超聲透藥的核心理論基礎和工作原理。

一、核心理論基礎

超聲透藥，全稱為超聲促透藥物遞送系統(tǒng)（Ultrasound-mediated drug delivery, UMDD），其核心理論基礎是利用超聲波的能量，暫時、可逆地改變皮膚或生物組織的屏障功能，從而顯著增強藥物（尤其是大分子和親水性藥物）的透皮吸收效率。

它主要基于以下幾個物理和生物效應：

空化效應 (Cavitation Effect)

這是核心、主要的機制。 超聲波在介質(zhì)（如耦合劑和皮膚組織）中傳播時，會產(chǎn)生交替的壓縮和膨脹周期。

在膨脹周期中，液體（組織液、耦合劑）中微小的氣核（空化核）會形成并迅速膨脹成微氣泡；在壓縮周期中，這些微氣泡又急劇收縮乃至崩潰（內(nèi)爆）。

穩(wěn)定空化 (Stable Cavitation)： 微氣泡持續(xù)振蕩，在皮膚角質(zhì)層的脂質(zhì)雙分子層中產(chǎn)生強大的剪切應力和微流（聲微流），擾亂其高度有序的結(jié)構(gòu)，形成可逆的、暫時的“孔道”。

慣性空化 (Inertial Cavitation)： 微氣泡劇烈崩潰，釋放出巨大能量，產(chǎn)生局部高壓、高溫和沖擊波，能更強烈地破壞角質(zhì)層屏障，形成藥物通道。治療中更傾向于利用穩(wěn)定空化，以避免組織損傷。

熱效應 (Thermal Effect)

超聲波在組織中傳播時，其能量會被吸收并轉(zhuǎn)化為熱能，導致局部溫度輕微升高（通常控制在1-2°C）。

這種溫和的熱效應可以增加皮膚和血管的血流量（促進血液循環(huán)），提高藥物的擴散速率和組織的通透性，也能增加細胞的代謝活動，有助于藥物吸收。

機械效應 (Mechanical Effect)

超聲波是一種機械波，其本身的輻射壓和聲流會對皮膚和組織產(chǎn)生微按摩作用。

這種機械力可以促進組織細胞間隙的擴張，幫助藥物分子沿著濃度梯度進行對流運輸，而不僅僅是依賴被動的擴散。

聲孔效應 (Sonoporation Effect)

主要針對細胞層面。空化效應產(chǎn)生的微氣泡在細胞膜附近振蕩或崩潰，可以在細胞膜上產(chǎn)生暫時的、納米級別的微小孔洞。

這些孔洞允許藥物（如基因、大分子蛋白質(zhì)）直接進入細胞胞漿，大大提高了細胞內(nèi)給藥的效率。這些孔洞通常是可逆的，會在短時間內(nèi)自行修復。

來說，理論基礎的核心是“空化效應”，它協(xié)同熱效應和機械效應，共同實現(xiàn)了暫時、無創(chuàng)、可逆地降低皮膚屏障功能，為藥物打開了一條“高速公路”。

二、工作原理（系統(tǒng)如何工作）

一套典型的超聲透藥設備（或稱超聲電導治療儀）的工作流程和原理如下：

第一步：準備工作

藥物準備： 將治療藥物（通常是凝膠或膏狀制劑）填充到專用的治療頭（或稱換能器）的藥物倉中。

皮膚準備： 清潔需要治療的皮膚區(qū)域。

第二步：設備啟動

貼敷治療頭： 將含有藥物的治療頭緊密貼敷在皮膚靶部位，確保接觸良好，避免空氣間隙（空氣會強烈反射超聲波，影響效果）。

設置參數(shù)： 醫(yī)生或操作人員根據(jù)治療需要（藥物性質(zhì)、患者情況、治療部位）設置超聲波參數(shù)，主要包括：

頻率 (Frequency)： 常用低頻超聲波（20 kHz - 1 MHz）。頻率越低，穿透深度越深，但空化效應越強，對皮膚屏障的破壞作用也越大，常用于透皮給藥。頻率越高則穿透越淺，能量更集中表層。

強度/功率 (Intensity/Power)： 嚴格控制在一定安全范圍內(nèi)（通常小于3 W/cm2），既能有效促滲，又避免灼傷組織。

工作模式 (Mode)： 可采用連續(xù)波或脈沖波。脈沖波可以更好地控制熱效應，避免組織過熱

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