低频超声透皮给药的作用机制和影响因素
聚能肽超声电导系统(低频)作用
聚能肽超声电导系统(低频)作用聚能肽超声电导系统(低频)是一种应用于医疗领域的技术。
它通过低频超声波的作用，促进细胞的活化和物质的吸收，具有多种医疗应用价值。
聚能肽超声电导系统(低频)可以用于促进细胞的活化。
低频超声波可以穿透皮肤到达深层组织，通过机械振动的方式刺激细胞，促进细胞的新陈代谢和更新。
这对于一些慢性疾病的治疗非常有效，比如关节炎、骨质疏松等。
通过聚能肽超声电导系统(低频)的治疗，可以改善患者的症状，减轻疼痛，提高生活质量。
聚能肽超声电导系统(低频)可以增强物质的吸收。
低频超声波的作用可以增加细胞膜的通透性，使得细胞更容易吸收外界的营养物质。
这对于一些营养不良的患者非常有益，可以帮助他们摄取更多的营养物质，提高身体的免疫力和抵抗力。
此外，聚能肽超声电导系统(低频)还可以帮助一些药物的渗透，提高药物的疗效。
除此之外，聚能肽超声电导系统(低频)还可以用于美容领域。
低频超声波的作用可以促进胶原蛋白的生成，改善皮肤的弹性和光泽。
通过聚能肽超声电导系统(低频)的治疗，可以减少皱纹、紧致皮肤，使皮肤看起来更加年轻和健康。
此外，聚能肽超声电导系统(低频)还可以帮助去除一些皮肤问题，比如雀斑、色斑等。
聚能肽超声电导系统(低频)的应用不仅局限于医疗和美容领域，还可以用于其他领域。
比如，它可以用于材料科学领域的研究，通过低频超声波的作用，可以改变材料的物理性质，提高材料的性能。
此外，聚能肽超声电导系统(低频)还可以用于环境保护领域，通过低频超声波的作用，可以分解污染物，净化环境。
聚能肽超声电导系统(低频)是一种具有广泛应用价值的技术。
它通过低频超声波的作用，可以促进细胞的活化和物质的吸收，具有多种医疗和非医疗应用。
在未来，随着技术的不断发展，聚能肽超声电导系统(低频)有望在更多领域发挥重要作用，为人类带来更多福祉。
低频超声促渗研究进展_任瑞雪
专题·超声Thematic Forum · Ultrasound经皮给药是指药物透过皮肤经毛细血管吸收进入体循环产生药效，以达到局部或全身治疗的一种给药途径。
早在1954年，Fellinger 和Schmidt 便用超声成功将氢化可的松导入手指关节治疗多发性关节炎[1]。
早期的研究发现使用诊断用的超声波(1~3MHz) 仅能促进小分子药物的经皮吸收，且促渗效率很低。
1995年美国《科学》上首次报道了麻省理工三位科学家在利用低频超声波介导成功地将胰岛素透入体内的试验。
此后近十年低频超声经皮给药已成为研究热点。
现已有研究证明低频超声（20~60KHz ）辐射并不会破坏药物的活性，且对水溶性药物，包括生物大分子有很明显的促渗效果 [2]。
Long 等人的研究表明在低频超声作用下，角质层脂质结构间形成的深低频超声促渗研究进展任瑞雪1 韦永梅2 郑驰超1 彭虎11 合肥工业大学 （合肥 230002）2 阜阳师范学院 （阜阳 236032）内容提要： 低频超声促渗是经皮给药的重要方法之一，其主要机制是超声空化作用通过改变角质层脂质排列结构并形成水性通道来提高皮肤渗透性。
近年来低频超声促渗相关的实验研究越来越多，本文围绕着超声促渗的机制、影响因素、超声与其他经皮给药技术联合应用、安全性等方面，介绍了低频超声促渗的研究进展，并对双频超声经皮渗透这一新的超声促渗技术给予了介绍。
关 键 词： 低频超声 超声促渗 经皮给药 空化效应 双频超声The Progress of Research on Low-frequency SonophoresisREN Rui-xue 1 WEI Yong-mei 2 ZHENG Chi-chao 1 PENG Hu 1 1 Hefei University of Technology (Hefei 230002) 2 Fuyang Teachers College (Fuyang 236032)Abstract:Low-frequency sonophoresis is one of the important methods of transdermal drug delivery. The main mechanism is ultrasonic cavitation, which can improve the penetration of skin by altering the arrangement structure of cells and forming a water channel in stratum corneum. In recent years, the experimental study of low-frequency sonophoresis is becoming more popular. This article focus on the mechanism and influence factors of sonophoresis, combination of ultrasound and other transdermal drug delivery technologies, the safety and other aspects to introduce the progress of research on low-frequency sonophoresis. The dual frequency sonophoresis as a new ultrasonic penetration technology is also introduced.Key words:low frequency ultrasound, sonophoresis, transdermal drug delivery, cavitation effect, dual-frequency ultrasound文章编号：1006-6586(2015)06-0006-06 中图分类号：R445.1 文献标识码：A收稿日期：2015-03-20基金项目：国家自然科学基金青年科学基金(批准号：61201060)和国家自然科学基金（批准号：61172037）资助。
低频超声透皮仪设计方案
低频超声透皮仪设计方案
引言
研究表明不同频率和强度超声波对机体的作用是不同的，其次，温度对于经皮给药也有一定的影响，如一定的温度可以提高渗透率，但太高的温度会引起皮肤的烫伤，因为超声也有热效应;因此，如何把各个因素综合考虑以达到既保证较高的渗透率又避免对人体产生灼伤及生理机能的损伤是研究的难点之一。
单片机作为智能控制芯片，在电子信息、自动控制的各个领域发挥着极其重要的作用。
医疗仪器的设计和研制也越来越多应用单片机技术，使其朝着智能化，小型化方向发展。
综合考虑各种因素，在此介绍了一种采用高性能单片机C8051F340 作为核心控制芯片的输频率、强度等可调，可控恒温的低频超声波促透皮系统。
1 硬件设计
该系统包括：温度测控模块、功率超声发生器、恒温控制模块、过流保护模块、显示模块和掉电存储模块。
总体结构如
系统各部分的工作是由高性能单片机C8051F340 来进行控制协调的。
它是整个系统的核心。
C8051F340 单片机是集成在一块芯片上的混合系统级单片机。
具有与8051 指令集完全兼容的CIP-51 内核，采用了流水线指令结构，其运行速度最高可达48 MIPS，与标准的8051 相比，在相同时钟下单周期指令运行速度为原来的12 倍。
并且，它在一个芯片内集成了构成一个单片机数据采
集或控制系统所需要的功能部件;模拟多路选择器、可编程增益放大器、ADC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I2C、UART、SPI、USB 可编程计数器/定时器阵列(PCA)、定时器、I/O 端口、内部振荡器、看门狗定时器及。
VEGF、bFGF低频超声透皮给药系统对猪超长筋膜皮瓣存活的影响
２１ ００年 ２月 第 ６卷 第 ｌ 期
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２ ・ １
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论著 ・
ｄｉ ０３ ６／ｉ ｎ１７ － ３ ４２ １ ．１ ０ ｏ： ． ９ ．ｓ ． ３ ０ ６ ． ００ ． ６ １ ９ ｊｓ ６ ０ ０
Ｖ ＧＦ ｂ ＧＦ低 频超 声 透 皮 给 药 系统 Ｅ 、 Ｆ 对 猪超 长 筋膜 皮 瓣 存 活 的影 响
ｍ ｄｃｔ ｎｏ ｔ ｓｕｄ ｍ ｄａ ｄｔ ｎｄｒ ｌ ｒｇｔ ｎｐｒ （ Ｍ Ｄ ） ｉ ｔｅｓｒｉ ｌａｅａｄｍｃｏｉ ｕａｉ ｆ ａｃ — ｅｉａｏ ｆ ｌａｏｎ － ｅ ｉｅ ａ ｓｅｍａ ｄｕ ａ ｓｏｔ Ｕ Ｔ Ｔ ｎ ｈ ｕｖ ａ ｒｔ ｎ ｉ ｃｒ ｌ ｏ ｏ ｓｉ ｉ ｕｒ ｔ ｒ ｒ ｖ ｒ ｃ ｔｎ ｆ ｏ
Ｄ ｐｒ ｅ ｔｆＰａｔ ｕｇ ｒ Ｃ ａｇ ａ Ｈ ｐｔ ｆ ｌ ｔ ｅＳｃｎ ｌａ ｄｃｌ ｎｖｒｉ， ｈｎ ｈｉ ０ ４ ３ Ｃ ｉｃ ｅ ａｔ ｎ ｏ ｌ ｉ Ｓ ｒ ｙ ｈｎ ｈ ｉ ａ ｉ Ａｆ ｉｅ ｔ ｅｏｄＭｉｔ ｙＭｅ ｉ ｉ ｓｙ Ｓ ａｇ ａ ２ ０３ ， ｈｎ ｍ ｓｃ ｅ， ｓ ａ ｉ ａｄｈ ｌ ｉｒ ａＵ ｅ ｔ ａ
【 ｂ ｔ ｃ】 Ｏｂｅｔ ｅ Ｔ ｘｌｒ ｔｅｅ ｅｔ ｏ ｎｌ ｏ ｏ ｂｎ ｄａ ｐｉ ｔ ｎｏ Ｅ Ｆａｄｂ Ｇ ｉ ｔｅｎｎｎａｉ Ａ ｓｒ ｔ ａ ｊｃｉ ｏｅｐｏｅ ｈ ｆ ｃ ｆ ｉｖｓ ｅ ｖ ｆ ｓ ｓ ｅ ｃ ｃ ｏ Ｖ ａｈ ｖ
Ｃ ｕ ， Ｔ Ｒａ ，Ｚ ｉｇ ｅ ＯＮＧ Ｊａ ｘｎ ， ＷＡＮＧ Ｘｉｏ ｕ ， Ｙ ｈ ｏ Ｃ ｒｅｐ ｎ ｉｇ ａ ｔｏ：Ｙ ｈ ｏ ｈａ ｕ Ａ０ ｎ ＨＡＮＧ Ｊｎ ｄ ，Ｓ ｉｎ ｉｇ ａｙｎ ＡＮＧ Ｃ ａ ． ｏｒｓ ｏ ｄｎ ｕｈ ｒ ＡＮＧ Ｃ ａ ．
低频超声导入法透皮给药研究进展
被 动 扩散 系 数 与油水 分 配 系数有 关 ，但在 低 频超 声 波 作 用 下 ，药 物 的 渗透 系 数 并 不 与 药 物 的 亲脂 性 成 比
例 。两者 缺 少相 关 性说 明低频 超 声促 渗 的药 物主 要 不
物 大分 子药 物 ，在 一般 促 渗 方法 无效 的情况 下 ，低 频 超 声 都 有 明显 的 作 用 ，有 的 完 全 能 达 到 临 床 治 疗 需 要 。本 文就 低 频 超 声波促 透机 制 、数 学 定量 模 型 、对
Ｔ ｎ［ ａ ｇ］ ６ 等用多孔路径理论描述 了亲水性药物在低 频超声下的透皮转运。低频超声促进皮肤渗透的机制 有 ：（） 大 皮 肤 有 效 孔 径 ；（） 生 更 多 的孔 或 是 减 １增 ２产
少 孔 的扭 曲程 度 。亲水 性 药物 在 水性 通道 中 的扩散 系 数 要 比在有 序 脂 质区 的扩 散 系数 高很 多 ，同 时透过 水 性 通道 的路 程 比通 过脂 质 双 分子 层 短 ，因 此药 物通 过
皮肤的安全性和实际应 用等对其作一介绍和讨论 。
１ 低 频 超声 波促 进 药 物透 皮 吸收 的机 制
高
、
１２ 皮 肤结构 改 变而 导 致皮 肤 固有 的扩 散 系数提 ．
药物透 皮 转运大 多须 通过 角质 层脂 质 区 ，药物 的
离 子 电 渗 （ ｎｏ ｈ ｓｓ 、电致 ｉ ｔ ｐ ｏ ｅ ｉ） ｏ ｒ
Ｉ三 Ｉ
軎 孔 （ｅｔｐｒｉ）超 促 （ ｏｏ ｈｒ ｉ Ｉ 眚 法ｅｃｏｏ ｔｎ 声 渗ｐ ｎｒ ｏ ｓ， Ｉ ｒ ａｏ 、 ｈ ｐ ｅｓ
超声透皮给药研究进展
超 声透皮 给药研 究进展
谢 菡 ， 葛卫 红 ， 峰 于
（ ． 京 市 中国 药科 大 学 ， 苏 南京 １南 江 ２ ０ ０ ；． 京 大 学 附属 鼓 楼 医 院 药剂 科 ， 苏 南京 １０ ０ ２南 江 ２００ ） １０ ０
更佳 １ ６ 。
１超 声 透 皮 给 药 的 原 理
超声透皮给药虽然能够减轻 患者 的痛苦 ， 实现无创给药 ， 但是其安全性一 直是研究者关注 的问题 。 ｅ ｖ Ｌｖ 吲以无毛小 鼠为对象进行 了组织学试验 ， 将无 毛 小 鼠暴露在 治疗超 声（ＭＨ ，Ｗ／ ２之下 ， １ ｚ２ ｅ ） ｍ 结果 表明超声 未造成 组织伤害 。
空化作用分为稳态空化和瞬时空化。稳 态空 化是指空泡 的周期性膨胀和 振 动， 而瞬时空化是指空泡的膨胀和破裂。角化细胞 （ｅａ ｎｃｔ ） ｋｒ１ ｏｙ ｓ 脂质分子 ｉ ｅ 层 界面处空化气 泡（ａｉ ｔｎ ｕｂ ） Ｃｖ ａｏ ｂｌ 的振动 引起皮肤角质层 脂质双分 子层 ｃｉ ｂ ｅ 的振动， 造成角质层脂 质结构排列 的无序化 ； 在界面处空化气泡破裂产生 的冲 击波也有助于角质层脂质排列 的无序化 ； 空化气泡 的振动能使 大量 的水穿透 进人无序化的脂质区域形成水性通道 ， 药物通过这些通道 的扩散 要比正常脂 质通道快得 多， 因此 ， 超声波导人法比被动扩散渗透效率高 。 有人认 为空化作用不太可能改变角质层 的结构 ， 原因是角质层细胞 没有 足够的空 间形成 瞬间空腔 ， 细胞间通道宽度仅 ０ １ ０ ３ ｍ， ． — ． 相反汗腺的直径 ０ Ｏ 有 ５ ｍ， 故还有人认 为当汗腺管 口被软膏或胶封住 时， 汗腺管 中充满着 液体 ， 药物在超声波的作用下可通过汗腺从汗腺壁 上直接 进入毛细血管 网， 而不再 向下扩散进入 真皮层 。因此 ， 空化作用 的机制还有待于进一步研究 。
低频超声导药仪作用原理
低频超声导药仪是一种利用超声波技术来辅助药物导入体内的设备。
其作用原理主要包括以下几个方面：
1. 超声波作用：低频超声波具有机械振动和热效应的特点。
当超声波传入人体组织时，会产生微小的振动和摩擦，从而促进细胞膜通透性的增加，使药物更容易渗透进入细胞内。
2. 声波共振效应：低频超声波可以与药物分子之间的化学键发生共振，从而增加药物分子的活性和渗透性。
这种共振效应可以使药物更容易穿过细胞膜，进入细胞内部。
3. 声波压力效应：低频超声波的压力效应可以改变细胞膜的结构和通透性，使药物更容易通过细胞膜进入细胞内。
此外，声波压力还可以促进血液循环，增加药物在体内的分布和吸收。
综上所述，低频超声导药仪通过超声波的机械振动、热效应、共振效应和压力效应等作用，可以增加药物的渗透性、活性和吸收，从而提高药物的疗效和效果。
低频超声经皮促透药物的研究进展
低频超声经皮促透药物的研究进展经皮给药系统近年来发展迅速，随着促渗剂的改进、以及离子导入、激光、电致孔、超声导入等新技术的发展，低频超声经皮促透药物广泛应用于临床实践，并引起了研究者的研究兴趣。
本文就低频超声的作用机制、影响作用效益的因素、动物实验研究以及安全性评估展开综述。
[Abstract] Transdermal delivery system has developed rapidly in recent years，with the improvement of new technologies，such as penetration enhancers，iontophoresis，laser，electroporation，and ultrasound et al，transdermal drug delivery using low-frequency sonophoresis is widely used in clinical practice，and caused theresearchers’ interest. This paper introduces the mechanism of low-frequency ultrasound，the factors that influence efficiency，animal studies and safety assessment.[Key words] Transdermal delivery；Low-frequency ultrasound；Research progress经皮给药系统（transdermal drug delivery system，TTDS）或称透皮给药系统（transdermal therapeutic system，TTS）由于不经过胃肠系统的吸收、不经过“肝脏首过效应”，十几年来备受青睐，发展迅速。
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低频超声透皮给药的作用机制和影响因素【摘要】低频率超声可以提高药许多药物的透皮传输，其机制有多种解释，但最被普遍认可的是超声的空化作用，多数研究人员认为超声是通过改变皮肤角质层角化细胞的排列结构来促进药物的透皮吸收。
低频超声透皮给药在离体和动物活体实验研究上得到广泛的应用，不论是小分子药物的透皮吸收还是大分子药物的透皮吸收都取得了不错的成果。
然而临床上应用低频超声介导药物进行治疗的相关报道不多。
若低频超声给药的安全性得到证实，低频超声透皮给药必将成为一种安全、快速、可控、有效、经济的新型给药方式。
【关键词】透皮给药；低频超声；作用机制；影响因素低频超声透皮给药，是指利用低频超声波来促进药物的透皮渗透。
最早关于超声透皮给药的文献报道要追溯到1954 年，Fellinger 和Sehmidt 用超声介导氢化可的松药膏治疗手指关节的多发性关节炎。
1995 年8 月美国麻省理工学院的三位科学家首次在美国《科学》杂志第11 期上报道了利用低频超声波介导成功地将胰岛索透人皮内的试验后，利用低频超声促进透皮给药的研究就成为各国科研人员关注的焦点。
Polat BE等［1］对转运蛋白质，激素，疫苗，脂质体可行性做出了相关报道。
Maruani A 等［2］报道了有关低频超声可提高各类固醇透皮运输。
Kelly S等［3］报道采用低频超声促进寡核苷酸的透皮吸收。
1低频超声给药低频超声透皮给药利用低频超声波来促进药物的透皮渗透。
主要使用频率范围为20kHz〜16MHz，其中低频超声波(20kHz〜100kHz)对药物的促渗作用要比高频超声波(1MHz〜16MHz)更加有效。
为了防止超声波对皮肤造成损伤，一般超声波的强度和频率都应保持在相对较低水平，最佳强度为0〜4 W?cm-2，最佳频率为0.5〜1.5MHz。
低频超声透皮给药可将药物分子传递到体内，适用药物的范围较广，不仅仅局限于水溶物质和电离物质，而且药物不会被电解破坏，也不存在极化问题，更无电刺激现象；与传统注射给药相比较不存在感染的危险；与口服制剂给药相比，不存在首过效应，是一种新型的给药方式。
2作用机制低频超声促进药物透皮吸收的作用机制相对复杂，相关文献报道主要有空化作用，热效应，辐射压作用和对流作用4 种解释。
2.1空化作用这是超声透皮给药的主要机制［4-6］。
皮肤在超声波刺激下，角质层的角化细胞能发生空化作用，角化细胞与脂质分子层界面处空化气泡的振动引起皮肤角质层脂质双分子层的振动，引起皮肤角质层脂质双分子层的振动，造成角质层脂质结构排列的无序化；在界面处空化气泡破裂产生的冲击波也有助于角质层脂质排列的无序化；空化气泡的振动能使大量的水穿透进入无序化的脂质区域形成水性通道，药物通过这些通道的扩散要比正常脂质通道快得多，因此，超声波导入法比被动扩散渗透效率高[7] 。
2.2热效应超声波在皮肤中传递时，引起局部皮肤角质层脂质双分子层的振动，由于脂质双分子层存在着内摩擦，部分的声波能量会被皮肤吸收转变为热能从而使局部皮肤的温度升高，此为超声的热效应。
由于超声波的振动，使局部皮肤产生强烈的高频振荡，局部皮肤间相互摩擦而发热，它能促进温度上升[8] ，药物的通透性增加。
Mitragotri[9] 报道皮肤温度每升高10C,雌二醇渗透性提高2倍。
但用超声导人雌二醇时，温度仅升高7C,渗透系数增加了13倍。
2.3辐射压作用有理论认为介质和其他粒子在吸收超声波能量的同时产生辐射压力。
药物分子在辐射压力作用下被推动穿过皮肤，也可能药物分子与细胞膜在高速振动中产生冲击波，导致药物分子增渗[10] 。
2.4对流作用对流作用也称声微流作用一个多孔介质，在超声波作用下，会使周围微粒和流体产生旋转和流动，称作声对流。
这种声微流能促使药物向皮肤、汗腺、毛囊的通道流动和转运。
这种声流并能产生切变力，降低皮肤屏障，增加药物的扩散性[10] 。
3影响因素影响低频超声促渗的因素主要有超声频率、脉冲占空比、超声作用时间、药物的理化性质、皮肤的屏障作用、剂型因素等[11]。
3.1频率超声波促渗，既可以在高频范围，其促渗效果主要是被动扩散与皮肤脂粒的物理紊乱相耦合的结果；也可以在低频范围，其促渗主要是超声的空化作用。
超声的频率越低，穿透组织越深，药物透入也越多，40kHz 以下低频超声可显著地增强药物经皮运输过程[12] 。
3.2占空比Asona等[13]作了不同占空比（1 : 2、1 ：4、1 ：9）的脉冲超声波导入（频率为1MHz）对吲哚美辛经皮吸收的影响，结果占空比为1：2对药物经皮吸收的促进作用最大。
3.3超声强度胰岛素经超声波导入吸收量与超声波的强度密切关系，一般为强度越高，血糖浓度愈低；有实验表明，小鼠体内的血糖浓度在超声强度为125mW?cm-2 时下降最大，65mW?cm-2 次之，12.5mW?cm-2 最小[14]。
3.4作用时间体内外研究表明，超声波导入时间与药物的经皮吸收也有一定的比例关系。
Miyazaki 等[15] 认为导入时间增加有利于吲哚美辛的经皮吸收，而且导入时间长短影响超声波导入的作用程度。
3.5药物的理化性质对于药物来说，极性大小和分子量直接影响其透皮吸收率。
实验和理论模型均显示在1MHz 的频率下超声波导入对被动扩散系数小的药物影响较大，脂溶性较大的药物，低频超声波导入的促渗作用较小；同样在150kHz 的超声波导人中，对安替比林的促渗作用比硝酸异山梨酯大[9，12] 。
3.6皮肤的屏障作用研究发现，用于治疗的超声波（强度0〜2W?cm-2，频率1〜3MHz ）仅能促进小分子药物透皮吸收，对于大分子药物透皮渗透几乎没有作用。
这主要是由皮肤组织结构的特异性造成的。
正常人皮肤的通透性非常低，因此大分子药物一般很难通过皮肤进入机体，这就形成了皮肤的屏障作用。
3.7剂型因素药物的剂型也会影响透皮作用，特别是一些添加了辅料的药物。
在扩散体系中，由于药物以粒子的形式存在，导致超声波得不到有效的传播。
频率为1MHz 的超声波对吡罗昔康水溶液的促渗作用比乳膏大[14] 。
4安全性评价临床上应用低频超声介导药物进行治疗的相关报道不多，主要原因就是低频超声透皮给药的安全性没有得到完全证实。
虽然有不少的报道提出了安全性的评价，但是尚未彻底清楚其安全性。
由此可见，低频超声透皮给药的安全性依旧会是未来几年的研究重点。
5结语虽然目前临床上并没有大规模使用低频超声促渗技术，但是研究已经证实其能促进药物的透皮吸收，能增加部分药物的血药浓度，提高治疗率。
我们相信随着研究的不断深入和超声仪器的不断完善，低频超声透皮给药必将成为一种安全、快速、可控、有效、经济的新型给药方式。
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