文獻發現所謂低能量光治療，是指一種輸出功率和能量都相當低的光源，一般來 說所使用的照射功率為數毫瓦( Milliwatts )，其照射能量密度介於 10-2 ~ 102 J/cm2
【Sandford et al.,1994】，過去學者大多討論實驗中不同光照波長與能量對細胞生理表 現的影響，鮮少著墨於細胞在不同激功率刺激下的行為表現，因此本實驗想藉由細胞 在相同波長與能量刺激下，探討不同功率(不同光刺激時間)是否也會影響到細胞的行 為表現。
實驗前先將濃度為1×105 cells / ml 的老鼠骨細胞(UMR-106)植入培養皿中進行培 養，讓細胞貼附24小時後開始進行光照實驗，其中所使用的照射功率分別為(1)紅光 652nm，2.71與3.89mW/cm2；(2)黃光590nm，2.71與3.89mW/cm2；(3)藍光415nm，3.89 與4.17mW/cm2，於固定光照能量下改變光刺激時間，在光照後第1~7天量測粒線體活 性、蛋白質分泌與細胞增生。
3-1 不同功率對粒線體活性之探討
圖十九與圖二十分別代表三種波長(紅光、黃光、藍光)在不同功率刺激下，細胞 粒線體活性的表現情形，實驗組與控制組量測重複三次以上(n 3)≧ ，數據中將所量測 之粒線體活性對細胞數進行平均(N0與Ni分別為為控制組及實驗組之 MTT 吸光值除 以細胞數量後所得的數值，即N0=OD控制組/cell number、Ni=OD實驗組/ cell number )，數 據中的比值是將光照實驗組除以未照光的控制組之平均值(Ratio= Ni / N0)，圖中之 P-value 則為實驗組與控制組相互比較之統計參數。
由數據中發現，細胞在三種波長照射下，即使所使用的刺激功率不同，粒線體活 性被促進或抑制的效果似乎並沒有明顯的改變( P>0.05 )，換句話說，粒線體活性在低 能量0.5 J/cm2的刺激下，無論藍光使用功率為3.89 或 4.17mW/cm2，促進的效果都來 的比另外兩種波長好；而在中能量5 J/cm2的刺激下，細胞活性在紅光與黃光不同功 率照射下(2.71 與 3.89mW/cm2)，效果則比藍光有更明顯的提升效果，其中又以黃光 在能量5 J/cm2刺激細胞活性的效果最佳；同樣在數據中也發現，在三種波長不同功 率而相同的中低能量(0.5 與 5 J/cm2)照射下，細胞粒線體活性在光照後的前三天有漸 漸提升的趨勢存在，之後則隨著培養天數增加而趨於平緩。因此從上述的實驗數據中 發現，相較於光源輸出功率的差異，似乎實驗中所使用的照射能量擁有更具決定性的 影響因素，在相同的波長與能量刺激下，不同功率所影響的粒線體的活性似乎都沒有 明顯差異(P>0.05)，同時粒線體活性的延遲現象也沒有因為功率的改變而有所差別。
過去也有學者利用光照刺激人類的皮膚纖維母細胞(WS1)，其中所使用的低能量 雷射包括: (1)氦氖雷射(波長 632.8nm，照射功率 2.206 mW/cm2) ，(2)二極體雷射(波 長 830nm，照射功率 6 mW/cm2)，(3)Nd:YAG 雷射(波長 1064nm，照射功率 12.7 mW/cm2)；實驗中利用三種不同波長與功率的雷射照射，而固定刺激能量(5 與 16
J/cm2)，發現在不同功率但相同能量的刺激下(改變光照時間)，細胞存活率皆沒有明 顯的差異【Houreld et al.,2008】，此一文獻呼應上述的實驗結果，即在本實驗所採取 的光刺激系統中，能量應為主要的決定性因素而非功率。然而，無法否認的是本實驗 所採用的功率相差並不大，雖然細胞在相同能量刺激下所使用的功率不同，但所改變 的照射時間亦甚短，也許不足以產生顯著性的影響，因此，如欲驗證能量是比功率更 具影響性的光刺激參數，未來將挑選功率差異更大的光源元件以玆證明。
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Viability
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW)
5J(3.89mW) 5J(2.71mW)
10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Viability
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW) 5J(3.89mW) 5J(2.71mW) 10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
圖十九 於不同功率下(2.71 與 3.89mW/cm2)，光刺激骨細胞粒線體活性之 趨勢(上圖：紅光 652nm；下圖：黃光 590nm)。(P>0.05；同能量不 同功率刺激下，細胞粒線體活性並無明顯的差異)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Viability
0.5J(3.89mW) 0.5J(4.17mW)
5J(3.89mW) 5J(4.17mW)
10J(3.89mW) 10J(4.17mW)
圖二十 於不同功率下(2.71 與 3.89mW/cm2)，藍光(415nm)刺激骨細胞粒線 體活性之趨勢。(P>0.05；同能量不同功率刺激下，細胞粒線體活 性並無明顯的差異)
3-2 不同功率對細胞蛋白質分泌與細胞增生之探討
圖二十一至圖二十三分別代表三種波長(紅光、黃光、藍光)在不同功率刺激下，
細胞蛋白質分泌與細胞增生的行為表現，實驗組與控制組量測重複三次以上(n 3)≧ ， 數據中將所量測之蛋白質濃度對細胞數進行平均(N0與Ni分別為為控制組及實驗組之 BCA 吸光值除以細胞數量後所得的數值，即 N0=OD控制組/cell number、Ni=OD實驗組/ cell number )。而細胞增生比值則是將光照實驗之細胞數量，組除以未照光的控制組細胞 數量之平均值。其中數據中的比值是將光照實驗組除以未照光的控制組之平均值 (Ratio= Ni / N0)， 圖中之 P-value 則為實驗組與控制組相互比較之統計參數。
由數據中顯示，細胞在三種波長在相同能量而不同功率照射下，蛋白質分泌的濃 度與細胞增生被提升或抑制的效果，似乎並沒有明顯的改變( P>0.05 )，同時在低能量 0.5 J/cm2刺激下，無論藍光使用哪種功率，促進效果都來的比另外兩種波長好，而紅 光與黃光在中能量5 J/cm2刺激下，不同功率照射的效果則比藍光有更明顯的提升作 用，其中又以黃光在能量5 J/cm2刺激細胞活性的效果最佳；至於在的高能量10 J/cm2 刺激下，在三種波長不同功率的照射下，對於蛋白質的分泌與細胞增生皆有受到抑制 的影響。同時在數據中也發現，在三種波長的中低能量(0.5 與 5 J/cm2)不同功率照射 下，細胞所合成的蛋白質與增生能力，同樣在光照結束後的前五天有慢慢提升的趨 勢，並於第五天後則隨著培養天數增加而趨於平緩，因此推測可能的原因與上述相 同，認為光刺激能量似乎在光生物調節作用中，似乎佔有主要的決定性因素而非光照 功率，因此細胞在光源不同功率但相同能量的刺激下，無法有效改變電子的傳遞速 度，所以對於提升細胞合成蛋白質及增生效果，並沒有太大的改變。
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of protein concentration / cell
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW) 5(3.89mW) 5J(2.71mW) 10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Numbers
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW) 5J(3.89mW) 5J(2.71mW) 10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
圖二十一 於不同功率下(2.71 與 3.89mW/cm2)，紅光(652nm)刺激骨細胞之趨 勢(上圖：細胞蛋白質分泌；下圖：細胞增生)。(P>0.05；同能量不 同功率刺激下，細胞蛋白質分泌與細胞增生表現並無明顯的差異)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of protein concentration / cell
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW)
5J(3.89mW) 5J(2.71mW)
10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Numbers
0.5J(3.89mW) 0.5J(2.71mW)
5J(3.89mW) 5J(2.71mW)
10J(3.89mW) 10J(2.71mW)
圖二十二 於不同功率下(2.71 與 3.89mW/cm2)，黃光(590nm)刺激骨細胞之趨 勢(上圖：細胞蛋白質分泌；下圖：細胞增生)。(P>0.05；同能量不 同功率刺激下，細胞蛋白質分泌與細胞增生表現並無明顯的差異)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of protein concentration / cell
0.5J(3.89mW) 0.5J(4.17mW)
5J(3.89mW) 5J(4.17mW)
10J(3.89mW) 10J(4.17mW)
0 0.5 1 1.5 2 2.5
1 3 5 7
Culture Time After Irradiation ( Days )
Ratio of Cell Numbers
0.5J(3.89mW) 0.5J(4.17mW)
5J(3.89mW) 5J(4.17mW)
10J(3.89mW) 10J(4.17mW)
圖二十三 於不同功率下(2.71 與 3.89mW/cm2)，藍光(415nm)刺激骨細胞之趨 勢(上圖：細胞蛋白質分泌；下圖：細胞增生)。(P>0.05；同能量不 同功率刺激下，細胞蛋白質分泌與細胞增生表現並無明顯的差異)