Ultrason ve Fonoforez Modalitelerinin Biyofiziksel Temelleri
Özet
Bu bölümde, modern fizik tedavi uygulamalarında yaygın olarak kullanılan terapötik ultrason (TU) ve fonoforez modalitelerinin biyofiziksel temelleri akademik bir bakış açısıyla ele alınmaktadır. Terapötik ultrason, piezoelektrik transdüserler aracılığıyla üretilen yüksek frekanslı longitudinal mekanik ses dalgaları yoluyla biyolojik dokularda termal ve non-termal (mekanik) etkiler oluşturmaktadır. Termal etkiler, genellikle sürekli modda ve yeterli yoğunlukta uygulandığında ortaya çıkar; doku sıcaklığının artması, kolajen ekstansibilitesinin yükselmesi, vazodilatasyon, metabolik hızlanma ve ağrı modülasyonu ile ilişkilidir. Non-termal etkiler ise daha çok düşük yoğunluklu ve kesikli uygulamalarda gözlenir ve stabil kavitasyon ile akustik akış gibi mekanizmalar üzerinden hücresel düzeyde etki gösterir. Bu mekanik etkiler, hücre membran geçirgenliğinin artmasına, kalsiyum iyon akışının modülasyonuna ve doku iyileşmesiyle ilişkili hücre içi sinyal yollarının aktivasyonuna katkı sağlar. Fonoforez, terapötik ultrasonun bu non-termal etkilerinden yararlanarak topikal olarak uygulanan ilaçların stratum corneum bariyerini geçici olarak aşmasını ve hedef dokulara daha yüksek lokal konsantrasyonlarda ulaşmasını sağlayan non-invaziv bir yöntemdir. Bu sayede sistemik yan etkiler minimize edilirken tedavi etkinliği artırılabilir. Her ne kadar klinik çalışmalarda kas-iskelet sistemi ağrıları, yumuşak doku yaralanmaları ve inflamatuar durumlarda olumlu sonuçlar bildirilmiş olsa da, uygulama parametrelerindeki farklılıklar sonuçların tutarlılığını sınırlamaktadır. Bu nedenle, ampirik yaklaşımlardan uzaklaşılarak biyofiziksel prensiplere dayalı, standartlaştırılmış dozimetri ve uygulama protokollerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır.
Referanslar
Miller DL, Smith NB, Bailey MR, et al. Overview of therapeutic ultrasound applications and safety considerations. Journal of Ultrasound in Medicine. 2012;31(4):623–634.
Tuna H. Tedavi edici ultrasonun etkin kullanımında kalibrasyon çalışmalarının önemi. Turkish Journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 2011;57(2):94–100.
Baker KG, Robertson VJ, Duck FA. A review of therapeutic ultrasound: Biophysical effects. Physical Therapy. 2001;81(7):1351–1358.
Polat BE, Hart D, Langer R, et al. Ultrasound-mediated transdermal drug delivery: Mechanisms, scope, and emerging trends. Journal of Controlled Release. 2011;152(3):330–348. doi:10.1016/j.jconrel.2011.01.006
Joshi MV, Phansopkar P. Effect of Zingiber cassumunar Roxb. phonophoresis versus aqua sonic gel on pain, range of motion, and functional disability in patients with osteoarthritis of knee: A randomized controlled trial. Cureus. 2022;14(12):e32510.
Yang S, Wang Y, Liang X. Piezoelectric nanomaterials activated by ultrasound in disease treatment. Pharmaceutics. 2023;15(5):1352.
Ravikumar C, Markevicius V. Development of ultrasound piezoelectric transducer-based measurement of the piezoelectric coefficient and comparison with existing methods. Processes. 2023;11(8):2351.
İnceoğlu A, Şahin F, Akkaya N, et al. Effects of low-density pulsed ultrasound treatment on transforming growth factor-beta, collagen level, histology, biomechanics, and function in repaired rat tendons. Turkish Journal of Physical Medicine and Rehabilitation. 2021;67(2):167–174.
Mason TJ. Therapeutic ultrasound: An overview. Ultrasonics Sonochemistry. 2011;18(4):847–852. doi:10.1016/j.ultsonch.2011.01.004
Shi Y, Wu W. Multimodal non-invasive non-pharmacological therapies for chronic pain: Mechanisms and progress. BMC Medicine. 2023;21(1):376. doi:10.1186/s12916-023-03076-2
Johns LD. Nonthermal effects of therapeutic ultrasound: The frequency resonance hypothesis. Journal of Athletic Training. 2002;37(3):293–299.
O’Brien WD. Ultrasound-biophysics mechanisms. Progress in Biophysics and Molecular Biology. 2007;93(1–3):212–255.
Ortanca B, Armağan O, Bakılan F, et al. A randomized controlled clinical trial comparing the effects of steroid phonophoresis and therapeutic ultrasound in carpal tunnel syndrome. Archives of Rheumatology. 2022;37(4):517–526.
Saber AA, Saber A. Therapeutic ultrasound: Physiological role, clinical applications and precautions. Journal of Surgery: Special Issue on Minimally Invasive and Minimal Access Surgery. 2017;5(1):61–69.
Ebrahimi S, Abbasnia K, Motealleh A, et al. Effect of lidocaine phonophoresis on sensory blockade: Pulsed or continuous mode of therapeutic ultrasound? Physiotherapy. 2012;98(1):57–63. doi:10.1016/j.physio.2011.01.009
Cárdenas-Sandoval RP, Pastrana-Rendón HF, Avila A, et al. Effect of therapeutic ultrasound on the mechanical and biological properties of fibroblasts. Regenerative Engineering and Translational Medicine. 2023;9(2):263–278. doi:10.1007/s40883-022-00281-y
Man VH, Truong PM, Li MS, et al. Molecular mechanism of the cell membrane pore formation induced by bubble stable cavitation. Journal of Physical Chemistry B. 2019;123(1):71–78.
Park D, Won J, Lee G, et al. Sonophoresis with ultrasound-responsive liquid-core nuclei for transdermal drug delivery. Skin Research and Technology. 2022;28(2):291–298.
Guan H, Wu Y, Wang X, et al. Ultrasound therapy for pain reduction in musculoskeletal disorders: A systematic review and meta-analysis. Therapeutic Advances in Chronic Disease. 2024;15:1–10.
Marathe D, Bhuvanashree VS, Mehta CH, et al. Low-frequency sonophoresis: A promising strategy for enhanced transdermal delivery. Advances in Pharmacological and Pharmaceutical Sciences. 2024;2024:1247450. doi:10.1155/2024/1247450
