Construction and evaluation of a non-laser optical system for photodynamic process excitation

ABSTRACT

Purpose: To show that a non-laser light source can be constructed, using a 500 W Tungsten lamp and optical filters, and that this light source produces photodynamic effect via protoporphyrin IX (PpIX) similar to the effect produced by HeNe laser light. Methods: The broad band spectrum from a Tungsten lamp was filtered. Infrared and blue part of the spectrum was discarded by absorption process and the fraction of the spectrum, centered at the red portion, was filtered by an interference filter. Photodynamic effect was studied by the activity on endogenous PpIX of Harderian glands of Wistar rats. Twenty rats were used for the experiment. Each animal had its two Harderian gland surgically exposed, so one of them was treated with the system while the other was kept as control. After a 30 minutes period of treatment, the animals were sacrificed and their glands were removed for histological analysis. This analysis was compared to earlier published results obtained with HeNe laser light. Results: The resultant light source emission was centered around (636 ± 6.5) nm and gives up to 11.3 mW/cm² power density. It produces photodynamic effect in Harderian gland, observed either by fluorescence spectroscopy or by histological microscopy. Conclusion: There is no noticeable difference in Photodynamic effect results if activated by HeNe laser or by the proposed non-laser light source emitting at the red portion of the spectrum.

RESUMO

Objetivo: Descrever a construção de uma fonte de luz não-laser, a partir de uma lâmpada de Tungstênio e filtros óticos adequados e demonstrar que sua eficiência em estudos fotodinâmicos, mediados por protoporfirina IX, é semelhante a do laser de Hélio Neônio. Métodos: As regiões Infravermelha e Azul do espectro de emissão óptica de uma lâmpada de Tungstênio foram convenientemente descartadas por processos de absorção, enquanto que a fração centrada na região do vermelho foi removida com o uso de um filtro de interferência. O efeito fotodinâmico foi estudado, em glândula Harderiana de ratos Wistar em razão da produção endógena de protoporfirina IX (PpIX) por estas glândulas. Foram utilizados 20 ratos. Cada animal teve as duas glândulas expostas cirurgicamente, sendo uma delas tratada com a fonte não-laser e a outra mantida como controle. Após tratamento por 30 minutos os animais foram sacrificados e suas glândulas removidas para estudo histológico. Os resultados foram comparados a estudos realizados com laser de Hélio Neônio, já publicados. Resultados: A luz produzida pelo equipamento está centrada em torno de (636 ± 6,5) nm, fornecendo uma densidade de potência de 11,3 mW/cm². Os efeitos fotodinâmicos produzidos na glândula Harderiana, podem ser observados tanto por espectroscopia de fluorescência como por microscopia ótica. Conclusão: Não foram observadas diferenças significativas nos resultados do efeito fotodinâmico obtidos com a fonte de luz não-laser proposta, em comparação aos resultados conhecidos com o uso do laser de Hélio Neônio.