vir a substituir outros tipos de exames no futuro, oferecendo a médicos uma alternativa mais eficaz para o diagnóstico de doenças. A técnica de espectroscopia Raman pode ser útil na identificação de sinais iniciais de câncer de mama, cáries e osteoporose, entre outros males.
           A espectroscopia mede a intensidade e comprimento das ondas de luz dispersadas por moléculas e já é usada nas indústrias química e farmacêutica, e agora pesquisadores britânicos e norte-americanos estão investigando formas de usar o método no diagnóstico de doenças. A espectroscopia Raman poderá também ser usada como alternativa para a mamografia, exame usado para detectar sinais de câncer de mama, pois tal técnica poderá revelar tumores benignos ou malignos, dependendo das alterações na estrutura das proteínas e nas quantidades relativas de proteínas, gorduras e ácidos nucleicos no tecido.
            Os estudiosos acreditam que o sistema, mais rápido, preciso e barato do que os convencionais, pode estar disponível para esse uso dentro de cinco anos.

Referências

 

1.SILVA; Sebastião William da; VELOSO; Aline Bessa. Uso da técnica SERS para distinção entre células sadias e de câncer de mama e para avaliação dessas células após Terapia Fotodinâmica: um estudo in vitro. Instituto de Física; Universidade de Brasília, 2012.


 2. WORLD HEALTH ORGANIZATION. International Agency for Research on Cancer.Globocan2012.

3. INSTITUTO NACIONAL DE CÂNCER (Brasil). Estimativa 2016. Incidência do Câncer no Brasil. Rio de Janeiro: INCA, 2015.

4. INSTITUTO NACIONAL DE CÂNCER (Brasil). Atlas da Mortalidade. Disponível em: http://mortalidade.inca.gov.br/Mortalidade/. Acesso em: 11/11/2015.

5. ADAMI H., HUNTER, D. e TRICHOPOULOS, D. (editores) Testbook of Cancer Epidemiology. 2nd ed.: Oxford University Press, 2008.

6. BRASIL. Ministério da Saúde. Secretaria de Vigilância em Saúde. Departamento de Informática do SUS (Datasus). Sistema de Informações sobre Mortalidade - SIM. http://www2.datasus.gov.br/DATASUS/index.php?area=0205 Acesso em: 11/12/2014.
7. FARIA, Dalva L. A. de. O que é Microscopia Raman, Boletim da Sociedade Brasileiira de Microscopia e Microanálise, Ano 10, fevereiro-março de 2007, p. 6-8. (http://www.sbmm.org.br/upload_arquivos/boletim_6_fevereiro_marco_2007.pdf