Therapeutic Ultrasound in Experimental Animal Models: Biophysical Foundations, Tissue-Specific Effects, and Translational Perspectives

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.