Ультразвук та його функції

1. Механічна функція (специфічна дія ультразвукової хвилі). Пружні коливання ультразвукового діапазону внаслідок високого градієнта звукового тиску та значних зсувних напруг у біологічних тканинах змінюють провідність іонних каналів мембран різних клітин та викликають мікропотоки метаболітів у цитозолі та органоїдах (мікромасаж тканин).

Механічні ефекти ультразвуку на тканинному рівні:

Прискорення місцевого кровообігу;
Прискорення лімфотоку;
Нормалізація процесів утворення колагену та еластину (колагенові та еластинові волокна, що утворюються під дією ультразвукових коливань, мають підвищену в 2 і більше разів еластичність і міцність порівняно з неозвученою тканиною);
Стимуляція нервової системи (зниження компресії ноцицептивних нервових провідників у зоні впливу).

На клітинному рівні під впливом ультразвукових хвиль відбуваються такі процеси:

Розрив сильних та слабких міжмолекулярних звʼязків;
Зменшення вʼязкості цитозолю (тиксотропія);
Перехід іонів та біологічно активних сполучень у вільний стан;
Підвищення звʼязування біологічно активних речовин;
Активізація механізмів неспецифічної імунорезистентності;
Активізація мембранних ензимів (зокрема лізосомальних ферментів клітин);
Деполімеризація гіалуронової кислоти (зменшення та профілактика міжтканинного застою);
Генерація акустичних мікропотоків;
Зміна структурованості води;
Стимуляція руху цитоплазми, обертання мітохондрії та вібрації ядра клітини;
Підвищення проникності клітинної мембрани.

Прискорене ультразвуком переміщення біологічних молекул у клітинах збільшує ймовірність їхньої участі у метаболічних процесах.
Зміна функціональних властивостей механочутливих іонних каналів цитоскелета клітин, підвищує швидкість транспорту метаболітів та ензиматичну активність лізосомальних ферментів, стимулює репаративну регенерацію тканин.

При збільшенні інтенсивності ультразвуку на межі неоднорідних біологічних засобів утворюються зсувні (поперечні) хвилі, що згасають, і виділяється велика кількість тепла – теплова функція ультразвуку.

Через значне поглинання енергії ультразвукових коливань у тканинах, що містять молекули з великими лінійними розмірами, відбувається підвищення температури на 1 °C.
Найбільша кількість тепла виділяється не в товщі однорідних тканинах, а на межі розділу тканин з різним акустичним імпедансом – у багатих колагеном поверхневих шарах шкіри, фасціях, рубцях, звʼязках, синовіальних оболонках, суглобових менісках і окістя, що підвищує їх еластичність і розширює діапазон фізіологічних напруг (вібротермоліз). Місцеве розширення судин мікроциркуляторного русла призводить до збільшення обʼємного кровотоку в слабо васкуляризованих тканинах (в 2-3 рази), підвищення обміну речовин, поліпшення еластичності шкіри та зменшення набряків.
Теплові ефекти на тканинному та клітинному рівні:

Зміна дифузних процесів;
Зміна швидкості біохімічних реакцій;
Виникнення температурних градієнтів (до 1 °C);
Прискорення мікроциркуляції.

Співвідношення теплового та нетеплового компонентів дії ультразвукових коливань визначається за інтенсивністю випромінювання або режиму (безперервного чи імпульсного) впливу.

Фізико-хімічна функція. Біохімічна функція ультразвуку головним чином походить від реактивної здатності анаболізму та катаболізму.

Анаболізм – процес, який централізує однакові та подібні молекули.
Маленькі дози ультразвуку прискорюють синтез білка всередині клітин, відновлюють травмовані, запалені тканини, у той час, як терапевтичні дози сприяють синтезу волокон еластину і колагену, підсилюють кровообіг, розпушують сполучну тканину і збільшують її функцію, підвищують протизапальний, розсмоктувальний, болезаспокійливий та антиспастичний ефект.
Катаболізм – процес, який зменшує вʼязкість та кількість великих молекул (так що концентрація лікарської речовини, косметичного засобу може бути скорочена) та прискорює їх утилізацію. Помічено також, що ультразвук має такі ефекти:

Діє як каталізатор;
Прискорює процес метаболізму;
Змінює значення pH тканин до лугу (полегшує запальні процеси у шкірі після дії кислоти);
Сприяє утворенню біологічно активних речовин;
Сприяє звʼязуванню вільних радикалів;
Бактерицидна дія (шляхом проникнення ультразвукової хвилі та лікарських засобів у бактеріальне середовище).

Ультрафонофорез (ультразвуковий фонофорез) – комплексний вплив на організм ультразвукових коливань та активних косметологічних засобів.
Озвучування проводиться через контактні середовища. Ультразвук підвищує активність препаратів, сприяє їх внутрішньоклітинному проникненню, подовженню їхньої дії, зменшенню побічних реакцій. І що не менш важливо, здійснюється також через клітинний і міжклітинні шляхи проникнення. При проведенні процедури косметичну речовину необхідно включити до складу контактного середовища, і вона повинна при впливі механічної хвилі зберігати свою структуру та фармакотерапевтичну активність. Речовина, що входить до складу контактного середовища, може бути виготовлена у вигляді емульсії, мазі, крему або розчину.

Ультразвук та його функції