ATLAS-Terapia Fotodinâmica em Odontologia _PARTE_001

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F o n t e s d e l u z
Lívio de Barros siLveira
Para melhor compreensão da utilização das fontes de luz utilizadas 
na aPdT, é importante fazer uma breve revisão sobre radiação, 
energia, ondas e espectro eletromagnético.
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radiação, energia e ondas
O Universo que nos rodeia é banhado por um imenso “oceano” de 
luzes, das quais nossos olhos conseguem captar apenas uma pe-
queníssima fração. O termo luz fica reservado à pequena parcela de 
radiação eletromagnética que conseguimos enxergar. Por esta razão, 
é mais conveniente chamarmos ao conjunto de todas as luzes de 
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA. A radiação eletromagnética é uma 
forma de energia42.
IRRADIAR significa emitir, espalhar, projetar. Já RADIAÇÃO é aquilo que 
é irradiado por alguma coisa. Pode ser aplicado às várias formas de luz 
ou a feixes de partículas atômicas. A radiação visível que conseguimos 
perceber corresponde a uma estreita faixa do espectro eletromagnéti-
co. Para cada “cor” do espectro, está associado um número chamado 
COMPRIMENTO DE ONDA.
A radiação eletromagnética é constituída de ondas eletromagnéticas, 
portanto, o conceito de onda é de fundamental importância para a com-
preensão de uma série de fenômenos físicos.
Em termos formais, ONDA é o resultado de algum tipo de perturbação 
que se propaga em um meio qualquer, sem que este meio sofra qualquer 
deslocamento líquido de matéria. Quanto à origem, existem basicamen-
te dois tipos de onda: ONDAS MECÂNICAS e ELETROMAGNÉTICAS. 
As ondas mecânicas dependem de um meio material para se propa-
garem (ondas do mar e ondas sonoras); já as ondas eletromagnéticas 
não dependem de um meio material pois correspondem à propaga-
ção de uma perturbação nos campos elétricos e magnéticos, que 
podem existir independentemente de um meio material. 
Existem ainda outras classificações para ondas, tais como longitudi-
nais (ondas sonoras), transversais (ondas eletromagnéticas) e ondas 
estacionárias (cordas de um violão).
Em uma onda eletromagnética, os campos elétricos e magnéticos são 
perpendiculares entre si e perpendiculares à propagação da onda, 
caracterizando uma onda do tipo transversal85.
Na Figura 01, uma onda é a propagação de uma perturbação em 
um meio qualquer, sem que haja movimento líquido das partículas 
do meio, isto é, as partículas sobem e descem, como indicado pelas 
setas verticais, mas na média permanece no mesmo lugar. A distância 
entre os pontos máximos e mínimos do sobe e desce das partículas 
do meio define a amplitude da onda. A distância entre dois picos ou 
dois vales, ou ainda, dois pontos quaisquer equivalentes da onda, de-
fine o que se chama comprimento de onda, designado normalmente 
pela letra grega lambda (λ). 
01. Representação esquemática das ondas eletromagnéticas.
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O número de ciclos de sobe e desce, por unidade de tempo, define a 
frequência da onda, medida normalmente em Hertz ou ciclos por se-
gundo, e representada, geralmente, pela letra f ou ainda pela letra gre-
ga ν85. O produto do comprimento de onda pela frequência da onda 
fornece a velocidade de propagação da onda no meio em questão, 
isto é, a velocidade com que a perturbação se propaga. No caso das 
ondas eletromagnéticas no vácuo, este produto fornece a velocidade 
da luz (c = 299 793km/s).
As radiações eletromagnéticas têm sempre a mesma natureza e 
se caracterizam pela sua energia, pela sua frequência ou pelo seu 
comprimento de onda, uma vez que estas três características estão 
interrelacionadas. O espectro apresenta radiações de energias e fre-
quências muito altas, e comprimentos de onda muito curtos, que vão 
variando, e chegam a regiões de energia e frequência muito baixas 
e comprimentos de onda grandes. A frequência é inversamente pro-
porcional ao comprimento de onda.
esPecTro eLeTromagnéTico
A transmissão de energia na forma de ondas, contendo um componen-
te elétrico e outro magnético, pode ser produzida pela aceleração de 
uma carga elétrica em um campo magnético. O conjunto de todas as 
ondas eletromagnéticas recebe o nome de espectro eletromagnético. 
O espectro da radiação eletromagnética engloba ondas de rádio, micro-
ondas, infravermelhos, luz visível, ultravioleta, raios x e os raios gama. 
Esses nomes indicam áreas do espectro divididas com fins didáticos e 
práticos, pois o espectro é contínuo e não há diferenças abruptas entre 
as formas de radiação e todas são, basicamente, o mesmo fenômeno 
físico. Todas irradiam pelo espaço com a “velocidade da luz”, de cerca 
de 300 mil km/s. 
Os vários tipos de ondas eletromagnéticas diferem no comprimento 
de onda e na frequência da radiação85, que fazem com que tenham 
diferentes características, como o poder de penetração dos raios X ou 
o aquecimento do infravermelho (Figura 02).
02. Representação do espectro eletromagnético.
Comprimento de onda (em metros)
raios
gama
raios x micro
ondas
ondas 
de radio
Luz VisíVeL
10-14 10-12 10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 100 102 104
104106108101010121016101810201022
raios
ultravioleta raios
infravermelhos
frequência (em hertz)
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400
região do
ultravioleta
Comprimento de onda (nm)
espeCtro VisíVeL
região do
infravermelho
500 600 700
esPecTro da Luz visíveL
Newton foi o primeiro a reconhecer que a luz branca é constituída por 
todas as cores do espectro visível e que o prisma não cria cores por 
alterar a luz branca, como se pensou durante séculos, mas sim por dis-
persar a luz, separando-a nas suas cores constituintes. 
O detector humano olho-cérebro percebe o branco como uma vasta mis-
tura de frequências, normalmente, com energias semelhantes em cada in-
tervalo de frequência85. A cor não é uma propriedade da luz, mas sim uma 
manifestação eletroquímica do sistema sensorial (olhos, nervos, cérebro). 
A luz branca contém todas as cores. Assim, se recebermos simultane-
amente todas as cores do espectro visível, a luz visível de maior com-
primento de onda é a vermelha e a de menor comprimento de onda é a 
violeta e cada frequência determina a sensação de uma cor151 (Figura 03).
O espectro de luz visível compreende uma faixa pequena quando 
comparada com o conjunto do espectro da radiação eletromagnética, 
isto é, comprimentos de onda no intervalo de 400 a 750nm, aproxi-
madamente, compreendendo as seguintes cores: violeta, anil, azul, 
verde, amarelo, alaranjado e vermelho85 (Figura 04).
A luz visível de maior comprimento de onda é a vermelha e a de menor 
comprimento de onda é a violeta. Suas frequências vão de aproxi-
madamente 384x1012Hz (para o vermelho) até cerca de 769x1012Hz 
(para o violeta)18.
03. Representação esquemática de cores com comprimento de onda emitindo no 
visível do espectro eletromagnético, modificado de Taylor; French151.
distance
electric field
400nm
500nm
600nm
04. Representação esquemática do espectro visível.
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cor comPrimenTo de onda (nm) Frequência (10
12 Hz)
vermeLHo 780 – 622 384 – 482
Laranja 622 – 597 482 – 503
amareLo 597 – 577 503 – 520
verde 577 – 492 520 – 610
azuL 492 – 455 610 – 659
vioLeTa 455 – 390 659 – 769
esPecTro inFravermeLHo
Esta forma de radiação foi descoberta por acaso, em 1800, por Sir 
William Herschele; é a porção do espectro eletromagnético limitada 
pelo espectro visível no lado de menor comprimento de onda e por 
microondas no lado de maior comprimento de onda. 
A região do infravermelho estende-se dos 3x1011Hz até aproximada-
mente aos 384x1012Hz. O infravermelho (IV) é vulgarmente subdividido 
em trêsregiões: IV próximo (próximo do visível) (780 - 2500nm), IV 
intermédio (2500 - 50000nm) e IV longínquo (50000nm –1mm).
Os corpos quentes emitem, abundantemente, radiações infraverme-
lhas. De forma semelhante aos animais de sangue quente, o ser hu-
mano irradia no infravermelho e essa emissão é explorada por dis-
positivos de visão noturna. São utilizadas nos controles remotos dos 
aparelhos de televisão, de portas de automóveis, bem como no trata-
mento de processos inflamatórios.
radiação uLTravioLeTa
Adjacente à luz visível no espectro eletromagnético encontra-se a 
região dos raios ultravioleta, descoberta por Johann Wilhelm Ritter 
(1776-1810). A radiação ultravioleta (UV) é a parte do espectro eletro-
magnético referente aos comprimentos de onda entre 100 e 400nm. 
De acordo com a intensidade que a UV é absorvida pelo oxigênio (O2), 
ozônio (O3) e, também, por seus efeitos fotobiológicos, a região UV 
pode ser dividida em três intervalos, de acordo com a Tabela 02.Tabela 02. Intervalos espectrais da região do ultravioleta no espectro eletromagnético.
Tabela 01. Valores de frequências e comprimentos de onda, no vácuo, obser-
vando-se que à medida que o comprimento de onda aumenta, a frequência diminui.
nome
inTervaLo 
esPecTraL (nm)
caracTerísTicas
uvc 100 – 280
Completamente absorvida pelo O2 e O3 es-
tratosférico e, portanto, não atinge a super-
fície terrestre. É utilizada na esterilização de 
água e materiais cirúrgicos.
uvB 280 – 320
Fortemente absorvida pelo O3 estratosféri-
co. É prejudicial à saúde humana, poden-
do causar queimaduras e, em longo prazo, 
câncer de pele.
uva 320 – 400
Sofre pouca absorção pelo O3 estratosférico. 
É importante para sintetizar a vitamina D no 
organismo. Porém o excesso de exposição 
pode causar queimaduras e, em longo prazo, 
causa o envelhecimento precoce.
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O olho humano não consegue enxergar facilmente no ultravioleta por-
que a córnea absorve-o, particularmente, para pequenos comprimen-
tos de onda, enquanto que o cristalino absorve mais fortemente para 
comprimentos de onda maiores. Alguns animais, como por exemplo, 
as abelhas e os pombos, reagem aos raios ultravioleta. A região do 
ultravioleta estende-se dos 800x1012Hz até cerca de 3,4x1016Hz (com 
comprimentos de onda desde 3,75x10-7m até cerca de 8x10-9m).A 
grande atividade química das radiações ultravioletas confere-lhes poder 
bactericida, sendo aproveitado na esterilização de alguns produtos.
Algumas substâncias, quando sujeitas às radiações ultravioleta, emitem 
luz visível. Os átomos destas substâncias, chamadas fluorescentes, ab-
sorvem a radiação ultravioleta (invisível), e irradiam radiação visível para 
o ser humano. Os ponteiros de alguns relógios contêm vestígios des-
sas substâncias para serem visíveis à noite. Outras substâncias, desig-
nadas fosforescentes, mantêm a emissão de luz visível durante algum 
tempo depois de terem sido sujeitas à radiação ultravioleta.
Laser
A palavra laser é uma abreviação de Light Amplification by Stimulated 
Emission of Radiation, que significa amplificação da luz por emissão 
estimulada de radiação18,94. Em 1917, Einstein descreveu a emissão 
estimulada, de forma teórica, definindo que, sob certas condições, um 
átomo pode estar excitado e ser estimulado a emitir um fóton, provo-
cado ou induzido por um fóton externo, de mesma energia94.
As propriedades físicas da luz laser são: monocromaticidade, coerên-
cia e direcionalidade72,149,151 (Figura 05). 
A monocromaticidade é a propriedade física que representa a pureza 
da luz, justificada pelo feixe de laser ser composto por apenas um 
único comprimento de onda, de forma que, se atravessarmos essa luz 
por um prisma, ela sairá do outro lado da mesma forma como incidiu. 
Os lasers utilizados nas áreas biomédicas possuem comprimentos de 
onda situados no espectro eletromagnético variando entre a faixa do 
ultravioleta passando pelo visível e chegando até o infravermelho85,151.
A coerência é a propriedade representada pelo alinhamento das on-
das luminosas com mesma frequência, com características de possuir 
coincidências de cristas e vales destas mesmas ondas luminosas que 
compõem o feixe, permitindo que caminhe de forma paralela e orde-
nada no tempo e no espaço26,73,151.
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A direcionalidade é definida pela capacidade que essa luz possui de 
se propagar em uma única direção.
Os lasers são classificados em dois grandes grupos: lasers de baixa 
intensidade e lasers de alta intensidade, diferenciando-se basicamen-
te no modo de atuação e pelos efeitos que podem resultar nos mate-
riais ou tecidos biológicos133.
Os lasers de alta intensidade, também conhecidos como Power La-
ser ou laser cirúrgico (HILT – High Intensity Laser Treatment), podem 
ser usados para coagulação, corte, vaporização e carbonização, de 
acordo, principalmente, com o efeito térmico promovido após a ab-
sorção da luz pela matéria. Os lasers de baixa intensidade, também 
conhecidos como Soft Laser ou laser terapêutico (LILT– Low Intensity 
Laser Therapy), são utilizados levando a uma interação que exclui a 
possibilidade de manifestação dos efeitos térmicos mensuráveis clini-
camente sobre os tecidos31,133,154, resultando, basicamente em efeitos 
fotoquímicos e fotofísicos133.
05. Composição da luz: monocromaticidade e coerência, de TAYLOR e FRENCH151 
reproduzido por SILVEIRA133.
Luz monoCromátiCa Coerente
Luz monoCromátiCa 
inCoerente
Luz não monoCromátiCa 
inCoerente
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a Figura 06 ilustra os tipos de lasers e a faixa do espectro eletromag-
nético mais utilizado nos sistemas biológicos, com suas respectivas 
afinidades pelas substâncias cromóforas dos tecidos vivos51.
06. Gráfico apresentando os principais cromóforos dos tecidos biológicos e os lasers 
mais utilizados, modificado de Maldonado96.
CoeFiCiente de aBsorÇão (cm-1)
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diodos emissores de Luz (LIGHT EMITTING 
DIODES - Leds)
os Leds são estruturas compostas por dois materiais semicondu-
tores nos quais, em sua junção, por diferença de cargas, ocorre 
a emissão de luz, sem aumento de temperatura, e a emissão é 
espontânea, diferindo-se dos lasers que produzem emissão esti-
mulada de radiação171.
um Led ou diodo emissor de luz é um componente eletrônico for-
mado por um material semicondutor que emite luz quando uma 
corrente elétrica passa através desse. os Leds emitem luz por 
meio da movimentação de elétrons através de diferentes materiais 
semicondutores, produzindo uma emissão espontânea de fótons 
não coerentes (Figura 07).
07. a,b Microchip do LED (A) 
e produção de radiação eletro-
magnética (B).
A
B
Feixe de Luz
microchip
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Os LEDs são diodos especiais que emitem luz quando conectados 
em um circuito. Eles são, frequentemente, usados como luz “piloto” 
em equipamentos eletroeletrônicosindicando quando o circuito está 
fechado ou não. Os dois filamentos que existem debaixo do LED indi-
cam como eles deveriam ser conectados em um circuito. O lado ne-
gativo de um LED é indicado de duas maneiras: 1) pelo lado plano do 
bulbo e 2) pelo mais curto dos dois fios que se estendem dos LEDs. A 
parte anterior negativa do LED deveria ser conectada na parte negativa 
da bateria. Os LEDs operam em voltagens relativamente baixas, entre 
aproximadamente de um a quatro volts, e com correntes de aproxima-
damente 10 a 40 milliamperes já que voltagens e correntes acima des-
ses valores podem derreter o chip de um LED. A parte mais importante 
de um LED é o chip de um semicondutor localizado no centro do bul-
bo, composto de uma região p, que é dominada por cargas elétricas 
positivas, e da região n, que é dominada por cargas elétricas negativas, 
separadas por uma junção que age como uma barreira ao fluxo de elé-
trons entre as duas regiões. Somente quando uma voltagem suficiente 
é aplicada no chip do semicondutor que a corrente pode fluir com os 
elétrons transitando para a região p (Figura 08)19.
Entre os dispositivos utilizados como fonte de luz, os LEDs são os 
mais simples e baratos, e sua principal desvantagem em relação aos 
lasers reside no espectro mais largo de luz gerada. Mas são extrema-
mente mais eficazes do que a luz halógena por possuírem um espec-
tro de emissão bem mais estreito do que estas148.
A diferença básica entre LEDs e lasers é que nos primeiros predomi-
na o mecanismo da emissão espontânea de radiação e nos lasers a 
emissão da luz é estimulada. Desta distinção básica decorrem as dife-
renças estruturais entre os dois dispositivos, nem sempre acentuadas, 
gerando diferenças funcionais, que dão aos lasers um desempenho 
geralmente superior, porém, mais caro e complicado81.
Várias são as aplicações para luzes emitidas por diodos, desde mos-
tradores de relógios eletrônicos, projeção de filmes, fotopolimerização 
de resinas odontológicas, pesquisas sobre crescimento de plantas e 
terapia fotodinâmica (PDT). 
Os LEDs são podem ser utilizados como alternativa para a aPDT por 
terem uma ampla faixa de comprimento de onda e serem equipamen-
tos mais compactos29,92. 
A comparação entre os efeitos terapêuticos apresentados pelo laser de 
baixa intensidade e os LEDs não mostrou diferenças significativas. Os me-
canismos de ação na estrutura celular possuem os mesmos efeitos, em 
iguais comprimentos de ondas, tempos de aplicação e intensidades159. 
F o t o s s e n s i b i l i z a d o r e s 
( F s s )
BeTânia maria soares
renaTa ceLi carvaLHo de souza PieTra
rosana de carvaLHo cruz
Para uma utilização eficiente da terapia fotodinâmica, é necessá-
ria uma relação eficiente entre o FS escolhido e o comprimento de 
onda da luz emitida pelo equipamento de modo a fornecer um melhor 
aproveitamento da luz emitida. os Fss (corantes) podem possuir di-
ferente natureza química, mas a sua principal característica é a ca-
pacidade de absorver luz em um comprimento de onda específico e, 
posteriormente, a formação de um estado tripleto capaz de transferir 
energia para o oxigênio molecular. um agente fotossensibilizador 
ideal deve ser biologicamente estável, fotoquimicamente eficiente, 
seletivo, e minimamente tóxico aos tecidos normais39,140,141.
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A concentração do FS é fator relevante para o sucesso da terapia. De-
vem ser utilizadas concentrações não tóxicas, ou seja, não deve produ-
zir danos ao alvo sem a ativação da luz (toxicidade no escuro). As con-
centrações variam de um fotossensibilizador para outro, de acordo com 
as características químicas de cada composto e de sua toxicidade109,157.
Apesar do processo fotoquímico da Terapia Fotodinâmica relacionada 
à Oncologia (PDT) e da Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (aPDT) 
ser o mesmo, as células e as moléculas alvos dos respectivos Fotos-
sensibilizadores (FSs) são diferentes. Os principais sítios de ação da 
PDT são os lisossomas, as mitocôndrias e a membrana citoplasmática 
das células cancerosas, enquanto que os principais danos nas células 
microbianas ocorrem em nível de parede e membrana celulares, com 
possível dano em nível de DNA. A maioria dos FSs testados para trata-
mento dos cânceres é baseada na presença de núcleo tetrapirrólico. 
Estas moléculas têm sido selecionadas devido à baixa toxicidade em 
células de mamíferos, em ausência de luz, e suas propriedades de 
localização dos tumores (fotodiagnóstico)36. 
Os FSs estudados para aPDT apresentam estruturas moleculares di-
ferentes. As classes mais conhecidas de FSs incluem as porfirinas, as 
ftalocianinas e as fenotiazinas. As fenotiazinas são moléculas de nature-
za catiônica e estrutura tricíclica plana. Como exemplos, podem ser ci-
tados os xantenos halogenados (Rosa Bengal - RB),clorina poli-L-lisina 
(pL-ce6) e os fenotiazínicos (azul de toluidina e azul de metileno)36.
Os compostos mais usados são o azul de metileno (AM) e o azul de 
ortotoluidina (TBO). Ambos são eficientes na produção de oxigênio 
singleto e o TBO apresenta pico ótimo de absorção em 630-660nm. 
O TBO, quando ministrado, encontra-se na membrana celular e a in-
ternalização do corante ocorre quando há a exposição à fonte de luz, 
que normalmente é o diodo de emissão de luz (LED), pois se apre-
senta mais ressonante com esse corante39,141,142. O AM tem exerci-
do importante papel em diferentes áreas da Medicina, Microbiologia 
e Farmacologia, desde 1876, quando foi sintetizado162. Os corantes 
TBO e AM são usados, rotineiramente, na clínica médica e odontoló-
gica e apresentam a característica de interagir com várias substâncias 
orgânicas, inclusive com o biofilme bacteriano38,167,171.
O AM tem sido utilizado para corar células vivas e tratar metemoglo-
binemia, intoxicação causada por agentes os quais induzem à oxida-
ção do ferro da hemoglobina, resultando em um pigmento chamado 
metemoglobina, que é incapaz de transportar o oxigênio. Mais re-
centemente, seu potencial fotosensibilizador tem sido reconhecido 
para aplicação na aPDT. Este corante é um FS catiônico, apresenta 
atividade contra bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e levedu-
ras do gênero Candida, promovendo ligação eletrostática à superfície 
externa da célula microbiana. Pode ser utilizado em alta concentração 
(1%) sem causar toxidade em humanos53,74,100,101,163. É facilmente la-
vável e não mancha os tecidos orais ou componentes protéticos158. 
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A formulação comercial deste FS para uso na área odontológica, Chi-
miolux® (Aptivalux Bioengenharia Ltda, Brasil), passou a ser comerciali-
zada a partir de 2008 (Figura 08). Sua eficiência na fotossensibilização 
letal de microrganismos orais tem sido testada e comprovada em es-
tudos pré-clínicos e clínicos. 
Esses compostos são de natureza sintética. Porém, nos últimos anos, 
vem crescendo o interesse pela pesquisa de compostos naturais vi-
sando a sua utilização como moléculas FSs alternativas às já existen-
tes no mercado, não só para produtos farmacêuticos, mas também 
em outros setores, como a indústria de alimentos5. Diferentes com-
postos naturais, que podem ser usados como produtos puros ou 
como extratos, têm sido pesquisados quanto à atividade fotoabsor-
vedora (Figura 09A-B). Alves3 verificou efeito bactericida, após a fo-
tossensibilização de A. actinomycetemcomitans, utilizando diferentes 
concentrações de curcumina (2,5, 5, 10 e 15µM) irradiada por LED 
emitindo em 420-480nm (250mW), por 3 e 6 minutos, resultando em 
densidade de energia de 45 e 90J/cm2. 
A curcumina é um pigmento que compõe um dos princípios ativos da 
Curcuma longa (açafrão da Índia). É bastante utilizada como corante 
naturalpara alimentos. O corante comercial encontrado no mercado 
contém três cucurminoides que lhe conferem a cor amarelo alaranjado 
típica: a curcumina (77%), a demetoxicurcumina (17%) e a bisdeme-
toxicurcumina (3%). Por apresentarem espectro de absorção em uma 
pequena amplitude de 420 a 425nm, tornou-se prática usual expres-
sar a cor total simplesmente por curcumina. Esta tem sido descrita em 
vários estudos como um potencial agente antioxidante, antimicrobiano 
e anti-inflamatório1,91,121. O mecanismo de fototoxicidade da curcumina 
parece envolver a produção de peróxido de hidrogênio e mostrou-se 
08. Corante fotossensibilizador à base de azul de metileno para terapia fotodinâmica 
antimicrobiana - Chimiolux® - Aptivalux Bioengenharia Ltda e DMC Group.
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fototóxico para Salmonella typhimurium e Escherichia coli, mesmo em 
concentrações muito baixas33, além da inibição significativa de car-
cinogênese induzida por agentes químicos mutagênicos na medula 
óssea de camundongo8. Em fungos, por exemplo, ocorrem relatos 
do seu efeito inibitório, melhor que o tratamento com o antifúngico flu-
conazol, em leveduras do gênero Candida3, com relação à aderência 
desse microrganismo no epitélio bucal, além de relatos de uma maior 
susceptibilidade em Paracoccidioides brasiliensis6,98 que verificaram 
efetiva redução bacteriana em amostras de saliva, após utilização da 
curcumina irradiada por luz azul (450nm).
Outro composto natural que tem sendo amplamente estudado na 
PDT é a hipericina, um derivado das antraquinonas extraído da erva 
de São João (Hypericum perforatum). A hipericina é um potente fo-
toabsorvedor com propriedades de localização de tumores, capaci-
dade de fornecer imagens fluorescentes e mínima toxicidade quando 
não iluminado. Yermak e colaboradores169 avaliaram sua atividade in 
vitro contra células tumorais com resultados promissores. Berlanda 
e colaboradores12 compararam a atividade de diversos fotossensibili-
zadores e a hipericina se mostrou muito efetiva na indução de apop-
tose sob uma ampla faixa de luz e nenhuma toxicidade foi observada 
na ausência de luz.
09. a,b Processo de obtenção de extratos naturais por meio de separação em coluna. Coluna no início do processo 
de separação à esquerda e coluna com frações em evidência (A); destaque para uma fração visível sob iluminação 
com UV (B). Laboratório de Bioengenharia – LABBIO, Universidade Federal de Minas Gerais.
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Cavalcante Filho e colaboradores25, em 2005, observaram que a casca 
e a flor de jambo (Eugenia malaccensis) apresentam flavonóides que, 
sob certas condições, apresentam efeito fotoelétrico, isto é liberam 
elétrons com facilidade pela absorção de fótons, uma característica 
importante que as tornam propícias para o uso como corante foto-
-excitável. Apesar do trabalho citado acima ter como alvo a utilização 
desse corante para a produção de células solares, o princípio envolvi-
do no mesmo não se diferencia dos princípios aplicados a DAL. Os au-
tores afirmam ainda que, por se tratar de um fruto sazonal que frutifica 
de janeiro a maio, amostras da flor e do fruto devem ser armazenadas 
para posterior utilização com alguns cuidados já que o fruto e a flor não 
suportam baixas temperaturas. Por se tratar de um fruto barato que é 
cultivado em quase todo o Brasil, em regiões de clima quente e úmido, 
a planta pode produzir por mais de 20 anos, sendo sua utilização viável 
e de baixo impacto ambiental. 
Em um trabalho sobre as pesquisas de novos ativos a partir da bio-
diversidade brasileira, Guaratini e colaboradores64 mostraram que al-
guns corantes encontrados em plantas nativas ou cultivadas no Brasil 
podem ser utilizados como fotoprotetores por apresentarem carac-
terísticas estruturais físico-químicas específicas. Dentre os corantes 
listados pode-se citar: propiofenonas, derivados do ácido caféico, 
lignanas e flavonóides. Segundo os autores, outras classes de mo-
léculas contendo cromóforos não aromáticos vêm recebendo desta-
que em pesquisas de fotoabsorção como, por exemplo, tocotrienois, 
carotenoides e micosporinas.
Bonacin e colaboradores15, em seus estudos relacionados à extra-
ção da betacianina da beterraba vermelha (Beta vulgaris), concluíram 
que o método de análise do rendimento quântico proposto por eles 
pode agilizar e baratear o desenvolvimento de novos fotossensibili-
zadores. Os autores reconhecem que pesquisar fotossensibilizado-
res naturais extraídos da biodiversidade é bem menos dispendioso 
do que o desenvolvimento de drogas antimicrobianas e antitumorais 
sintéticas. Para eles, a DAL pode significar não somente a econo-
mia de milhares de dólares gastos em pesquisa e desenvolvimento 
como também pode baratear o tratamento final em pacientes com 
infecções locais ou com processos tumorais passíveis de tratamento 
com fototerapia, beneficiando assim as populações mais carentes 
em termos socioeconômicos. 
m e c a n i s m o d e a ç ã o 
D A T E r A p I A F O T O D I N â M I c A
A N T I M I c r O b I A N A ( a p D T )
gerdaL roBerTo de sousa
BeTânia maria soares
orLey araújo aLves
os aspectos fotofísicos e o mecanismo de ação da aPdT têm 
sido extensivamente analisados. a fotossensibilização letal resul-
ta da interação de fótons da luz visível, com comprimento de onda 
apropriado, com concentrações intracelulares de uma substância 
química capaz de ser ativada pela luz (fotossensibilizador - Fs) 
(Figura 10)40.
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De uma maneira simplificada, pode-se dizer que a matéria é consti-
tuída basicamente por átomos, que são estruturas subdivididas em 
duas regiões, núcleo maciço e eletrosfera (região em torno do núcleo), 
formada por nuvens de elétrons. Os principais constituintes do nú-
cleo são os prótons e nêutrons, e na eletrosfera pode-se encontrar os 
elétrons em constante movimento. Estes estão distribuídos em regi-
ões de energia constante, denominadas níveis de energia ou estados 
estacionários de energia, representados por letras, de K a Q, sendo 
a camada K a mais próxima do núcleo. A energia dessas camadas 
aumenta à medida que se distancia do núcleo. Estas regiões apre-
sentam ainda variações de energia interna, denominadas subníveis 
de energia, representados pelas letras s, p, d e f. A distribuição dos 
elétrons na eletrosfera se dá em uma ordem crescente de energia, e 
essa determina as propriedades químicas do átomo128.
De acordo com a última teoria atômica (teoria dos orbitais), baseada 
na mecânica quântica, os elétrons estão, probabilisticamente, localiza-
dos em regiões, nos níveis de energia, denominadas orbitais. Estas re-
giões são calculadas através da resolução de equações matemáticas 
para o elétron. A energia de cada um destes elétrons é definida por 
um conjunto de números, denominados números quânticos. Um dos 
números quânticos é denominado spin, que está relacionado com o 
momento angular orbital e o movimento orbital do elétron mas, de uma 
maneira muito simplificada, pode-se dizer que indica o sentido de ro-
10. Modelo esquemático do mecanismo de ação da terapia fotodinâmica antimicrobiana.
Fs
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Fotossensibilização
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FsLuz
asPecTos Físico-químicos reLacionados 
à aPdT
Para que se entenda melhor o mecanismo de ação da terapia fotodinâ-
mica, faz-se necessária uma pequena revisão de alguns conceitos físi-
co-químicos em relação à estrutura eletrônica dos átomos e moléculas, 
à luz e ao espectro eletromagnético, que serão abordados de maneira 
superficial, pois um aprofundamento no assunto deveser fundamentado 
na teoria da mecânica quântica, o que não é de interesse desse trabalho.
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tação do elétron (horário ou anti-horário) e, de acordo com o Princípio 
da Exclusão de Pauli, em um átomo não pode haver dois elétrons com 
todos os números quânticos iguais, ou ainda, em um mesmo orbital 
pode haver no máximo dois elétrons, desde que apresentem spins 
contrários. De maneira esquemática, os elétrons são representados 
por setas opostas para simbolizar o sentido de rotação (↑ ou ↓). Os 
níveis e subníveis de energia presentes no átomo podem ser repre-
sentados de maneira esquemática, em ordem crescente de energia, 
através de um diagrama de energia, mostrado na Figura 11128. 
Dois ou mais átomos, iguais ou não, podem formar uma ligação está-
vel, constituindo assim uma molécula, na qual os elétrons serão des-
critos por uma configuração semelhante a dos átomos. Essa interação 
dos átomos, e mesmo a das moléculas com suas vizinhas, modifica 
os níveis energéticos individuais. Para os gases, devido à sua pou-
ca densidade, a interação é desprezível, e os níveis de energia não 
sofrem grandes alterações em relação aos átomos ou às moléculas 
isoladas, mantendo a estrutura fina do espectro de níveis. Porém, em 
um meio mais condensado, como os líquidos ou sólidos, os átomos 
estão muito próximos, e as interações são muito intensas; assim, a 
estrutura fina do espectro praticamente desaparece e os níveis de 
energia alargam-se, tornando-se bandas de energia94.
Os fótons são conceitualizados de uma maneira simplificada, como uni-
dades de luz. A energia transportada por um fóton é determinada pela 
equação: E = hf, onde f é a frequência da radiação eletromagnética 
(unidade: Hertz - Hz) associada ao fóton, e h é a constante de Planck 
(aproximadamente 6,62 10-34J/s).
Quando um fluxo de fótons incide na matéria, suas moléculas podem 
absorver essa energia e fazer com que seus elétrons transitem do 
estado fundamental (quando sua energia é mínima; E0 no diagrama da 
Figura 12, fase 2) para níveis eletrônicos mais externos (mais energé-
ticos). Nessa forma, o átomo ou a molécula, agora mais energético, 
encontra-se então no estado excitado (estado instável; E1 no diagrama 
da Figura 12, fase 2). A transição pode acontecer entre diferentes 
estados eletrônicos da molécula produzindo, em geral, uma transição 
eletrônica. Após a absorção da radiação, a molécula se encontra em 
um estado com excesso de energia e se ela não sofrer nenhuma 
reação ou “degradação”, irá naturalmente encontrar alguma forma de 
perder esta energia e retornar ao estado fundamental61,94. 
11. Diagrama de energia para os níveis e subníveis. Modificado de Russel128.
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Os processos de perda de energia entre dois estados eletrônicos 
podem ser radiativos ou não radiativos. Os radiativos consistem na 
relaxação por emissão de radiação e são denominados de fluorescên-
cia (extremamente rápida: 10-15 a 10-13 segundos) e fosforescência 
(mais lenta, podendo durar horas). Os processos não radiativos que 
ocorrem entre estados eletrônicos de mesmo spin, S2→ S1 são cha-
mados de conversão interna (internal conversion); aqueles que ocor-
rem entre os estados do spin diferente S1 → T1, são denominados de 
cruzamento intersistemas (intersystem crossing). Essa transição pode 
ainda ocorrer dentro do mesmo nível de energia, entre os subníveis. 
Existe uma relação matemática entre a variação de energia (∆E = E’- E) 
e a frequência do fóton de luz emitido, que é ∆E = hf60,94.
No fenômeno da fluorescência, quando um fóton excita o átomo, os elé-
trons passam através de vários níveis intermediários de energia. Assim, 
ao relaxar, o elétron pode realizar vários saltos menores, nível a nível, 
emitindo fótons com energias menores. Na fosforescência, os átomos 
ou as moléculas, ao serem excitados, permanecem por um período de 
tempo mais prolongado nesse estado. Como resultado, existe um tempo 
de retardo entre o processo de excitação e o de relaxação, fazendo com 
que a espécie permaneça em um estado metaestável (estado prolonga-
do de excitação), sofrendo relaxação gradual. Se a fonte da excitação 
for removida, será observada a emissão de fótons por um determinado 
tempo. Devido a esses fatores, o fenômeno da fosforescência ocorre, 
geralmente, de maneira mais lenta do que a fluorescência67. 
De uma maneira bastante simplificada, a transição de um elétron entre ní-
veis eletrônicos de energia em um átomo ou molécula isolada, ao absorver 
e ao emitir energia, está representada na Figura 12.
12. Diagrama de energia para transição eletrônica. FONTE: http://legauss.blogspot.
com/2009/04/bbe.html (acesso em 25/11/2009).
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Fase 1: aBsorção da radiação
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Fase 2: reLaxação da emissão de FÓTon
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Na década de 40, o físico Alexander Jablonski, baseando-se em um 
diagrama de energia de estados eletrônicos, elaborou uma maneira 
de tratar dos processos de absorção e relaxação de uma molécula. 
Relaxação é um termo também utilizado para a transição de elétrons 
para níveis ou subníveis menos energéticos. Nesse modelo, o cientis-
ta atribui à presença de um estado metaestável, que mais tarde veio a 
ser reconhecido como um estado tripleto89.
Em um orbital, os elétrons podem apresentar valores para o número quân-
tico spin iguais a -1/2 ou +1/2, dependendo do seu sentido de rotação. 
Dessa forma, os termos singleto e tripleto se justificam pela multiplicidade 
destes níveis. Em um estado singleto a soma dos spins de todos os elé-
trons da molécula (spin total) é nulo, spins antiparalelos, enquanto que em 
um estado tripleto encontram-se dois elétrons com os spins paralelos e a 
soma dos spins apresentará uma resultante (Figura 13). O estado single-
to é, necessariamente, uma forma excitada da espécie química, porém 
o estado tripleto pode ser encontrado também em espécies no estado 
fundamental, como é o caso do oxigênio. A maioria dos compostos de 
interesse biológico é diamagnética, ou seja, não possui elétrons desem-
parelhados mas, segundo a Teoria do Orbital Molecular, a configuração 
eletrônica do oxigênio no estado fundamental possui dois elétrons de-
semparelhados (paramagnéticos) nos orbitais moleculares degenerados 
(orbitais diferentes, mas com a mesma energia). Por esta razão o estado 
fundamental do oxigênio molecular é tripleto83,147.
A forma atual do diagrama de Jablonski (Figura 14) representa o estado 
fundamental de uma molécula e seus estados excitados singleto e tripleto.
A emissão de radiação eletromagnética proveniente de moléculas que 
foram excitadas retornando ao seu estado fundamental é denominada 
luminescência molecular. Essa é dividida, como já referido acima, em 
fluorescência e fosforescência, dependendo da natureza do estado 
excitado envolvido no processo. Se o estado excitado envolvido é 
singleto, tem-se a fluorescência. Por outro lado, na fosforescência, a 
orientação do elétron que foi promovido ao estado excitado é invertida 
para o estado tripleto. Em consequência da retenção da orientação 
original, o retorno de uma população de elétrons que se encontra 
no estado excitado singleto para o estado fundamental ocorre muito 
rapidamente (tempo de vida na ordem de nanosegundos). Outro pa-
râmetro importante é a eficiência de uma amostra emitir fluorescência, 
também denominado de rendimento quântico da fluorescência. Esse 
rendimento é definido como a razão entre o número de fótonsemitidos 
pelo número total de fótons absorvidos pelo material7.
13. Representação do estado fundamental e dos estados excitados singleto e tripleto. 
FONTE: www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br (acesso em 01/09/2009).
esTado exciTado
TriPLeTo
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FundamenTaL
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mecanismo de ação
A reação começa com a absorção da radiação pelas moléculas do 
FS que estão, inicialmente, no estado singleto fundamental (ºFS), no 
qual há uma estabilidade energética entre os elétrons pareados. Após a 
absorção de fótons com energia adequada, os elétrons passam a um 
estado excitado e instável (estado singleto excitado) (ºFS*), no qual há 
uma grande força repulsiva entre os pares de elétrons, resultando em 
um teor maior de energia, uma vida útil curta (10-10 a 10-9 segundos). O 
ºFS* (excitado) retorna ao estado fundamental por processos radiativos 
(fluorescência ou fosforescência) ou não radiativos (conversão interna, 
cruzamento intersistemas ou relaxações vibracionais). Dentre estes pro-
cessos de decaimento energético, o cruzamento intersistema é funda-
mental para a terapia fotodinâmica (transição proibida por spin, onde o 
fotoabsorvedor no estado eletrônico excitado singleto (S1) sofre uma 
transição para o estado excitado tripleto (T1). Muitos fotossensibilizado-
res possuem alta eficiência quântica e permitem que suas moléculas 
em estado ºFS*, ao perderem energia, passem a um estado tripleto de 
excitação (2FS*), pelo processo de transição entre estados eletrônicos, 
resultando em alteração no pareamento dos elétrons. O 2FS* (tripleto) 
tem menor energia que o ºFS* (singleto), porém apresenta maior tem-
po de vida útil (10-6 a 10-3 segundos) em razão da transição T1→S0 ser 
proibida por spin. Os estados de excitação dos FS variam de acordo 
com o veículo utilizado, com a concentração do corante, com a energia 
absorvida, com o tipo de célula alvo e sua proximidade com o FS, com 
a presença de oxigênio, com o pH, dentre outros. 
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14. Diagrama de Jablonski. FONTE: www.dqb.fc.ul.pt (acesso em 01/09/2009)
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as moléculas do Fs nos estados excitados (ºFs* e 2Fs*) vão inte-
ragir com moléculas biológicas e exercer efeitos fototóxicos. o ºFs* 
pode interagir com as biomoléculas adjacentes por meio do meca-
nismo Tipo i e o 2Fs* interage via mecanismo Tipo ii (Figura 15)70,118.
o mecanismo tipo i envolve a transferência de elétrons ou hidrogê-
nio ao oxigênio ou biomoléculas adjacentes para formar espécies 
altamente reativas como: ânion superóxido (oo2-), radicais hidroxila 
(ooH) e peróxido de hidrogênio (H2o2). estas espécies são capazes 
de oxidar proteínas, ácidos nucléicos e lipídeos insaturados. O ºO2- 
pode ser enzimaticamente dismutado em o2 e H2o2 ou, sem presen-
ça de óxido nítrico (ono), ser convertido em peróxinitrito (onoo-). 
a reação do tipo i não requer, necessariamente, oxigênio, e causa 
considerável dano na membrana celular bacteriana pela interação 
com biomoléculas, resultando em um aumento da permeabilidade de 
íons, inativação de enzimas e receptores38,140,163 (Figura 16).
15. Diagrama de Jablonski demonstrando os mecanismos tipo I e II da terapia 
fotodinâmica.
16. a-d Mecanismo de ação da Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana (aPDT), utilizada em Implantodontia (A), 
Periodontia (B) e Endodontia (C). FS = Fotossensibilizador.
FotossensiBiLizador
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A transferência de energia, não de elétrons, para o oxigênio molecular 
ocorre no mecanismo Tipo II da terapia fotodinâmica. O oxigênio mo-
lecular tem um atributo especial pois a configuração tripleto representa 
o estado fundamental nesta molécula (3O2). O FS, no estado excitado 
tripleto (T1), pode reagir com moléculas de oxigênio no estado funda-
mental tripleto (3O2) na sua vizinhança, via um processo de transferên-
cia de energia durante uma colisão, levando à produção de oxigênio 
singleto (1O2), espécie mais reativa de oxigênio. O oxigênio singleto 
reage com quase todos os componentes celulares uma vez que os 
compostos orgânicos insaturados são, de forma geral, suscetíveis à 
ação de 1O2. O 1O2 é o fator intermediário no processo fotodinâmico, 
o principal responsável pela inativação da célula, e pode induzir a vá-
rias reações em cadeia com componentes moleculares da célula, tais 
como: DNA, proteínas, fosfolipídios da membrana celular, mitocôn-
drias e lipossomos, tendo como resultado a morte da célula, e, de um 
modo geral, a destruição do tecido alvo74,163. Em razão das reações 
de transferência de energia serem mais rápidas do que as reações de 
transferência de elétrons, o mecanismo tipo II é, geralmente, favoreci-
do nas reações de fotoxidação63,108. A Tabela 03 a seguir resume os 
efeitos da aPDT nas células microbianas. 
Tabela 03. Efeito da Terapia Fotodinâmica Antimicrobiana nas células microbianas. 
Modificado de Wainwright163.
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A aPDT tem seu início quando a molécula do fotoabsorvedor asso-
cia-se à superfície da célula-alvo, após incubação em local escuro 
por tempo determinado, fator que é um pré-requisito para um efi-
ciente processo de fotoinativacão. Observa-se que concentrações 
mais elevadas de fotoabsorvedor podem produzir menores efeitos 
fototerapêuticos pois os sítios de ligaçãodo composto às células 
tornam-se saturados. Assim, não terão eficiência os fótons forma-
dos a partir da excitação das moléculas do corante que não se 
ligaram à célula-alvo73.
O tempo de pré-irradiação (TPI), que significa o tempo decorrido en-
tre a aplicação do corante no alvo e sua ativação pela fonte de luz, 
varia de acordo com a interação desejada. A morfologia microbiana 
pode variar com as espécies levando às diferenças na localização do 
fotoabsorvedor. Nesse tempo deseja-se que o corante seja absorvi-
do pelas células-alvo163. Para a PDT anti-neoplásica, o fotoabsorve-
dor é aplicado por via endovenosa e o tempo de pré-irradiação pode 
chegar a 48 horas. Nas aplicações tópicas da PDT, principalmente 
a antimicrobiana, espera-se que o corante una-se ao microrganismo 
ou mesmo chegue a ultrapassar a barreira da membrana celular, loca-
lizando-se no citoplasma da célula em um tempo de 1 a 10 minutos. 
Espera-se também que, durante esse período, antes da ativação pela 
fonte de luz, o fotoabsorvedor não sofra degradação124.
Um requisito importante, na fotossensibilização letal, é que o tempo de 
vida útil do substrato excitado seja suficiente para permitir a interação 
com as moléculas vizinhas para, assim, produzir espécies citotóxicas. 
Evidentemente, uma das características necessárias no tratamento é 
que os compostos utilizados possuam toxicidade baixa no escuro e 
tendência elevada a acumular-se nas células-alvo, evitando-se que a 
vizinhança acidentalmente iluminada seja danificada165.
A terapia com luz pode ser comparada aos tratamentos que utilizam 
medicamentos. Tal como acontece com as medicações, a terapia fo-
todinâmica tem seus ingredientes ativos, parâmetros de irradiação, e 
uma “dose” determinada por esses parâmetros. A “resposta bifásica 
dos medicamentos” trata-se de um princípio no qual cada medicamen-
to tem duas fases de ação, que dependem da dose administrada. Por 
conseguinte, em vez da eficácia de um medicamento aumentar propor-
cionalmente com o aumento da dosagem, os estudos têm provado, de 
modo consistente, que doses muito pequenas têm o resultado oposto 
das maiores. Este princípio foi descoberto por Hugo Schulz e Rudolf 
Arndt, em 1870. Inicialmente recebeu o nome de lei de Arndt – Schulz 
e até hoje tem sido registado nos dicionários médicos com esta desig-
nação. Mais concretamente, estes investigadores descobriram que os 
estímulos fracos aceleram a atividade normal, os estímulos moderados 
suspendem-na e os estímulos fortes param-na completamente30,65.
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A “curva” bifásica (Figura17) pode ser usada para ilustrar a resposta 
esperada em relação à dose de irradiação. Essa curva sugere que 
se a energia não for suficientemente aplicada, não haverá resposta 
(porque o limite mínimo não foi atingido); se uma maior quantidade de 
energia for aplicada, então um limiar será cruzado e a bioestimulação 
será alcançada mas, quando a energia for aplicada em excesso, o 
estímulo desaparece e será substituído pela bioinibição70. 
Os espectros de absorção de soluções aquosas homogêneas de 
fotoabsorvedores básicos ou catiônicos apresentam característi-
cas fortemente dependentes da concentração. Dimerização é o 
processo pelo qual duas moléculas (monômeros) se ligam forman-
do um conjunto denominado dímero. Se houver a união de três mo-
léculas, o conjunto passa a ser chamado de trímero, e se ocorrer a 
união de maior número de molécu-
las, será formado um polímero. Em 
geral atribui-se ao agregado a forma 
dimérica. A agregação reduz drasti-
camente a capacidade do compos-
to de gerar oxigênio singleto; desse 
modo é necessário que o princípio 
fotoativo apresente-se solubilizado 
e na forma monomérica103.
Essas formações de agregados em soluções ocorrem de acordo 
com o esquema: 
17. Curva de resposta bifásica - 
Resposta em função da dose (cur-
va de Arndt-Schulz). Modificado de 
Huang et al.70.
resposta
d
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c+ (c+)2  (c+)3  (c+)n
Onde C+ representa a molécula de um corante catiônico, (C+)2 e 
(C+)3 são dímeros e trímeros e (C+)n representa agregados maiores 
do corante. As constantes de equilíbrio de dimerização podem che-
gar a ser da ordem de até 104, o que faz com que muitos corantes 
apresentem o equilíbrio deslocado no sentido da formação de agre-
gados, mesmo em baixas concentrações (em torno de 10-4 mol.L-1). 
As constantes de agregação dependem do solvente, da temperatura 
e da força iônica do meio. Os espectros eletrônicos destes agrega-
dos são diferentes dos corantes na forma monomérica. As intera-
ções entre as moléculas do corante geram níveis eletrônicos com 
energias diferentes. As regras de transição entre esses novos níveis 
resultam em modificações nos espectros de absorção, com o apa-
recimento de novas bandas em comprimentos de onda diferentes. 
Dependendo da geometria dos agregados são permitidas transições 
com energias maiores ou menores que as transições presentes no 
corante na forma monomérica. 
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Este fenômeno, chamado de metacromasia, está ilustrado na Figura 18, 
que mostra os espectros em solução aquosa homogênea do corante azul 
de metileno (AM) em três concentrações diferentes.
Para a solução mais diluída, observa-se somente uma banda com 
comprimento de onda máximo em torno de 670nm, que correspon-
de aos monômeros de AM. Na medida em que a concentração au-
menta, há uma diminuição na intensidade de absorção no compri-
mento de onda correspondente aos monômeros, acompanhada de 
um gradativo aparecimento de uma nova banda em 605nm, atribuída 
aos dímeros do corante. Em concentrações ainda maiores, é possí-
vel observar outras bandas em torno de 580nm que são atribuídas a 
trímeros e agregados maiores105.
Comportamento semelhante é observado para praticamente todos os 
corantes similares ao azul de metileno, tais como tionina, safranina, 
vermelho neutro, laranja de acridina, etc. A agregação de corantes 
iônicos não pode ser atribuída a um tipo específico de interação. Exis-
te a contribuição de efeitos devido às forças do tipo Van der Waals, 
ligações de hidrogênio intermoleculares e interações de elétrons pi, 
sendo na maioria das vezes difícil avaliar a contribuição individual de 
cada uma dessas interações. Os espectros eletrônicos dos corantes 
catiônicos em solução aquosa ácida também mudam devido à pro-
tonação. O AM em solução ácida apresenta uma banda de absorção 
intensa na região de 765nm referente ao monômero protonado acom-
panhada de outra banda de menor intensidade por volta de 680nm105.
Após irradiação, o fotossensibilizador pode ser quimicamente modi-
ficado ou degradado (fotobraqueamento). Estes processos resultam 
da ação das espécies reativas de oxigênio (reactive oxygen species 
- ROS) e oxigênio singleto em suas moléculas. A fotodegradação é a 
destruição química do FS em fragmentos incapazes de absorver a luz 
emitida no espectro visível, causando, consequentemente, sua perda 
da capacidade fototóxica.
18. Espectros de absorção do azul de metileno em água. Modificado de Neumann et al.105.
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No entanto, o fotobranqueamento pode ser útil porque consome parte das 
substâncias oxidativas, enviando a ocorrência de algum dano tecidual, e 
permite que a aPDT possa atingir uma maior profundidade tecidual77,118.
A modificação de alguns FSs leva à formação de novos produtos fo-
tossensibilizantes, os quais têm sido considerados mais eficientes que 
as moléculas originais. Um exemplo deste processo é a modificação 
na protoporfirina IX (PPIX) que resulta em clorina118.
O processo fotodinâmico apresenta um mecanismo de ação dife-
rente dos mecanismosapresentados pelas drogas antimicrobianas, 
porque, geralmente, atua em múltiplos sítios das células microbianas, 
dificultando, portanto, o desenvolvimento de resistência microbiana75. 
Estudos têm pesquisado a presença de microrganismos resistentes à 
aPDT. No entanto, a seleção de microrganismos fotorresistentes não 
tem sido visualizada. Um dos fatores responsáveis por este fato é a 
presença de 1O2 apenas durante a reação. As células microbianas 
não permanecem expostas a esta espécie reativa por longo tempo, 
como ocorre com as drogas antimicrobianas, e não há defesa celular 
específica contra esta molécula38,75.
Pedigo et al.115 submeteram cepas de Escherichia coli e Staphylococ-
cus aureus subsp. aureus, sensível à aPDT, utilizando laser (220mW e 
670nm) e azul de metileno a 0,01%. Os resultados, após 25 exposi-
ções, demonstraram que as bactérias foram sensíveis ao fototratamen-
to e não foi visualizada diferença de susceptibilidade entre as cepas 
sensíveis e resistentes à meticilina.
A aPDT apresenta vantagens como: amplo espectro de atividade, 
atuando em diferentes microrganismos como vírus, bactérias e fun-
gos, permite a ativação do FS in situ com luz emitida com potência 
baixa, feixes luminosos coerentes (laser) ou não-coerentes (diodo 
emissor de luz – LED), no comprimento de onda do visível, utilizando 
tecnologia de baixo custo, e com menores medidas de proteção 
para os pacientes e profissionais161. 
Quanto à seletividade, tem sido descrito que a fotossensibilização 
letal não causa toxicidade às células humanas nas condições utiliza-
das para obter efeito antimicrobiano172. A diferença da susceptibilida-
de está relacionada ao tamanho e à complexidade estrutural entre as 
células humanas e microbianas. Células humanas requerem maiores 
danos para induzir à morte celular do que microrganismos, assim, 
a concentração e a dose de luz utilizadas na redução microbiana 
são pequenas. Outro fator que contribui para a seletividade da aPDT 
consiste na presença das espécies reativas que possuem vida útil 
curta e difusão limitada24.
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gerdaL roBerTo de sousa
marcus vinícius Lucas Ferreira
a doença periodontal e periimplantar é iniciada pelo crescimento ex-
cessivo de determinadas bactérias gram-negativas e anaeróbias, 
nos sítios subgengivais. aproximadamente 20 espécies bacterianas, 
presentes nos sítios subgengivais, têm sido identificadas como pa-
tógenos periodontais e estão relacionadas às formas de doença pe-
riodontal severa. as espécies mais avaliadas são: Porphyromonas 
gingivalis, Prevotella intermedia, Tannerella forsythia e aggregati-
bacter actinomycetemcomitans. os fatores relacionados à virulência 
microbiana incluem a capacidade de formação de biofilme, a síntese 
de substâncias tóxicas e enzimas capazes de causar invasão, a des-
truição tecidual e o agravamento da patologia (proteinases e cola-
genases). os lipopolissacarídeos e as proteoglicanas presentes na 
estrutura celular das bactérias gram- negativas ativam uma resposta 
inflamatória local. A amplificação do processo inflamatório resulta na 
propagação de citocinas e outros mediadores químicos que ativam 
os osteoclastos, culminando em destruição do tecido ósseo13. 
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Evidências têm sugerido a associação da doença periodontal com o 
aumento do risco de doenças sistêmicas como arteriosclerose, doen-
ça cardiovascular, choque e problemas na gravidez129,166. O início e a 
progressão da arteriosclerose são influenciados pela infecção perio-
dontal. Os problemas na gravidez que estão relacionados à doença 
periodontal incluem: parto prematuro, baixo peso ao nascer, perda 
precoce e pré-eclâmpsia129,166. A diabetes mellitus descontrolada 
constitui um fator de risco reconhecido para o desenvolvimento de 
doença periodontal. Pacientes com ambos os tipos (1 e 2) de dia-
betes apresentam doença periodontal de maior gravidade do que a 
população em geral135. 
A base conceitual para o tratamento da periodontite é a eliminação ou 
supressão adequada de organismos putativos na microbiota subgen-
gival. Em geral, métodos químicos locais e sistêmicos (antissépticos, 
antibióticos), físicos (raspagem, ultrassom, curetagem) ou a combina-
ção deles têm sido utilizados. Vários antimicrobianos locais e sistêmi-
cos têm sido administrados. No entanto, esta terapia antimicrobiana 
não é isenta de efeitos colaterais, apresenta dificuldade de penetrar 
em biofilmes, e pode selecionar bactérias resistentes62,110,112. 
O uso indiscriminado de agentes antimicrobianos promove a seleção 
natural de cepas bacterianas resistentes e deixa uma oportunidade 
para recombinação genética dos fatores de resistência e mutação. Isso 
pode ser interpretado como um dos maiores problemas para o século 
XXI, visto que a capacidade de adaptação destes seres é muito grande 
e, para cada medicamento colocado no mercado, em pouco tempo, 
surge uma cepa resistente107,137,141.
Dentro deste cenário, surge a terapia fotodinâmica antimicrobiana 
(aPDT), que é uma forma de fototerapia baseada na utilização de 
substâncias com propriedades fotossensibilizadoras nos tecidos bio-
lógicos e ativação destas pela presença da luz. As células conside-
radas alvo da terapia são coradas com o fotossensibilizador (FS) e 
irradiadas com luz. A molécula do FS passará para um estado mais 
excitado e, voltando ao estado mais estável, irá transferir esta energia 
para o sistema, propiciando um efeito fotoquímico que, normalmente, 
leva à morte celular28,84,164.
A utilização de uma alternativa terapêutica eficiente e disponível, como 
a fotossensibilização letal ou aPDT, tem o intuito de minimizar esse 
processo de adaptação microbiana e, além disso, minimizar os ele-
vados gastos financeiros com a conservação destes medicamentos. 
Estudos in vitro e clínicos têm demonstrado a efetividade da aPDT 
contra bactérias periodontopatogênicas. Sousa143 demonstrou, in vi-
tro, o potencial da fotossensibilização letal na redução bacteriana de 
A. actinomycetemcomitans, Fusobacterium nucleatum e Prevotella in-
termedia, utilizando o azul de orto-toluidina (TBO) a 0,01%, irradiado, 
por três minutos, por lasers, emitindo em 660nm (40mW e 100mW). e 
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pelo diodo emissor de luz (LED) emitindo em 630nnm (100mW). Ume-
da et al.155 testaram a aPDT, in vitro, contra Porphyromonas gingivalis 
e Aggregatibacter actinomycetemcomitans, utilizando o seguinte pro-
tocolo: diodo emissor de luz (LED) (5W, pico de emissão em 650nm, 
4 e 8J/cm2, 10 e 20 segundos de irradiação, distância de irradiação 
de 22mm) e, como fotossensibilizadores (FS), azul de metileno (AM) e 
azul de ortotoluidina (TBO) a 0,2 a 20µg/mL. Os resultados mostraram 
que a irradiação por 10 segundos a 22mm de distância das bacté-
rias expostas a ambos os FS a 10µg/mL causou completa eliminação 
bacteriana. Estes autores concluíram que a utilização de irradiação 
no espectro vermelho com alta potência, associada à FS com baixa 
concentração, produziu eficientes efeitos bactericidas.
Estudos clínicos têm observado que a combinação da técnica de 
raspagem e de alisamento radicular (RAR) e a fotodesinfecção resul-
ta em melhora clínica significativa4,21,93. Yilmaz et al.170 compararam 
a RAR associada ou não com a aPDT. Foi utilizado azul de metileno 
0,05% irradiado por laser emitindo em 685nm, potência de 30mW e 
densidade de energia de 1,6J/cm2. Os autores observaram uma re-
dução significativa no índice de placa em todos os grupos e redução 
significativa do sangramento e da profundidade de sondagem nos 
grupos tratados com raspagem e alisamento radicular associado ounão ao laser.
Têm-se demonstrado que, além da aPDT, a luz possui propriedades 
terapêuticas que podem modular o processo inflamatório da doença 
periodontal. Segundo Cruanes31, o laser de baixa intensidade pode 
proporcionar, sobre os tecidos vivos, efeitos analgésico, anti-infla-
matório, antiedematoso e cicatrizante. Silveira134 observou aumento 
do número de macrófagos e do volume de fluido sulcular gengival 
após irradiação com luz emitida nos espectros vermelho (680nm) e 
infravermelho (780nm) e redução de neutrófilos quando da utilização 
do laser vermelho (680nm).
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ProTocoLo de aPLicação da aPdT em 
PeriodonTia e imPLanTodonTia
Deverá ser realizado previamente à raspagem e ao alisamento radicular 
(Fluxograma 01) para que o sangramento não interfira na absorção do 
fotossensibilizador, de acordo com o protocolo abaixo144:
 ▪ Isolamento relativo da área.
 ▪ Depositar o agente fotossensibilizador dentro da bolsa periodontal 
ou periimplantar com o auxílio de cânula e seringa (Azul de metileno a 
0,005% - Chimiolux®) (Figura 19) e (Figura 20).
19. Corante fotossensibilizador à base de azul de metileno para terapia fotodinâmica 
antimicrobiana - Chimiolux® - Aptivalux Bioengenharia LTDA e DMC Group.
20 a. Fotossensibilizador depositado 
na bolsa periodontal através de seringa 
e cânula.
20 b. Fotossensibilizador depositado 
na bolsa periimplantar através de se-
ringa e cânula.
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 ▪ Aguardar por 5 minutos (tempo de pré-irradiação) (Figura 21).
 ▪ Irradiar com os seguintes parâmetros: laser com comprimento de 
onda de 660 nanômetros, com 40mW de potência e tempo de 120 
segundos por sítio, energia de 4,8 Joules e densidade de energia de 
120 Joules/cm², para equipamentos com área de spot de 0,04cm²) 
para o laser Twin-Flex da MMoptics (Figura 22A) ou laser com compri-
mento de onda de 660nm, com 100mW e tempo de 40s por sítio para 
o Laser Therapy XT da DMC (Figura 22B) e Figuras 23 e 24.
 ▪ Raspagem e alisamento radicular, de acordo com a terapia proposta 
(conservadora, ressectiva ou regenerativa). Fluxograma 01.
21 a. Tempo de espera de 5 minutos antes 
da irradiação com o fotossensibilizador depo-
sitado dentro da bolsa periodontal (Tempo de 
pré-irradiação).
21 b. Tempo de espera de 5 minutos antes 
da irradiação com o fotossensibilizador depo-
sitado dentro da bolsa periimplantar (Tempo de 
pré-irradiação).
22 a. Laser de baixa intensidade 
TWIN-FLEX - MMOptics - Brasil.
22 b. Laser de baixa intensidade 
Therapy XT - DMC Group - Brasil.
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23 a,b. Irradiação com laser com sistema 
de entrega do feixe por fibra óptica direta-
mente na bolsa periodontal. (O uso da fibra 
óptica em Periodontia é opcional). Laser 
Twin-Flex MMoptics.
24 a,b. Irradiação com laser com sistema 
de entrega pela área de spot da manopla 
diretamente na projeção mucosa da área 
corada (Outra forma para irradiação). Laser 
Therapy XT – DMC Group.
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indicações cLinicas
Novas pesquisas têm levado a uma melhor compreensão do papel 
dos microrganismos presentes na cavidade bucal, onde mais aten-
ção tem sido dada à plausibilidade biológica dos achados e melhores 
interpretações dos resultados obtidos, levando a terapia fotodinâmica 
antimicrobiana a ser utilizada como meio coadjuvante eficaz no trata-
mento da doença periodontal e periimplantar, podendo ser utilizada na 
fase de controle da infecção como um agente antimicrobiano local4, 
principalmente nos pacientes especiais, como coadjuvante nas infec-
ções agudas e associada ao tratamento convencional.
Pode ser utilizada associada à raspagem e ao alisamento radicular na 
redução microbiana de sítios com diagnóstico clínico de periodontite 
(Figura 25) e, principalmente, em pacientes especiais (cardiopatas, 
com problemas respiratórios, diabéticos, pacientes portadores do ví-
rus de imunodeficiência humana [HIV], portadores de manifestações 
autoimunes, pacientes transplantados, em quimioterapia e/ou radio-
terapia, dentre outros) (Figura 26), principalmente em locais de difícil 
acesso anatômico, como nas furcas; também pode ser utilizada na 
manutenção dos pacientes tratados periodontalmente, após a sonda-
gem, onde ainda houver presença de sangramento (Fluxograma 02), 
como também nas gengivites (Figura 27). 
FlUXOGRaMa 01. Para aPDT em Periodontia e Implantodontia.
protoCoLo para terapia FotodinÂmiCa
antimicrobiana em periodontia e implantodontia
muCosite
GenGiVite
raspaGem e 
aLisamento
deposiÇão do Corante FotossensiBiLizador 
na BoLsa periimpLantar ou periodontaL
irradiaÇão Com Laser
tempo de espera de 5 minutos Com o 
Corante depositado na BoLsa
periimpLantite
periodontite
raspaGem e 
aLisamento
CirurGias resseCtiVas
CirurGias reGeneratiVas
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25 a-F. Imagem clínica dos dentes anteriores inferiores de paciente com periodontite crônica genera-
lizada avançada com presença de exsudato e sangramento (A). Imagem radiográfica sugerindo perda 
óssea e cálculos subgengivais (B). Deposição do fotossensibilizador com o auxílio de seringa e cânula 
com ponta romba em todos os sítios (C). Aplicação do laser nos pontos demarcados (D). Irradiação 
com laser 660nm (Therapy XT – DMC Group por 40 segundos por ponto). Irradiar na projeção gengival 
por vestibular nos pontos demarcados na imagem anterior (E). Após uma semana, nova aplicação da 
terapia fotodinâmica antimicrobiana e raspagem e alisamento radicular (F). 
25 G-J. Fotossensibilizador depositado nos sítios a serem irradiados (G). Nova irradiação com laser Therapy XT (DMC 
Group) com comprimento de onda de 660nm e tempo de 40 segundos e potência de 100mW (H). Imagem do laser 
sendo aplicado (I). Pós-operatório de 15 dias (J).
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26 a-F. Imagem clínica 3 dias pós-extração de resto radicular, em paciente especial com 77 anos, 
diabética, hipertensa e em uso de vários medicamentos (A). Imagem clínica 7 dias pós-extração com a 
cicatrização deficiente (B). Deposição do fotossensibilizador Chimiolux dentro do alvéolo 7 dias após a 
extração (C). Tempo de espera de 5 minutos com o fotossensibilizador no alvéolo antes da irradiação 
(D). Irradiação com laser 660nm- (Twin Laser - Mmoptics) por 2 minutos com 40mW de potência e dose 
de 192J/cm2 com área de spot de 0,025cm2 (E). Imagem 7 dias após a terapia fotodinâmica antimicro-
biana e 15 dias pós-cirúrgico. Notar a melhora no padrão cicatricial (F). 
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diaGnÓstiCo
pLano de tratamento
terapia periodontaL
de suporte
ControLe da inFeCÇão
restauraÇão
anamnese
CirurGias reGeneratiVas 
em teCido e/ou osso
aGentes antimiCroBianos
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FiCha CLíniCa
imaGeoLoGia
mediCaÇão
testes miCroBioL
testes GenétiCos
reaVaLiaÇão
proCedimentos não CirúrGiCos:
 - proCedimentos BásiCos
 - rar
proCedimentos CirúrGiCos:
- CirurGias resseCtiVas
instruÇÕes de hiGiene oraL
antisséptiCos
antim. LoCais (apdt)
antim. sistêmiCos
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*apdt
*apdt
FlUXOGRaMa 02. Modelo esquemático de utilização da terapia fotodinâmica antimicrobiana 
auxiliando no tratamento periodontal. Modificado de Van Winkelhoff; Winkel160.
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Também é interessante a utilização da aPDT, associada ao tratamento 
convencional nos processos periodontais agudos, como nos absces-
sos gengivais e periodontais (Figura 28A-E), pericoronarites, alveolites 
(Figura 29A-F), gengivites necrotizantes e herpéticas, bem como as-
sociada a lesões endo-periodontais (Figura 30A-I).
27 a-G. Imagem clínica de coroas provisórias dos dentes 12, 11, 21, 22 vinte dias após aumento 
de coroa clínica (A). Avaliação do paciente após 60 dias com gengivite marginal ao redor das coroas 
provisórias (B). Presença de edema e sangramento gengival (C). Deposição do fotossensibilizador ao 
redor das coroas para desinfecção gengival antes da moldagem definitiva (D). Irrradiação com laser 
(E). Imagem clínica 7 dias após a desinfecção gengival. Nesta sessão, foi feito novo preparo radicular 
e moldagem para confecção de novas coroas (F). Coroas provisórias prensadas cimentadas e enca-
minhamento do paciente para a Ortodontia (G). 
28 a-e. Abscesso periodontal acometendo a face vestibular do dente 16. Profundidade de sonda-
gem de 8mm (A). Presença de exsudato após a drenagem (B). Imagem clínica do fotossensiblizador 
já depositado na bolsa periodontal após a drenagem (C). Irradiação com laser 660nm com fibra óptica 
(Twin Laser – Mmoptics) e raspagem e alisamento radicular imediatamente depois (D). Imagem clínica 
espelhada 30 dias após o tratamento (E).
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29 a-F. Quadro de alveolite seca sete dias após extração do dente 36 (A). Imagem clínica do fotossen-
sibilizador já depositado no alvéolo (B). Irradiação com laser 660nm (Twin Laser – Mmoptics) – 40mW, 
150 segundos (C). Imagem clínica após 24 horas da primeira aplicação de aPDT. Diminuição do quadro 
doloroso relatado pela paciente (D). Imagem clínica após 07 dias da primeira aplicação de aPDT. Nova 
aplicação de aPDT nos mesmos parâmetros. Ausência de dor relatada pela paciente (E). Imagem clínica 
após 14 dias da primeira aplicação de aPDT. Ausência de dor relatada pela paciente (F).
30. a-I. Imagem radiográfica sugestiva de área radiolúcida do dente 37 com diagnóstico clínico de necro-
se pulpar (A). Tratamento endodôntico com obturação radicular com persistência de fístula vestibular (B). 
Sonda milimetrada na fístula pós-endodontia (C). Deposição do fotossensibilizador com auxílio de cânula 
no trajeto da fístula (D). Tempo de espera de 5 minutos antes da irradiação com o laser (E). Irradiação 
com laser 660nm por 90 segundos com fibra óptica (F). Imagem extra-oral mostrando a irradiação com a 
fibra óptica dentro da fístula (G). Imagem clínica 45 dias depois (H). Imagem radiográfica 45 dias depois, 
sugerindo reparo ósseo na região da furca (I). 
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A mucosite e a periimplantite, que é uma doença infecciosa local 
que afeta os tecidos periimplantares causada por uma microbiota 
da cavidade oral que coloniza a superfície do implante, resultando 
em bolsas periimplantares e que se não for tratada pode levar até 
à perda do implante66, têm como fator determinante, principalmen-
te, as seguintes cepas: Fusobacterium, Spirochaeta, Agregatibacter 
actinomycetemcomitans, espécies de Porphyromonas gingivalis e 
Prevotella intermedia pigmentada de negro45,88.
Alguns métodos são descritos na literatura50 para descontaminação 
da superfície do implante no intuito de prevenir as suas falhas. Não 
existem dados que validem um protocolo específico de procedimen-
to, não havendo evidência em relação ao tratamento antimicrobiano 
efetivo para a longevidade do implante. A aplicação de ácido cítri-
co, o tratamento com partícula de ar abrasiva, a descontaminação 
mecânica com curetas ou raspadores e a aplicação de raspadores 
ultrassônicos revestidos de plásticos estão entre os mais efetivos40. 
Associada ao tratamento convencional, a aPDT pode ser utilizada no 
intuito de maximizar os resultados a serem obtidos nos tratamentos 
das mucosites (Figuras 31 e 32) e periimplantite.
31 a-C. Mucosite ao redor do Cover Screw em implante no espaço do dente 26 (A). 
Imediatamente após a técnica de terapia fotodinâmica antimicrobiana (Chiomiolux 
associado ao laser Therapy XT por 40 segundos) e instalação do cicatrizador (B). 
Imagem clínica após 7 dias (C).
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32 a-d. Mucosite em implante no espaço do dente 45 (A). Fotossensibilizador Chimiolux deposi-
tado na bolsa periimplantar e tempo de pré-irradiação de 5 minutos (B). Irradiação com laser Twin-
-Laser com 40mW de potência e 192J/cm², utilizando-se de uma fibra óptica para a entrega do feixe 
ao tecido periodontal (C). Jato de bicarbonato para remoção mecânica do biofilme (D).
32 e-G. Raspagem e alisamento da superfície do implante com cureta LM (E). 
Raspagem e alisamento da superfície do implante com cureta LM (F). Imagem 
clínica uma semana após evidenciando uma visível melhora clínica (G).
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Uma boa opção na utilização da aPDT é nas extrações dentárias, auxi-
liando na descontaminação do complexo mucoso alveolar (Figura 33).
Com o novo conceito do tratamento do complexo mucoso alveo-
lar (CMA) imediato à extração dental e subsequente instalação do 
implante, conceito este baseado em procedimentos mais simples, 
menos invasivos, intervindo imediatamente após a extração, nada 
mais plausível do que a instalação deste implante em um leito de-
sinfectado78,117. Nesta circunstância a aPDT é uma ferramenta eficaz 
nesta descontaminação (Figura 34).
33 a. Fotossensiblizador sendo depositado nos sítios periodontais antes das 
extrações. 
33 b,C. Irradiação com laser e fibra óptica (laser Twin Laser) com fibra óptica com 
potência de 40mW e 192J/cm² (B). Imagem após as extrações e colocação de 
prótese provisória do tipo Hawley com dentes de estoque (C).
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34 a,b. Dente 21 perdido com reabsorção interna (A). Imagem tomográfica do dente 
21 com imagem radiolúcida entre a coroa e a raiz (B). 
34 C,d. Imagem do complexo mucoso alveolar após a extração mostrando o fo-
tossensibilizador depositado para descontaminação microbiana (C). Irradiação com 
laser 660nm com sistema de entrega do feixe pela área de spot da manopla, direta-
mente no alvéolo, após tempo de espera de 5 minutos, com o fotossensibilizador no 
local. Twin Laser com potência de 40mW e 192J/cm² (D). 
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34 e-G. Imagem radiográfica imediatamente após a instalação do implante imediato e coroa provisória (E). 
Imagem clínica com o provisório imediato instalado 14 dias após a cirurgia. Notar ligeira vestibularização do 
provisório, deixando-o em infra-oclusão (F). Imagem do implante 6 meses pós-cirúrgico, durante a transfe-
rência para instalação da coroa definitiva (G).
34 H-J. Imagem clínica sem o provisório evidenciando a qualidade e morfologia do tecido mole (H). 
Imagem clínica durante a prova da coroa da porcelana do implante e gengivectomia feita na vestibular 
do dente 11 com laser de diodo de alta potência (Thera Laser) (I). Aspecto Clínico final (J).
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