基礎研究・動物実験
動物実験からわかること
動物実験は、光が「どの細胞に、どのように働くのか」を探る研究です。904nmをはじめ、赤色光・近赤外光の研究では、創傷修復、炎症関連因子、末梢神経や筋組織の反応が調べられています。特に、同じ波長でも照射量やパルス条件によって反応が変わる点が重要です。動物で観察された変化をそのまま人の治療効果とみなすことはできませんが、臨床研究につながる機序の理解に役立ちます。
● 光照射による鎮痛のしくみ
国内の基礎研究では、光照射による鎮痛のしくみを、脊髄後角の神経活動から客観的に検証する実験系の開発も進められています。引用文献：「Photobiomodulationによる鎮痛メカニズムの解明を目指して―成熟動物を用いたin vivo電気生理学的解析法の確立―」（2024）日本レーザー医学会誌 45(2):67–74. ［原典を見る ↗］
● ラット熱傷モデル（904nm）
2014年の研究では904nm Ga-Asスーパーパルスレーザーを熱傷ラットに照射し、炎症関連のTNF-αやNF-κBの低下、組織修復関連因子の変化、創傷収縮の促進を報告しました。 引用文献：Gupta A, et al. (2015). Superpulsed (Ga-As, 904 nm) low-level laser therapy (LLLT) attenuates inflammatory response and enhances healing of burn wounds. J Biophotonics, 8(6):489–501. PMID:25207838.（2014年オンライン先行公開） ［原典を見る ↗］
● 糖尿病マウスの皮膚創傷（904nm）
糖尿病モデルを含む雄マウス20匹を4群に分け、皮膚創傷に904nmのスーパーパルスレーザー（平均出力40mW、60秒、5日間）を照射しました。糖尿病・照射群では糖尿病・非照射群よりコラーゲン量が多く、脂質過酸化指標（TBARS）と亜硝酸塩が低下しました。ただしカタラーゼ活性の上昇は非糖尿病・照射群で認められた結果であり、糖尿病群に一律に当てはめることはできません。 引用文献：2016年、J Photochem Photobiol B、164巻96–102頁。DOI:10.1016/j.jphotobiol.2016.09.017。 ［原典を見る ↗］
● 関節炎モデルのマウス（830nm）
ザイモサン誘発急性関節炎マウスに830nm・10mWの光を照射し、3および30J/cm²を比較しました。抄録では、3J/cm²群で24時間後のM1マクロファージが減少し、30J/cm²群では48・72時間後のM2への偏りがより明瞭でした。iNOS・Arg-1のmRNAは24時間後に両条件で低下し、照射群では全般にM2マクロファージがM1より多く認められました。 引用文献：Ferreira VB, et al. Photobiomodulation Triggers M1/M2 Macrophage Polarization in Zymosan-Induced Acute Arthritis in Mice. J Biophotonics. 2026;19(9):e70366. DOI:10.1002/jbio.70366. ［原典を見る ↗］
以下はPubMedで書誌情報を確認できる公表研究です。各研究の波長、周波数、照射量、対象を区別して掲載しています。
● 運動負荷と筋疲労：ラット（904nm）
雄Wistarラット30匹を対象に、運動前の904nmレーザー照射を0.1、0.3、1.0、3.0Jの4条件と非照射で比較しました。1.0J・3.0J群では6回目の収縮時の筋力と仕事量が非照射群より高く、血中乳酸は全照射群で低下しました。運動後CK活性は3.0J群を除く照射群で低下しました。 引用文献：Leal Junior EC, et al. Effect of low-level laser therapy (GaAs 904 nm) in skeletal muscle fatigue and biochemical markers of muscle damage in rats. Eur J Appl Physiol. 2010;108(6):1083–1088. DOI:10.1007/s00421-009-1321-1. ［原典を見る ↗］
● 糖尿病創傷：レーザーとLEDの比較（904nm・850nm）
Wistarラット20匹を4群に分け、糖尿病性創傷に904nmパルスレーザー（9500Hz）または850nm LEDを照射した比較研究です。抄録では、レーザー群でコラーゲン線維の増加が認められた一方、LED群では同じ変化が認められず、照射条件による違いが示されています。 引用文献：糖尿病創傷：904nmレーザーと850nm LEDの比較 — PubMed PMID: 30098521. ［原典を見る ↗］
● 熱傷修復：蜂蜜との併用（904nm）
ラットの全層熱傷モデルで、904nm超パルスレーザー照射、医療用蜂蜜、両者の併用を比較しました。併用群では単独群などと比較して創傷収縮や細胞増殖、炎症関連指標に有利な変化が報告されました。併用療法の動物実験であり、レーザー単独の人への効果を示した研究ではありません。 引用文献：Yadav A, et al. Combination of medicinal honey and 904 nm superpulsed laser-mediated photobiomodulation promotes healing and impedes inflammation, pain in full-thickness burn. J Photochem Photobiol B. 2018;186:152–159. DOI:10.1016/j.jphotobiol.2018.07.008. ［原典を見る ↗］
● Ⅲ度熱傷：植物抽出物との併用（904nm）
ラットのⅢ度熱傷モデルで904nmスーパーパルスレーザー、シーバックソーン（Hippophae rhamnoides）抽出物2.5％、両者の併用などを7日間比較しました。抄録では併用群で、対照群や各単独群より創傷収縮が進み、血管新生・コラーゲン関連指標の増加や炎症関連指標の低下が報告されました。併用群の結果をレーザー単独の効果とは区別します。 引用文献：Priyadarshi A, Keshri GK, Gupta A. Effect of combination of photobiomodulation 904 nm superpulsed laser therapy and Hippophae rhamnoides L. on third-degree burn wound healing. J Cosmet Dermatol. 2023;22(9):2492–2501. DOI:10.1111/jocd.15806. ［原典を見る ↗］
● 皮膚創傷：線維芽細胞・筋線維芽細胞（904nm）
Wistarラット30匹の背部皮膚創傷を対象に、904nm・60mWのレーザーを3.6Jと5.6Jの2条件で調べました。抄録では炎症細胞数と浮腫の減少、弾性線維とコラーゲンの軽度増加、照射後3日目の筋線維芽細胞に関する差が報告されています。初期の筋線維芽細胞分化には、5.6Jより3.6Jが有利な可能性が示されました。 引用文献：Al Timimi Z. The Impact of Low-Power Therapeutic Lasers at 904 nm on the Healing Process of Wounds and the Relationships Between Extracellular Matrix Components and Myofibroblasts. Int J Low Extrem Wounds. 2026;25(3):745–751（2024年オンライン先行公開）. DOI:10.1177/15347346241273179. ［原典を見る ↗］
● 創傷治癒：照射周波数の比較（904nm）
Longoら（1987）はラットの実験的創傷に904nmのGa-Al-Asレーザーを照射し、3000Hz・1日5分・5日間と1500Hz・1日10分・5日間を比較しました。抄録では3000Hz条件で顕微鏡的・組織学的な創傷治癒の促進が報告されましたが、1500Hz条件では効果が認められませんでした。両条件はエネルギー量3Jと記載されています。 引用文献：Longo L, Evangelista S, Tinacci G, Sesti AG. Effect of diodes-laser silver arsenide-aluminium (Ga-Al-As) 904 nm on healing of experimental wounds. Lasers Surg Med. 1987;7(5):444–447. DOI:10.1002/lsm.1900070513. ［原典を見る ↗］
● 皮膚切開創：電気刺激との比較（904nm）
Demirら（2004年）は雌ラット124匹の皮膚切開創で、904nm GaAsレーザー（平均出力6mW、1J/cm²、毎日10分）と電気刺激をそれぞれ対照群と比較しました。両介入で創傷治癒に関連する指標の改善が報告されましたが、炎症期の一部指標では電気刺激の方が良好でした。動物実験であり、人での有効性を直接示すものではありません。 引用文献：Demir H, Balay H, Kirnap M. A comparative study of the effects of electrical stimulation and laser treatment on experimental wound healing in rats. J Rehabil Res Dev. 2004;41(2):147–154. DOI:10.1682/jrrd.2004.02.0147. ［原典を見る ↗］
● 皮膚創傷と照射強度（635nm）
Gálら（2009）はラット48匹の皮膚創傷に635nmレーザーを照射し、照射量を5J/cm²/日に統一したうえで、照射強度1・5・15mW/cm²を比較しました。非ステロイド処置群では術後2日・6日に再上皮化とコラーゲン合成の促進が認められました。一方、コルチコステロイド処置群では、同じ条件で創傷治癒を促進する効果は認められませんでした。 引用文献：Gál P, et al. Effect of equal daily doses achieved by different power densities of low-level laser therapy at 635 nm on open skin wound healing in normal and corticosteroid-treated rats. Lasers Med Sci. 2009;24:539–547. DOI:10.1007/s10103-008-0604-9. ［原典を見る ↗］
● 皮膚創傷と照射点数・照射量（660nm）
de Castroら（2020）はWistarラットの背部に作製した直径6mmの全層皮膚創傷に、660nm・40mWレーザーを照射し、照射点数、照射量、照射回数を比較しました。創傷周囲を含む5点に各10J/cm²を創傷後1週間に複数回照射した群で、創閉鎖、サイトケラチン10発現、マクロファージ浸潤の減少、組織の破断抵抗に関して最も良好な結果が報告されました。動物実験の結果であり、すべての照射条件で同等の効果が得られたわけではありません。 引用文献：de Castro JR, et al. Improvement of full-thickness rat skin wounds by photobiomodulation therapy (PBMT): A dosimetric study. J Photochem Photobiol B. 2020;206:111850. DOI:10.1016/j.jphotobiol.2020.111850. ［原典を見る ↗］
● 坐骨神経の再生（780nm）
Rochkindら（2007）は坐骨神経を切断し人工神経チューブで再建したラット20匹を対象に、780nmレーザー照射の影響を検討しました。照射群では、術後3か月の感覚誘発電位陽性率が70％（非照射群30％）で、坐骨神経機能指数や有髄軸索数にも群間差が報告されました。 引用文献：Rochkind S, et al. Efficacy of 780-nm laser phototherapy on peripheral nerve regeneration after neurotube reconstruction procedure (double-blind randomized study). Photomed Laser Surg. 2007;25(3):137–143. DOI:10.1089/pho.2007.2076. ［原典を見る ↗］
● 坐骨神経損傷と血管新生（780nm）
Mashhoudi Barezら（2017年）は雄Wistarラット12匹の坐骨神経損傷モデルで780nmレーザーを照射し、血管新生、軸索密度、ワーラー変性などを組織学的に評価しました。照射群で血管新生の促進や軸索密度の増加などが報告されました。これは動物実験の所見です。 引用文献：Mashhoudi Barez M, et al. Stimulation Effect of Low Level Laser Therapy on Sciatic Nerve Regeneration in Rat. J Lasers Med Sci. 2017;8(Suppl 1):S32–S37. DOI:10.15171/jlms.2017.s7. ［原典を見る ↗］
● 外傷性脳損傷と神経炎症（1064nm LED）
C57BL/6マウスの外傷性脳損傷モデルに1064nm LED（25mW/cm²、1日12分、14日間）を照射した研究です。照射群では認知・情動関連行動の改善、神経細胞のアポトーシス抑制、血液脳関門や神経炎症に関する指標の改善が報告されました。 引用文献：Chen G, et al. J Transl Med. 2025;23:1245. DOI:10.1186/s12967-025-07170-2。 ［原典を見る ↗］
● 坐骨神経圧挫損傷（650nm）
坐骨神経圧挫損傷ラット33匹を3群に分け、650nmのPBM（1回2.4J）と1064nmの高強度レーザー（1回120J）を、術後に3日ごと計10回照射して比較しました。30日後の坐骨神経機能指数（SFI）や一部の電気生理学的指標では、高強度レーザー群がPBM群および非照射群より良好でした。この研究は波長と照射量が異なる条件での比較です。 引用文献：Bayburt KA, et al. Lasers Med Sci. 2025;40:81. DOI:10.1007/s10103-025-04334-w。 ［原典を見る ↗］
● 糖尿病マウスの創傷修復と照射量（660nm）
Chungら（2010）は糖尿病マウス51匹に作製した皮膚創傷を対象に、660nm・80mWレーザーを毎日0・10・20・40秒、7日間照射して比較しました。創傷収縮を抑制したモデルでは、20秒/日（1.6J、推定3.7～5.0J/cm²）で最も良好な組織学的治癒が報告されました。51匹のうち創傷収縮が抑制されたのは40匹であり、全個体で同条件が成立したわけではありません。 引用文献：Chung TY, Peplow PV, Baxter GD. Laser photobiostimulation of wound healing: defining a dose response for splinted wounds in diabetic mice. Lasers Surg Med. 2010;42(9):656–664. DOI:10.1002/lsm.20981. ［原典を見る ↗］
● 糖尿病・非糖尿病マウスの皮膚創傷（660nm）
Chungら（2010年）は糖尿病マウス47匹と非糖尿病マウス20匹の皮膚創に660nmレーザーを照射し、創傷を被覆した条件とそうでない条件で修復を検討しました。1.6J/日を7日間照射した条件では、被覆によって収縮が抑えられた創傷で再上皮化と肉芽形成の促進が報告されました。すべての照射条件で同じ結果が得られたわけではありません。 引用文献：Chung TY, Peplow PV, Baxter GD. Laser photobiomodulation of wound healing in diabetic and non-diabetic mice: effects in splinted and unsplinted wounds. Photomed Laser Surg. 2010;28(2):251–261. DOI:10.1089/pho.2009.2493. ［原典を見る ↗］
● ラット腱障害と疼痛反応（660・808nm）
コラゲナーゼ誘発性の踵骨腱障害ラットで、660nmと808nmのPBM（各3J、30秒、1日1回、7日間）を比較しました。両波長で機械的アロディニアと冷刺激過敏が軽減し、I型・III型コラーゲンの発現変化が回復し、脊髄のアストロサイト反応とIL-1β発現が減少しました。 引用文献：Vedda EF, et al. Photochem Photobiol. 2025;101(4):925–935. DOI:10.1111/php.14082。 ［原典を見る ↗］
● マウス外傷性脳損傷における波長比較（665・730・810・980nm）
Wuら（2012）は閉鎖性頭部外傷マウスに対し、受傷4時間後に665・730・810・980nmのレーザーを単回照射（150mW/cm²、36J/cm²）しました。中等度～重度のモデルでは665nmと810nm群で神経学的重症度スコアが偽照射群より改善しましたが、730nmと980nm群では同様の改善が認められませんでした。 引用文献：Wu Q, et al. Low-level laser therapy for closed-head traumatic brain injury in mice: effect of different wavelengths. Lasers Surg Med. 2012;44(3):218–226. DOI:10.1002/lsm.22003. ［原典を見る ↗］
● マウス外傷性脳損傷とパルス周波数（810nm）
Andoら（2011）は外傷性脳損傷マウスに810nmレーザー（50mW/cm²、12分、36J/cm²）を損傷4時間後に1回照射し、連続波、10Hzおよび100Hzパルス照射を比較しました。神経学的重症度スコアと体重の回復では10Hzパルス群が最も良好で、損傷後15日および4週の脳損傷体積も非照射対照群より小さくなりました。他の照射条件でも改善が報告されました。 引用文献：Ando T, et al. Comparison of therapeutic effects between pulsed and continuous wave 810-nm wavelength laser irradiation for traumatic brain injury in mice. PLoS One. 2011;6(10):e26212. DOI:10.1371/journal.pone.0026212. ［原典を見る ↗］
● マウス脳損傷と反復照射（810nm）
Xuanら（2013）は、マウス外傷性脳損傷モデルで810nmレーザーの1回照射、3日間照射、14日間照射を比較しました。1回照射と3日間照射では神経機能の改善と損傷領域の縮小が報告され、特に3日間照射で良好な結果がみられました。一方、14日間照射では対照群と比較して改善が認められませんでした。引用文献：Xuan W, et al. Transcranial low-level laser therapy improves neurological performance in traumatic brain injury in mice: effect of treatment repetition regimen. PLoS One. 2013;8(1):e53454. DOI:10.1371/journal.pone.0053454. ［原典を見る ↗］
● ラット軽度外傷性脳損傷と機能回復（660・810nm）
Stevensら（2024年オンライン公開、2025年巻号収載）は、ラットの軽度外傷性脳損傷モデルに660nm、810nm、または両波長の光を連日照射しました。新奇物体認識では3条件すべてで改善し、810nm単独で最も大きな効果が報告されました。バランス試験では660nm群と810nm群で改善が認められましたが、両波長併用群は4週時点では統計学的に有意な改善に至りませんでした。損傷3日後にはミクログリア・アストロサイト活性化およびアポトーシス関連マーカーの低下も認められました。 引用文献：Stevens AR, et al. Photobiomodulation improves functional recovery after mild traumatic brain injury. Bioeng Transl Med. 2025;10(2):e10727. Published online 2024. DOI:10.1002/btm2.10727. ［原典を見る ↗］
● マウス皮膚創傷における照射部位数の比較（660・830nm）
Hendlerら（2021年）はマウス120匹を10群に分け、開放性皮膚創傷に対する660nm・830nmの光照射を比較しました。総エネルギー3.6Jを1・4・5・9点に分けて14日間照射した結果、14日目の創傷面積などに群間差がみられました。830nm、とくに5点照射群で良好な所見が報告されましたが、皮膚温には統計学的な差が認められませんでした。 引用文献：Hendler KG, et al. Comparison of photobiomodulation in the treatment of skin injury with an open wound in mice. Lasers Med Sci. 2021;36:1845–1854. DOI:10.1007/s10103-020-03216-7. ［原典を見る ↗］
公表された研究・公的な研究登録などに基づく情報です。動物実験は人体での有効性を証明するものではありません。