تحلیل بعد فرکتال و نقشه‌برداری توپوگرافی سطحی به منظور بررسی اثرات درمانی پرتوهای لیزر کم‌توان بر رفتار فیزیکی سلول‌های استئوسارکوما رده mg-63

هدف: مطالعات گذشته نشان داده‌اند پرتوهای لیزر کم‌توان در مدولاسیون رفتار سلول‌های استئوسارکومای انسانی نقش ایفا نموده و منجر به تغییراتی در تکثیر، تمایز و چسبندگی سلول‌ها می‌شود. هدف از این مطالعه بررسی اثر پرتوهای لیزر کم‌توان بر رفتار فیزیکی سلول‌های استئوسارکوما مبتنی بر توپوگرافی سطح و تحلیل بعد فرکتال می‌باشد.مواد و روش‌ها: سلول‌های استئوسارکوما رده mg-63 در محیط dmem-f12 حاوی %10 fbs کشت داده شدند و پس از رسیدن به تراکم %80 در چهارمین پاساژ تابش لیزر انجام گردید. لیرزهای 532 نانومتر با توان 25 میلی‌وات، 650 نانومتر با توان‌های 3 و 150 میلی‌وات و 780 نانومتر با توان 70 میلی‌وات به مدت 8 دقیقه بهره‌برداری شدند و پس از 72 ساعت تکثیر سلول‌ها بررسی شد. با نقشه‌برداری توپوگرافی سطح توسط میکروسکوپ نیروی اتمی و تصویربرداری کانفوکال تغییرات ابعاد سلول‌ها در سه بعد تعیین گردید و با پردازش تصاویر کانفوکال، آنالیز بعد فرکتال انجام شد.یافته‌ها: تابش لیزر تغییرات معناداری در پارامترهای تکثیر، ارتفاع، محیط و مساحت سلول‌ها ایجاد می‌نماید. هم‌چنین در بعد فرکتال سلول‌ها در تمامی لیزرها به غیر از توان 3 میلی‌وات نسبت به سلول‌های گروه کنترل تغییر معناداری ایجاد به وجود می‌آید.نتیجه‌گیری: تحلیل طیف فرکتال در کنار بررسی سه بعدی تغییرات ابعاد سلول‌ها می‌تواند به عنوان یک شاخص کمکی در پیش‌بینی پاسخ سلول‌های استئوسارکوما به درمان با پرتوهای لیزری کم‌توان ارزیابی شود.

Fractal dimension analysis and surface topography mapping to investigate the effects of low-level laser therapy on the physical behavior of osteosarcoma MG-63 cells

Introduction: Previous studies indicated that the lowlevel laser therapy has an effective role in modulation behavior of human osteosarcoma cells, which leads to change of cell proliferation, differentiation and adhesion. The aim of this study was to evaluate the effects of lowlevel laser therapy on the biophysical behavior of osteosarcomas based on the surface topographic mapping and fractal dimension analysis.Materials and Methods: Human osteosarcoma MG63 Cells were cultured in DMEMF12 with 10% FBS and were exposed by laser beams after reaching to confluence of 80% in the fourth passage. The lasers with characteristics of 532nm with the power of 25mW, 650nm with powers of 3mW and 150mw and 780nm with the power of 70mW were implemented for irradiation within 8 minutes and cell proliferation was assessed 72h after exposure time. In the next step, cell size changes in three dimensions were evaluated by using surface topographic mapping with atomic force microscopy and confocal imaging and fractal dimension analysis was performed by using the processing of confocal images.Results: The laser irradiation causes significant changes in proliferation, height, perimeter and area of osteosarcomas. Moreover, except 3mW laser, all of them create significant changes in fractal dimension compared with the nonirradiated cells.Conclusion: Assessing the fractal dimension besides the evaluation of threedimensional cell sizes can be considered as a reliable index for the prognosis of the osteosarcomas response to lowlevel laser therapy.