Optimal Fluence and Duration of Low-Level Laser Therapy for Efficient Wound Healing in Mice

Abstract

BACKGROUND/PURPOSE: Low-level laser (light) therapy is a promising technology that stimulates healing, relieves pain and inflammation, and restores function in injured body parts. However, few studies have compared the effects of light-emitting diodes of different fluence levels or different treatment durations. Here, we investigated the effects of various fluence levels and treatment durations on wound closure in mice. METHODS: Full-thickness wounds were created on the dorsal skin using an 8-mm diameter punch, and the wounds were irradiated at 1, 4, or 40 J/cm2 for 5 consecutive days starting on day 1. To determine the optimal irradiation duration, wounds were irradiated at the most potent fluence of previous study for 5, 10 or 15 days. Photographic documentation, skin biopsies, and wound measurements were performed to compare the effects of different treatment parameters. RESULTS: The most effective fluence level was 40 J/cm2, as determined by monitoring wound closure. There were no statistically significant differences in wound healing with different durations. CONCLUSION: We have shown that repeated exposure to low levels of light significantly stimulates wound healing in mice, and demonstrated more efficient wound closure with certain fluences of 830 nm irradiation.

연구배경/목적: 저출력 레이저 치료는 현재 각광받는 기술로 상처치유 및 통증 완화, 염증 완화 등에 사용되고 있다. 그러나 상처치유에 있어서 서로 다른 플루언스 수준 및 치료 기간에 따른 다른 치료효과를 본 연구는 없었다. 따라서 본 연구에서는 다양한 플루언스 수준 및 치료기간에 따른 상처치유 효과를 비교하였다. 연구방법: 쥐의 등쪽 피부에 8-mm 지름의 펀치를 이용하여 4군데의 상처를 만든 후 상처부위에 각각 1, 4, or 40 J/cm2의 플루언스를 5일간 연속적으로 조사하였다. 또한 최적의 조사기간을 연구하기 위해 이전 연구에서 가장 효과적이었던 플루언스로 각 군에게 각각 5, 10, 15일간 조사하였다. 치료 변수에 따른 치료 효과를 비교하기 위해 사진촬영 후 상처 부위의 넓이를 계산하였다. 연구결과: 상처 부위의 넓이를 계산하여 비교했을 때 가장 효과적이었던 플루언스는 1, 4, or 40 J/cm2였다. 치료 기간에 따른 상처치유 효과는 각 군별로 차이가 없었다. 결론: 본 연구는 쥐 모델에서 저출력의 빛을 연속적으로 조사했을 때 상처치유의 효과가 있었음을 확인할 수 있었다. 또한 830 nm를 조사했을 때 특정한 플루언스가 특히 상처치유에 효과적이었음을 알 수 있었다.