Therapeutic Ultrasound in Experimental Animal Models: Biophysical Foundations, Tissue-Specific Effects, and Translational Perspectives
Öz
Terapötik ultrason (TUS), kontrollü mekanik uyarılar ve minimal düzeyde sub-termal ısınma yoluyla doku onarımı, rejenerasyon ve nöromodülasyonu modüle edebilen non-invaziv bir biyofiziksel yöntem olarak deneysel hayvan araştırmalarında giderek artan ilgi görmektedir. Başta kemirgenler olmak üzere preklinik hayvan modellerinden elde edilen bulgular, düşük yoğunluklu darbeli veya odaklanmış ultrasonun (LIPUS/LIFU) kemik, tendon, iskelet kası, periferik sinir, deri, oküler dokular ve merkezi sinir sistemi gibi çok sayıda dokuda biyolojik olarak anlamlı yanıtlar oluşturduğunu göstermektedir. Bu yanıtlar; hücresel proliferasyonun, anjiyogenezin, ekstrasellüler matriks organizasyonunun ve nörotrofik sinyallemenin artması ile inflamatuvar yanıtların baskılanması gibi mekanizmalarla ilişkilendirilmektedir. Buna karşılık yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU), akustik enerjiyi fokal bir noktada yoğunlaştırarak hızlı sıcaklık artışı ve koagülatif nekroz oluşturan, esas olarak ablasyon amaçlı kullanılan farklı bir terapötik yaklaşımı temsil etmektedir. TUS’un biyolojik etkileri; frekans, yoğunluk, görev döngüsü, uygulama süresi ve coupling koşulları gibi akustik parametrelere yüksek derecede bağımlıdır ve bu durum deneysel hayvan çalışmalarında titizlikle kontrol edilen protokollerin önemini ortaya koymaktadır. Düşük yoğunluklu ultrason genel olarak güvenli kabul edilse de, dozimetrideki heterojenlik, operatöre bağlı değişkenlik ve özellikle göz ile merkezi sinir sistemi gibi hassas dokulardaki dar güvenlik aralıkları translasyonel uygulamalar açısından önemli sınırlılıklar oluşturmaktadır. Bu derleme, terapötik ultrasonun biyofiziksel temellerini ve dokuya özgü etkilerini deneysel hayvan modelleri üzerinden sentezleyerek, düşük yoğunluklu biyomodülatör yaklaşımlar ile ablasyon amaçlı HIFU uygulamaları arasındaki farkları ortaya koymakta ve veteriner ile biyomedikal alanlarda güvenilir translasyon için dikkate alınması gereken metodolojik hususları vurgulamaktadır.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Angle, S. R., Sena, K., Sumner, D. R., & Virdi, A. S. (2011). Osteogenic differentiation of rat bone marrow stromal cells by various intensities of low-intensity pulsed ultrasound. Ultrasonics, 51(3), 281-288. https://doi.org/10.1016/j.ultras.2010.09.004
- Aptel, F., & Lafon, C. (2012). Therapeutic applications of ultrasound in ophthalmology. International Journal of Hyperthermia, 28(4), 405-418. https://doi.org/10.3109/02656736.2012.665566
- Baek, H., Pahk, K. J., & Kim, H. (2017). A review of low-intensity focused ultrasound for neuromodulation. Biomedical Engineering Letters, 7(2), 135-142. https://doi.org/10.1007/s13534-016-0007-y
- Baker, K. G., Robertson, V. J., & Duck, F. A. (2001). A review of therapeutic ultrasound: biophysical effects. Physical Therapy, 81(7), 1351-1358. https://doi.org/10.1093/ptj/81.7.1351
- Busse, J. W., Bhandari, M., Einhorn, T. A., Schemitsch, E., Heckman, J. D., Tornetta, P., Leung, K. S., Hells-Ansdell, D., Makosso-Kallyth, S., Della Rocca, G. J., Jones, C. B., & Guyatt, G. H. (2016). Re-evaluation of low intensity pulsed ultrasound in treatment of tibial fractures (TRUST): randomized clinical trial. BMJ (Clinical research ed.), 355, i5351. https://doi.org/10.1136/bmj.i5351
- Chongsatientam, A., & Yimlamai, T. (2016). Therapeutic pulsed ultrasound promotes revascularization and functional recovery of rat skeletal muscle after contusion injury. Ultrasound in Medicine & Biology, 42(12), 2938–2949. https://doi.org/10.1016/j.ultrasmedbio.2016.08.004
- Crisci, A. R., & Ferreira, A. L. (2002). Low-intensity pulsed ultrasound accelerates the regeneration of the sciatic nerve after neurotomy in rats. Ultrasound in Medicine & Biology, 28(10), 1335–1341. https://doi.org/10.1016/S0301-5629(02)00576-8
- da Cunha, A., Parizotto, N. A., & Vidal, B. deC. (2001). The effect of therapeutic ultrasound on repair of the Achilles tendon (tendo calcaneus) of the rat. Ultrasound in Medicine & Biology, 27(12), 1691–1696. https://doi.org/10.1016/S0301-5629(01)00477-X
Ayrıntılar
Birincil Dil
İngilizce
Konular
Hayvan Bilimi (Diğer)
Bölüm
Derleme
Yazarlar
Yasemin Akçora
0009-0002-6104-8393
Türkiye
Yayımlanma Tarihi
24 Mart 2026
Gönderilme Tarihi
19 Aralık 2025
Kabul Tarihi
26 Şubat 2026
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2026 Cilt: 6 Sayı: 1