Low-level-laser-therapy as an adjuvant therapy for bone regeneration during rapid maxillary expansion and its benefits for the patient : a systematic review

Abstract

Background: Over the past years, Low-Level-Laser-Therapy (LLLT) has become a topic of research as an adjuvant therapy to Rapid Maxillary Expansion (RME). The objective of this systematic review is to investigate the benefits of LLLT on bone regeneration of the sutura palatina in patients undergoing RME. Methods: Systematic literature research was conducted until 08.09.2023. The databases National Library of Medicine (via PubMed®), Cochrane Database (via The Cochrane Library) and Web of Sciences Core Collection (via Web of Sciences) were used. Additionally, a manual search was conducted. The inclusion criteria were LLLT as adjuvant therapy for RME in clinical studies (CS) or animal studies. The language of the included studies was limited to German or English. No further limitations were applied. A Risk of Bias (RoB) assessment was conducted for the CS. In addition, a GRADE (Grades of Recommendation, Assessment, Development and Evaluation) assessment was performed for the question of the benefits of LLLT in RME on the upregulation of bone regeneration of the sutura palatina. Results: A total of five CS and twelve animal studies were included. The RoB assessment resulted in the classification for three studies with some concerns and two studies with high. All CS were included into the GRADE evaluation, either completely or as a subgroup. The result was a very low quality of evidence. Both the animal studies and the CS, demonstrated heterogeneity in the laser treatment, laser protocol and evaluation methods used. Regardless, the consensus in the animal studies seems to be that LLLT as an adjuvant therapy for RME shows a positive effect on the bone regeneration of the sutura palatina at the molecular, histological and radiological evaluation. The evaluation methods of the CS were conducted using bone density measurement in cone beam computed tomography (CBCT) or occlusal radiographs, or measurement of the distances of the sutura palatina and qualitative assessment of the shape of the sutura margins in CBCT. The results indicated a tendency of the positive effect on bone regeneration of the sutura palatina in the CS. Since the laser parameters and laser protocol varied among the studies, no conclusion could be drawn about its effective application. Conclusion: Taking the overall low level of evidence into account, the results suggest that LLLT as an adjuvant therapy for RME might upregulate the bone regeneration of the sutura palatina. It has not yet been clarified which laser parameters and laser protocol are most suitable. No potential benefit for the reduction of relapse or treatment duration can be drawn from these results. Further studies dedicated to these issues, as well as more clinical studies investigating the effect of LLLT on the bone regeneration of the sutura palatina, are needed.

Hintergrund: In den letzten Jahren ist die Low-Level-Laser-Therapie (LLLT) als adjuvante Therapie zur schnellen Gaumennahterweiterung (RME) zu einem Thema aktueller Forschung geworden. Das Ziel dieses Systematik Review ist es, den Nutzen von LLLT auf die Knochenregeneration der Sutura palatina bei Patienten zu untersuchen, die mit RME behandelt werden. Methoden: Es wurde eine systematische Literaturrecherche bis zum 08.09.2023 durchgeführt. Die Datenbanken National Library of Medicine (über PubMed®), Cochrane Database (über The Cochrane Library) und Web of Sciences Core Collection (über Web of Sciences) wurden dafür genutzt. Außerdem wurde eine händische Suche durchgeführt. Die Einschlusskriterien waren LLLT als adjuvante Therapie für RME in klinischen Studien (CS) oder Tierstudien. Die Sprache der eingeschlossenen Studien wurde auf Deutsch oder Englisch beschränkt. Weitere Einschränkungen wurden nicht vorgenommen. Für die CS wurde eine Risk of Bias (RoB) Bewertung durchgeführt. Darüber hinaus wurde eine GRADE-Bewertung (Grades of Recommendation, Assessment, Development and Evaluation) bezogen auf die Frage des Nutzens von LLLT bei RME auf eine verbesserte Knochenregeneration der Sutura palatina durchgeführt. Ergebnisse: Insgesamt wurden fünf CS und zwölf Tierstudien eingeschlossen. Die RoB-Bewertung führte zur Einstufung von drei Studien mit einigen Bedenken und zwei Studien mit hoch. Alle CS wurden in die GRADE-Bewertung, entweder vollständig oder als Untergruppe, einbezogen. Das Ergebnis war eine sehr geringe Qualität der Evidenz. Sowohl in den Tierstudien als auch in den CS zeigte sich eine große Heterogenität in Bezug auf die verwendete Laserbehandlung, das Laserprotokoll und die Evaluationsmethoden. Ungeachtet dessen scheint der Konsens in den Tierstudien zu sein, dass die LLLT für RME einen positiven Effekt auf die Knochenregeneration der Sutura palatina bei der molekularen, histologischen und radiologischen Bewertung zeigte. Die Bewertungsmethoden der CS wurden anhand der Knochendichtemessung im cone beam computed tomography (CBCT) oder okklusalen Röntgenbildern, oder der Messung der Abstände der Sutura palatina und der qualitativen Bewertung der Form der Sutura-ränder im CBCT durchgeführt. Die Ergebnisse in den CS zeigten eine tendenziell positive Wirkung auf die Knochenregeneration der sutura palatina. Da die Laserparameter und das Laserprotokoll in den Studien unterschiedlich waren, konnte keine Aussage über die effektivste Anwendung des Lasers getroffen werden. Schlussfolgerung: Unter Berücksichtigung der insgesamt geringen Evidenzlage legen die Ergebnisse nahe, dass LLLT als adjuvante Therapie bei RME einen positiven Effekt auf eine verbesserte Knochenregeneration der Sutura palatina haben könnte. Welche Laserparameter und welches Laserprotokoll am besten geeignet sind, konnte nicht geklärt werden. Eine Schlussfolgerung über einen möglichen Nutzen auf ein geringeres Rezidiv und geringere Behandlungsdauer, lässt sich aus diesen Ergebnissen nicht ableiten. Weitere Studien, die sich mit diesen Fragen befassen, sowie weitere klinische Studien, die die Wirkung von LLLT auf die Verknöcherung der Sutura palatina untersuchen, sind erforderlich.