The influence of irradiation with low-level diode laser on the proteoglycan content in arthrotically changed cartilage in rabbits

The course of arthrosis was investigated on an animal-experimental arthrosis model considering macroscopic aspects, and the proteoglycan and the glycosaminoglycan contents. Based on these parameters, the influence of a low-power diode laser of 692.6 nm wavelength on the progress of arthrosis was investigated. Thirty days following joint instability surgery another operation was made during which the femoral condyles were irradiated using different energy densities. Seven days after the second operation, macroscopic findings were made and the proteoglycan content was established based on the quantitative determination according to Taylor and Jeffre. This method is based on various spectrophotometric absorption behaviours of different concentrations of sulphatized glycosaminoglycans in the presence of dimethylmethylene blue.Macroscopically, a progressively increasing severity of cartilage changes during the course of arthrosis was detected and the proteoglycan content was found to decrease. The changes in the irradiated joints proved to be less severe, with the higher energy density having a greater positive influence of statistical significance.

ZusammenfassungIn einem tierexperimentellen Arthrosemodell wurde der Verlauf der Arthrose nach makroskopischen Gesichtspunkten und nach Aspekten des Proteoglykan- bzw. Glykosaminoglykangehaltes des Knorpels untersucht. Der Einfluss der Knorpelbestrahlung mit niederenergetischem Diodenlaser mit einer Wellenlänge von 692.6 nm auf den Verlauf der Arthrose wurde nach gleichen Parametern evaluiert. 30 Tage nach einer Gelenkinstabilitätsoperation wurden während einer zweiten Operation die Femurkondylen mit unterschiedlichen Energiedichten bestrahlt. Sieben Tage nach der zweiten Operation wurden sowohl makroskopische Befunde erhoben als auch der Proteoglykangehalt auf Basis der quantitativen Bestimmung nach Taylor & Jeffre bestimmt. Dieses Verfahren beruht auf den unterschiedlichen spektrophotometrischen Absorptionsverhalten der verschiedenen Konzentrationen von sulfatierten Glykosaminoglykanen in Anwesenheit von Dimethylmethylenblau.Makroskopisch fand sich eine progrediente Zunahme der Schwere der Knorpelveränderungen im Verlauf der Arthrose, ebenso konnte eine Abnahme des Proteoglykangehaltes nachgewiesen werden. Des Weiteren fanden sich bei den bestrahlten Gelenken mildere Veränderungen, wobei hier die höhere Energiedichte einen größeren positiven Einfluss mit statistischer Signifikanz hatte.

SumarioLa evolución de la artrosis se ha examinado en un modelo experimental-animal, considerando los aspectos macroscópicos y el contenido de proteoglicano y glicosaminoglicano del cartílago. La influencia de la radiación del cartílago con láser de diodo de baja energía con una longitud de onda de 692.6 nm en el desarrollo de la artrosis se evaluó con los mismos parámetros. Treinta días después de una operación para estabilizar la articulación, los cóndilos femorales fueron radiados con diferentes densidades de energía en una segunda operación. Siete días después de la segunda operación, se presentó el diagnóstico y se estableció el contenido del proteoglicano sobre la base de la determinación cuantitativa según Taylor y Jaffe. Este procedimiento se basa en el diferente comportamiento de absorción espectrofotométrico de las diferentes concentraciones de glicosaminoglicanos sulfatados en presencia de azul de dimetilmetileno.Macroscópicamente, durante el transcurso de la artrosis, se observó un incremento progresivo del cuerpo de las alteraciones en el cartílago, también pudo comprobarse un descenso en el contenido del proteoglicano. Además se encontraron en las articulaciones radiadas alteraciones más bajas y la más alta densidad de la energía ejerció una mayor influencia positiva con significado estadístico.