Kırmızı ve Kızılötesi Işığın Hipokloröz Asit Kombine Uygulamalarının ile Keratinosit (HaCaT) ve Fibroblast Hücre Hattı (Human Dermal Fibroblast HDFa) Üzerinde Etkilerinin Belirlenmesi

Year 2023, Volume: 4 Issue: 1, 17 - 29, 21.06.2023

Betül Şahin , Başak Ünver Koluman , Mücahit Seçme , Yavuz Dodurga , Gülçin Abban Mete , Mustafa Köse , Mahmed Sari Njjar , Ahmet Koluman

https://doi.org/10.53525/jster.1230846

Abstract

Yaralanma, gündelik yaşamda insanların sık karşılaştığı sağlık sorunları arasında yer almaktadır. Yaralarda iyileşmeyi engelleyen sebeplerin bulunması ve bu sebeplerin ortadan kaldırılması iyileşme sürecinin hızlandırılmasına yardımcı olmaktadır. Ancak yaşlı nüfusun artması, sağlık kuruluşlarına uzak yaşayan insanların sağlık hizmetine ulaşamaması, sağlık harcamalarındaki artışların olması ve kompleks hastalardaki iyi yönetilemeyen yaralar, bir süre sonra kronik yaranın gelişmesine yol açabilmektedir. Bu çalışmanın amacı kırmızı LED ışık, infrared LED ışık ve hipokloröz asidin iki farklı hücre tipi üzerindeki in vitro etkilerini araştırmaktır. Çalışmada uygulama için düşük maliyetli ve taşınabilir optik düzenek hazırlanmıştır. Keratinosit hücre hattına (HaCaT) ve fibroblast hücre hattına (BJ) kırmızı ışık, infrared ışık, hipokloröz asit ve bu ışıkların hipokloröz asit ile kombinasyonu uygulanmıştır. Deneyin sonunda keratinosit ve fibroblast hücreleri uygulamalara farklı tepki gösterdi. Keratinosit hücrelerinde 48 ve 72 saat sonra artış gözlemlenirken fibroblast hücrelerinin üremelerinde azalma gerçekleşti. Fotobiyomodülasyonun yara iyileşmesini destekleme kabiliyeti, hücrelerin üremesindeki artışa bağlıdır. Elde ettiğimiz veriler ile sağlık alanlarında yara iyileşmesine katkı yapabileceğini düşünmekteyiz.

Keywords

Yara iyileşmesi, hipokloröz asit, fototerapi, LED, Red light, Dermal Fibroblast

Determination of The Effects of Red And Infrared Light On Keratinocyte (HaCaT) And Fibroblast Cell Line (Human Dermal Fibroblast HDFa) Combined With Hypochlorous Acid Application

Abstract

Injury is one of the most common health problems people face in daily life. Finding the causes that prevent healing in wounds and eliminating these causes helps to accelerate the healing process. However, the increase in the elderly population, the inability of people living far from health institutions to access health services, increases in health expenditures and poorly managed wounds in complex patients can lead to the development of chronic wounds after a while. The aim of this study is to investigate the in vitro effects of red LED light, infrared LED light and hypochlorous acid on two different cell types. In the study, a low-cost and portable optical device was prepared for irradiation. Red light, infrared light, hypochlorous acid and the combination of these lights with hypochlorous acid were applied to the keratinocyte cell line (HaCaT) and fibroblast cell line (BJ). At the end of the experiment, keratinocyte and fibroblast cells reacted differently to the treatments. An increase was observed in keratinocyte after 48 and 72 hours, while a decrease in the fibroblast cells. The ability of photobiomodulation to promote wound healing is due to increased proliferation of cells. We think that the data we have obtained can help to wound healing in health fields.

Keywords

wound healing, Hypochlorous acid, Phototherapy, LED, Dermal Fibroblast, Red light

References

• [1] T. O. H. Prasetyono, “General concept of wound healing, revisited. Medical”, Journal of Indonesia, 208, 2009.
• [2] M. Rodrigues, N. Kosaric, C. A. Bonham, and G. C. Gurtner, “Wound healing: a cellular perspective”, Physiological Reviews, 99(1), 665–706, 2019.
• [3] A. H. Kurtoğlu ve A. Karataş, “Yara tedavisinde güncel yaklaşımlar: modern yara örtüleri”, Ankara Ecz. Fak. Dergisi, 38(3), 211-232, 2009.
• [4] G. Baktır, “Yara iyileşmesi ve deneysel yara modelleri”, Experimed, 9(3), 130-7, 2019.
• [5] M. Topalan, ve D. Önel, “Yara iyileşmesi”, (eds: M. Topalan ve Ş. Aktaş), Güncel Yönleriyle Kronik Yara, Aygül Ofset Matbaacılık, 1-26, 2010.
• [6] A. H. K. Köklü, ve D. A. U. Çankal, “Yara iyileşmesini etkileyen faktörler içerisinde beslenmenin yeri”, Atatürk Üniv. Diş Hek. Fak. Dergisi, 7, 135-141, 2013.
• [7] A. F. Falabella, and R. S. Kirsner, Wound healing, U.S.A : Taylor and Francis Group, 2005.
• [8] R. C. Mosca, A. A. Ong, O. Albasha, K. Bass, and P. Arany, “Photobiomodulation therapy for wound care: a potent, noninvasive, photoceutical approach”, 32(4), 2019.
• [9] L. F. De Freitas and M. R. Hamblin, “Proposed mechanisms of photobiomodulation or low-level light therapy”, IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 22(3), 348–364, 2016.
• [10] M. Sloan, Red light therapy miracle medicine, EndAllDisease Publishing, 2018.
• [11] Ö. Yücel, “Led Fotobiyomodülasyon Tedavisinin Dental İmplant Stabiliteleri Üzerine Etkisinin Değerlendirilmesi”, Doktora Tezi, Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü, Ağız, Diş ve Çene Cerrahisi Anabilim Dalı, Konya, 2013.
• [12] A. Q. Tran, N. Topilow, A. Rong, P. J. Persad, M. C. Lee, J. H. Lee and W. W. Lee, “Comparison of skin antiseptic agents and the role of 0.01% hypochlorous acid”, Aesthetic Surgery Journal, 41(10), 1170–1175, 2020.
• [13] D. Joachim, “Wound cleansing: benefits of hypochlorous acid”, Journal of Wound Care, 29(Sup10a), S4–S8, 2020.
• [14] M. H. Gold, A. Andriessen, A. C. Bhatia, P. Bitter, S. Chilukuri, J. L. Cohen and C. W. Robb, “Topical stabilized hypochlorous acid: The future gold standard for wound care and scar management in dermatologic and plastic surgery procedures”, Journal of Cosmetic Dermatology, 2020.
• [15] N. Tripodi, D. Corcoran, P. Antonello, N. Balic, D. Caddy, A. Knight, C. Meehan, F. Sidiroglou, S. Fraser, D. Kiatos, M. Husaric, V. Apostolopoulos and J. Feehan, “The effects of photobiomodulation on human dermal fibroblasts in vitro: A systematic review”, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 112100, 2020.
• [16] P. T. R. De Abreu, J. A. A. de Arruda, R. A. Mesquita, L. G. Abreu, I. M. A. Diniz and T. A. Silva, “Photobiomodulation effects on keratinocytes cultured in vitro: a critical review”, Lasers in Medical Science, 2019.
• [17] V. Heiskanen and M. R. Hamblin, “Photobiomodulation: lasers vs. light emitting diodes?”, Photochemical & Photobiological Sciences, 17(8), 1003–1017, 2018.
• [18] L. Wang, M. Bassiri, R. Najafi, K. Nafaji, J. Yang, B. Khosrovi, W. Hwong, E. Barati, B. Belisle, C. M. C. stabilized hypochlorous acid: a component of the inorganic armamentarium of innate immunity”, J Burns Wounds, 6, e5, 2007.
• [19] C. Fuchs, M. S. Schenk, L. Pham, L. Cui, R. R. Anderson and J. Tam, “Photobiomodulation response from 660 nm is different and more durable than that from 980 nm”, Lasers in Surgery and Medicine, 2021.
• [20] E. Axisa, F. et al. Photobiomodulation by a new optical fiber device: analysis of the in vitro impact on proliferation/migration of keratinocytes and squamous cell carcinomas cells stressed by X-rays. Lasers Med Sci 36, 1445–1454 2021.
• [21] C. Núñez-Álvarez, and N. N. Osborne, “Enhancement of corneal epithelium cell survival, proliferation and migration by red light: Relevance to corneal wound healing”, Experimental Eye Research, 2019.
• [22] E. M. Vinck, B. J. Cagnie, M. J. Cornelissen, H. A. Declercq and D. C. Cambier, “Increased fibroblast proliferation induced by light emitting diode and low power laser irradiation”, Lasers in Medical Science, 18(2), 95–99, 2003.
• [23] R. Spitler, and M. W. Berns, “Comparison of laser and diode sources for acceleration of in vitro wound healing by low-level light therapy”, Journal of Biomedical Optics, 19(3), 038001, 2014.
• [24] I. Khan, and P. R. Arany, “Photobiomodulation therapy promotes expansion of epithelial colony forming units”, Photomedicine and Laser Surgery, 34(11), 550–555, 2016.
• [25] G. B. Ateş, “Photobiomodulation On Human Osteoblasts And Osteogenic Differentiation Of Adipose-Derived Stem Cells”, Doktora Tezi, Boğaziçi Univercity, İstanbul, 2017.
• [26] B. Türsen ve Ü. Türsen, “Dermatolojide ışık yayan diyot”, 2015.
• [27] D. Haina, R. Brunner, M. Landthaler, O. Braun-Falco and W. Waidelich “Animal experiments on light-induced woundhealing”, Optoelectronics in Medicine, 164-169, 1982.
• [28] P. C. L. Silveira, K. B. Ferreira, F. R. da Rocha, B. L. S. Pieri, G. S. Pedroso, C. T. De Souza, R. A. Pinho, “Effect of low-power laser (lpl) and light-emitting diode (led) on ınflammatory response in burn wound healing”, Inflammation, 39(4), 1395–1404, 2016.
• [29] A. P. C. De Sousa, G. M. Paraguassu, N. T. T. Silveria, J. de Souza, J. N. Cangussu, dos Santos And A. L. B. Pinheiro, “Laser and ld phototherapies on angiogenesis”, Lasers Med Sci, 28(3), 981-7, 2013.
• [30] Corazza, J. Jorge, C. Kurachi and V. S. Bagnato, “Photobiomodulation on the angiogenesis of skin wounds in rats using different light sources”, Photomedicine and Laser Surgery, 25(2), 102–106, 2007.
• [31] J. L. N. Bastos, R. F. Z. Lizarelli and N. A. Parizotto, “Comparative study of laser and LED systems of low intensity applied to tendon healing”, Laser Physics, 19(9), 1925–1931, 2009.
• [32] E. B. Odom, M.-B. Mundschenk, K. Hard and D. W. Buck, “The utility of hypochlorous acid wound therapy in wound bed preparation and skin graft salvage”, Plastic and Reconstructive Surgery, 143(3), 677e–678e, 2019.
• [33] S. Sakarya, N. Gunay, M. Karakulak, B. Ozturk ve B. Ertugrul, “Hypochlorous acid: an ideal wound care agent with powerful microbicidal, antibiofilm, and wound healing potency”, Wounds, 26(12), 342-350, 2014.