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Universidade do Vale do Paraíba
Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento
LUIZ ORESTES BOZZA
“Comparação dos modos de emissão de corrente na sonoforese através da
medição dos níveis de diclofenaco dietilamônico sangüíneo”
São José dos Campos, SP
2007
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1
Luiz Orestes Bozza
“Comparação dos modos de emissão de corrente na sonoforese através da
medição dos níveis de diclofenaco dietilamônico sangüíneo”
Dissertação de Mestrado apresentada ao
Programa de Pós-Graduação em
Bioengenharia da Universidade do Vale do
Paraíba, como complementação dos créditos
necessários para obtenção do título de Mestre
em Engenharia Biomédica.
Orientador: Profº: Dr. Paulo R. Barja
Co-orientador: Profº: Ms. Fabiano H. Mateus
São José dos Campos
2007
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4
Dedicatória
Dedico este trabalho a Deus, minha família
e meus amigos.
AGRADECIMENTOS
Ao meu pai Nilson (in memorian) e a minha NONINHA Olga (in memorian),
saudades, saudades, muitas saudades, onde estiver sinto muito a falta de vocês.
A minha querida mãe Mercedes pelo apoio, rezas e preocupações, amo muito você.
Aos meus irmãos: Júlio, Cristiane, Denise, Morgana e Juliana, pelo incentivo, ajuda e
força, não deixando que eu desistisse, vocês são muito importantes para mim.
Ao meu cunhado Galvão, sobrinhos Vítor e Binho e em especial ao anjinho Isadora
(afilhadinha querida).
A todos da Clínica UNIFISIO, em especial ao meu sócio Fernando, por entender as
minhas ausências.
Ao meu orientador Professor Dr. Paulo Roxo Barja, obrigado pelas valiosas
observações e orientações.
Ao magnífico Sr. Reitor desta Universidade Prof. Dr. Baptista Gargione Filho, ao
excelentíssimo Diretor do IP&D Prof. Dr. Marcos Tadeu T. Pacheco.
Agradecimentos especiais ao grande Fabiano e todo o pessoal da Toxicologia do
Laboratório Álvaro, sem a ajuda de vocês essa tese não teria saído do papel.
Aos FERAS Marião e Rodriguinho, obrigado pelos materiais, pelas conversas, pelas
mentiras, pela pizza, pelo chopp e pelas risadas, nesses 1100 km enfrentados durante esse
período.
Aos beberrões do SACC, obrigado pelos momentos de companheirismo, alegria e
cerveja gelada.
Aos acadêmicos Emerson, Aroldo, Bruno, Pedro, Wagner e Raphael, obrigado pela
ajuda.
Ao setor de enfermagem em especial à Andréa pela valiosa força durante a realização
da parte prática.
Ao pessoal da FAG: Badekão, Vilagra, Leda e Helenara.
Aos professores e funcionários da UNIVAP.
Comparação dos modos de emissão de corrente na sonoforese através da
medição dos níveis de diclofenaco dietilamônico sangüíneo
RESUMO
A influência do modo de emissão de corrente do ultra-som na transmissão transcutânea
(sonoforese) do diclofenaco dietilamônico como gel tópico (Clorafen Emulgel) foi
investigada em seis voluntários humanos sadios submetidos a diferentes protocolos de
aplicação. O US, no modo sonoforese, foi aplicado na região anterior de antebraço, cerca de
10cm abaixo da fossa olecraniana, em uma área de 16cm
2
, utilizando vinte gramas (medidas
em balança de precisão) de diclofenaco dietilamônico gel como meio de acoplamento. As
aplicações foram realizadas uma vez por semana, com intervalo de uma semana entre
aplicações. Os grupos foram dispostos da seguinte forma: 1) Grupo Pulsado
(primeira
semana): US de 3MHz, pulsado (100Hz a 20%), intensidade de 0,8W/cm
2
, cinco minutos de
aplicação; 2) Grupo Contínuo (segunda semana): US de 3MHz, contínuo, intensidade de
0,8W/cm
2
, cinco minutos de aplicação; 3) Grupo Placebo (terceira semana): aplicação com o
aparelho desligado. Amostras de sangue (5mL) foram coletadas diferentes tempos após a
aplicação (de 30 minutos a 3 horas e 30 minutos, em intervalos de meia hora) para análise da
massa plasmática do diclofenaco por meio da Cromatografía Líquida de Alta Eficiência
(HPLC). Para a realização da análise estatística e comparação dos resultados entre os grupos
de aplicação, foi utilizado o programa PK Solution 2.0 (Summit Reserch Services, 1999,
EUA), que forneceu os resultados para C
max,
t
max
e AUC
0-∞
; posteriormente, utilizou-se o
software estatístico GraphPad Instat
®
3.0 para obtenção de mediana, média, erro padrão da
média (EPM) e intervalo de confiança (IC 95%). Os dados foram analisados com o auxílio do
teste ANOVA não paramétrico (Kruskal-Wallis) para dados não pareados. Os resultados
mostraram C
max
significativamente mais elevada para o grupo contínuo, enquanto o parâmetro
t
max
apresentou diferença estatística significativa somente na comparação entre o grupo
placebo e contínuo.
Palavras-chaves: Sonoforese, diclofenaco dietilamônico, cromatografia, HPLC
Compararison of the current emission modes in sonophoresis, through the measurement
of the sanguine diethylammonium diclophenac levels
ABSTRACT
The influence of ultrasound current emission mode on the transdermal transmission
(sonophoresis) of diethylammonium diclophenac as a gel of topic application (Clorafen
Emulgel) was investigated in six human healthy volunteers submitted to different application
protocols. The ultrasound, in the sonophoresis mode, was applied on the anterior forearm
area, approximately 10cm below the olecranon fossa, in an area of 16cm², using twenty grams
of diethylammonium diclophenac gel (weighed on a precision scale) as a way of coupling.
The applications were performed once a week with a week interval. The groups were disposed
in the following way: 1) Pulsed Group (first week): 3MHz ultrasound, pulsed (100Hz at
20%), intensity of 0,8W/cm², applied for five minutes; 2) Continuous Group (second week):
3MHz ultrasound, continuous, intensity of 0,8W/cm², five-minute application; and 3) Placebo
group (third week): application with the equipment turned off. To analyze the diclophenac
plasmatic mass by means of High Performance Liquid Chromatography (HPLC), blood
samples (0,5mL) were collected at different post-application times (from 30 minutes to 3
hours and 30 minutes, in 30-minutes intervals). In order to carry out the statistical analysis
and the comparison of the results among the application groups, we employed the software
PK Solution 2.0 (Summit Research Services, 1999, USA) which provided the Cmax,Tmax e
AUCº results; afterwards, Graphpad Instat® 3.0 was used to obtain median, average, average
standard error and confidence interval (CI 95%). Data were analyzed through the Mann
Whitney non-parametric test for non–paired data, with significance level fixed in 5%. Results
showed Cmax statistically higher for the continuous group, while tmax presented significant
difference in comparison between the placebo group and the continuous group.
Key-words: Sonophoresis, Diethylammonium Diclophenac, Ultrasound, High Performance
Liquid Chromatography (HPLC)
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Transdutor ultra-sônico...........................................................................................17
Figura 2: Influência da corrente elétrica no cristal.................................................................19
Figura 3: Campo próximo e campo distante do US...............................................................20
Figura 4: Representação esquemática das camadas da pele...................................................30
Figura 5: Exemplo de cromatograma da análise do diclofenaco em plasma ............... ... .....48
Figura 6: Curvas de concentrações plasmáticas de diclofenaco em função do tempo...........51
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Propriedades acústicas típicas de vários meios......................................................22
Tabela 2: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Placebo ...................................49
Tabela 3: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Pulsado ...................................49
Tabela 4: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Contínuo ..................................49
Tabela 5: Comparação entre os valores de t
max
para os três grupos experimentais ...............50
Tabela 6: Comparação entre os valores de C
max
para os três grupos experimentais..............50
Tabela 7: Comparação entre os valores de AUC
0-∞
para os três grupos experimentais.........50
1
LISTA DE ABREVIATURAS
% - Por Cento (porcentagem)
µg - Micrograma
µm - Micrometros
ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas
AUC
0-∞
- Área sobre a curva
C - Velocidade de propagação do meio em m/s
C
max
- Concentração máxima
cm - Centímetros
EPM - Erro Padrão da Média
f - Freqüência de onda
fr - Freqüência de repetição de pulso
g - Gramas
HPLC - High Performance Liquid Chromatography
/ Cromatografia líquida de alta eficiência
h - Horas
Hz - Hertz
IC - Índice de confiança
IMC - Índice de Massa Corporal
I
SATA
-
Intensity Spacial Average and Temporal Average
I
SATP
-
Intensity Spacial Average and Temporal Peak
I
SPTA
-
Intensity Spacial Peak and Temporal Average
I
SPTP
-
Intensity Spacial Peak and Temporal Peak
kg/m³ - Quilograma por metro cúbico
kHz - Quilohertz
LDV - Velocímetro Doppler a Laser
2
MHz - Megahertz
min - Minutos
mL - Mililitros
ms - Milissegundos
m/s - Metros por segundo
ng - Nanogramas
ºC - Graus centígrados
P - Densidade do meio expressa em Kg/m³
PZT - Titanato zirconato de chumbo
t
max
- Tempo máximo
US - Ultra-som
UST - Ultra-som terapêutico
W/cm
2
- Watts por centímetro quadrado
Z - Impedância acústica
3
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.................................................................................................................14
1.1 Objetivo Geral................................................................................................................15
1.2 Objetivos Específicos .....................................................................................................15
2 ULTRA-SOM ....................................................................................................................16
2.1 Ondas Mecânicas e Ultra-Som......................................................................................16
2.2 Piezoeletricidade.............................................................................................................18
2.3 Propriedades Físicas do US...........................................................................................20
2.4 Impedância Acústica......................................................................................................22
2.5 Modos de Emissão de Corrente ....................................................................................23
3 EFEITOS FÍSICOS E FISIOLÓGICOS DO US ...........................................................24
3.1 Efeitos Mecânicos...........................................................................................................24
3.2 Efeitos Térmicos.............................................................................................................24
3.3 Efeitos Não-Térmicos.....................................................................................................26
3.3.1 Cavitação.......................................................................................................................26
3.3.2 Correntes acústicas........................................................................................................28
3.3.3 Ondas estacionárias.......................................................................................................28
3.4 Pele e Ultra-Som.............................................................................................................29
3.4.1 Histologia da Pele .........................................................................................................29
3.4.2 Camadas cutâneas .........................................................................................................30
3.4.3 Funções da pele.............................................................................................................32
3.4.4 Efeitos do US na Pele....................................................................................................32
3.5 Sonoforese.......................................................................................................................34
4 MATERIAL E MÉTODOS..............................................................................................41
4.1 Sujeitos ............................................................................................................................41
4.2 Materiais Utilizados .......................................................................................................43
4.3 Metodologia da Análise Sangüínea Através do HPLC ...............................................44
4.4 Preparação das Soluções – Estoque e Soluções – Padrão Soluções
- Estoque e Soluções – Padrão de Diclofenaco...................................................................44
4.5 Equipamentos.................................................................................................................44
4.6 Métodos ...........................................................................................................................45
1
4.6.1 Análise do diclofenaco em plasma................................................................................45
4.7 Análise Farmacocinética................................................................................................45
4.8 Análise Estatística ..........................................................................................................46
4.9 Parâmetros de US utilizados na pesquisa................................................................ ... 46
5 RESULTADOS..................................................................................................................49
6 DISCUSSÃO......................................................................................................................52
7 CONCLUSÃO ...................................................................................................................57
REFERÊNCIAS ...................................................................................................................58
ANEXO A: Consentimento Livre e Esclarecido ...............................................................65
ANEXO B: US ......................................................................................................................67
ANEXO C: Local de Aplicação de Sonoforese..................................................................68
ANEXO D: Procedimento de Coleta ..................................................................................69
ANEXO E: Balança de Precisão Digital da Marca “TOLEDO”.....................................70
ANEXO F: Ficha de Controle de Coleta Sangüínea.........................................................71
ANEXO G: Materiais Utilizados ........................................................................................72
ANEXO H: Equipamentos de HPLC .................................................................................73
ANEXO I: Manutenção Preventiva – Aparelho US .........................................................74
ANEXO J: Autorização do Comitê de Ética da UNIVAP................................................75
14
1 INTRODUÇÃO
O Ultra-som (US) consiste em vibrações mecânicas semelhantes às ondas sonoras,
porém com uma freqüência superior a 20KHz, situando-se fora do alcance da audição
humana. A terapia ultra-sônica é uma ferramenta integrante de um programa de reabilitação,
sendo utilizada em diversas áreas da fisioterapia e da medicina do esporte, tratando de forma
especial lesões músculo esqueléticas, reumáticas e traumáticas, com grandes avanços no
tratamento de lesões tendinosas, varicosas, nervosas e musculares (DYSON; SUCKLING,
1978; GAM et al, 1995; MENEZES, VOLPON, SHIMANO, 1999; BARROS Jr., 2001).
Dentre as diversas formas de uso terapêutico do US, a mais empregada é a
SONOFORESE (também chamada de FONOFORESE), que é a utilização do US ou da
energia ultra-sônica para facilitar a penetração transcutânea de medicamentos ou drogas de
uso tópico. O sucesso e a rapidez do tratamento estão associados à eficiência de penetração da
droga nas camadas internas da pele.
O ultra-som terapêutico (UST) pode ser aplicado no tecido sob duas formas de
correntes: o modo contínuo, que apresenta efeito térmico predominante, e o modo pulsado,
com predominância de efeito mecânico. Até hoje, não há uma definição clara sobre o modo de
emissão mais eficaz para a sonoforese, com a literatura científica mostrando-se conflitante a
respeito de qual dos modos maximiza o nível corporal de concentração da droga utilizada. Por
este motivo, o presente trabalho foi realizado com o intuito de verificar para qual modo de
emissão de corrente detecta-se maiores níveis de diclofenaco dietilamônico na massa
plasmática.
15
1.1 Objetivo Geral
Verificar e quantificar em qual modo de emissão de corrente de US ocorreram maiores
níveis de concentração plasmática de diclofenaco dietilamônico.
1.2 Objetivos Específicos
9 Através de revisão bibliográfica atualizada, apresentar a utilização do US, como
facilitador da penetração de drogas de uso tópico (sonoforese), identificando os principais
mecanismos utilizados pelo US, que auxiliam na facilitação da penetração transcutânea de
fármacos de uso tópico;
9 Verificar e comparar em qual modo de emissão de corrente ultra-sônica ocorreram
maiores níveis de diclofenaco dietilamônico sanguíneo através da Cromatografia Líquida de
alta eficiência (HPLC), analisando os parâmetros farmacocinéticos C
máx
, t
máx
e AUC
0-∞
.
16
2 ULTRA-SOM
2.1 Ondas Mecânicas e Ultra-Som
Ondas mecânicas são as que se propagam em meios deformáveis ou elásticos. Estas
ondas surgem de uma perturbação/vibração numa região de um meio elástico; esta
perturbação é transmitida para as partículas adjacentes, que ao vibrar transferem parte da
energia para outras partículas, e assim sucessivamente até o término da energia (WHO, 1982).
Pode-se definir “vibração” como um movimento oscilatório rápido (de uma partícula)
em torno de uma posição de equilíbrio (CREPON, 1996; BISSCHOP; BISSHOP;
COMMANDRÉ, 2001). Este movimento oscilatório emite ondas mecânicas caracterizadas
por sucessões de pressões e rarefações de moléculas no meio de propagação.
A onda mecânica propaga-se no ar como onda longitudinal, ocorrendo o mesmo em
meios cujas moléculas ou átomos estão fracamente interligados (como nos gases e líquidos).
Podem propagar-se como ondas transversais em meios de alta coesão molecular (como
sólidos). Ondas mecânicas não se propagam no vácuo (BISSCHOP; BISSHOP;
COMMANDRÉ, 2001). Na forma de onda transversal (ou onda de cisalhamento), que ocorre
somente em sólidos, as partículas vibram perpendicularmente à direção de propagação da
onda (WHO, 1982).
A classificação das ondas mecânicas é feita em função da freqüência audível pelo
homem ou de acordo com seu uso terapêutico. Ondas com freqüência inferior a 1kHz são
normalmente consideradas de baixa freqüência, enquanto ondas com freqüência superior a
20kHz são ditas de alta freqüência. Em geral, o ouvido humano é capaz de detectar sons com
freqüências entre 20Hz e 20KHz. Nesse intervalo de freqüências, as terminações nervosas do
17
ouvido interno entram em ressonância com a onda mecânica, gerando pulsos elétricos que
produzem, no cérebro, a percepção sonora (STARKEY, 1999).
No inicio do século XX, conseguiu-se produzir e detectar ondas sonoras com
freqüências acima do limite audível pelo homem, dando origem ao termo ultra-som
(OKUNO, CALDAS, CHOW, 1986). O ultra-som (US) consiste em vibrações mecânicas de
freqüência superior a 20KHz (portanto inaudíveis), produzidas pela conversão de energia
elétrica em energia acústica através da deformação mecânica de um elemento piezoéletrico
localizado no transdutor do aparelho (KITCHEN; BASIN, 2003). O transdutor de US tem
como principais objetivos proteger o cristal e transmitir as ondas ultra-sônicas.
FIGURA 1: Transdutor ultra-sônico
Fonte: FUIRINI JR e LONGO, 2002.
A possibilidade de usar diferentes freqüências (entre 1 e 3 MHz) é importante, pois as
freqüências mais altas (3 MHz) possuem menor profundidade de absorção, sendo empregadas
especificamente para o tratamento de tecidos mais superficiais. Freqüências mais baixas
18
(1MHz) penetram mais profundamente, devendo ser usadas para os tecidos mais profundos
(DOCKER, 1987).
2.2 Piezoeletricidade
As ondas ultra-sônicas são geradas por meio de um transdutor que converte energia
elétrica em energia mecânica e vice-versa, graças à capacidade piezoelétrica dos materiais de
que são feitos (DYSON, 1985, 1990; HAAR, 1978, 1998; LOW; REED, 2001). A
piezoeletricidade é a propriedade que alguns tipos especiais de cristais possuem de produzir
polarização elétrica em sua superfície, quando há aplicação de pressão mecânica proporcional
(que pode ser torção, flexão, tração ou compressão). Foi descoberta por Pierre e Jacques Curie
em 1880. O efeito oposto - geração de uma deformação mecânica devido a uma polarização
elétrica - também é observado (SCALASSARA, 2003).
Para ocorrer transmissão de ondas nos tecidos biológicos é necessário um meio
acoplador, que tem a função de eliminar o ar entre o transdutor e o tecido, assegurando que a
energia ultra-sônica chegue ao tecido tratado. Os meios mais utilizados são água, géis e
alguns tipos de óleo, como a vaselina (DOCKER; PATRICK e FOULKES, 1982; DYSON,
1990; DRAPER et al., 1993; HAAR, 1998).
Por meios industriais, é possível criar cerâmicas com propriedade piezelétrica. Estas
cerâmicas possuem a vantagem de manter boa performance mesmo na presença de umidade.
Cerâmicas como titanato de chumbo (PZT) e titanato de bário são bastante utilizadas nas
aplicações de US, devido aos bons efeitos piezoelétricos que apresentam (SCALASSARA,
2003). Uma cerâmica piezoelétrica tem a propriedade de alterar sua espessura sob aplicação
de tensão através de sua superfície; por outro lado, se a espessura da cerâmica é alterada, cria-
se uma tensão através da cerâmica. Deste modo, se uma voltagem oscilatória é aplicada
através da cerâmica, sua espessura muda de modo alternado, acompanhando a polaridade da
19
tensão. À medida que a cerâmica piezoelétrica do transdutor aumenta e diminui de espessura,
forma uma onda ultra-sônica que se propaga no tecido (KITCHEN; BASIN, 1998). Este
mecanismo encontra-se ilustrado na Figura 2.
FIGURA 2: Influência da corrente elétrica no cristal
Fonte: FUIRINI JR e LONGO, 2002.
Assim, as ondas ultra-sônicas são produzidas por uma corrente alternada apropriada,
seguindo através de um cristal piezoelétrico dentro de um transdutor (sistema fechado com
material ou cristal cerâmico polarizado, o qual deve possuir elevada atividade piezoelétrica).
O feixe de UST que sai do cabeçote de tratamento apresenta o mesmo diâmetro do
transdutor (WILLIAMS, 1987), mas não é uniforme, mesmo em um meio homogêneo.
Algumas ondas cancelam-se entre si, enquanto outras se adicionam, de modo que o resultado
final é um padrão irregular de ondas sonoras na região próxima da face do transdutor,
chamada de campo próximo, ou zona de Fresnel. Afastado do cabeçote encontramos o campo
distante, ou zona de Fraunhofer: é a região onde campo sonoro se alastra e torna-se mais
regular, pois as diferenças no percurso percorrido a partir do transdutor se tornam
insignificantes com as distâncias maiores (LOW; REED, 2001). O UST utiliza o campo
próximo e é, portanto, irregular.
20
FIGURA 3: Campo próximo e campo distante do US
Fonte: FUIRINI JR e LONGO, 2002.
Devido a essa complexidade do campo próximo, é importante caracterizar no campo
acústico a intensidade de pico (espacial e temporal); se a intensidade for muito elevada, pode
ser lesiva ao tecido. Quando se avalia apenas a média temporal da intensidade, ignora-se os
picos de pressão que estão presentes no campo acústico. Se a aquisição de dados é realizada
numa área grande, com um intervalo de tempo largo, obtém-se a média espacial e temporal
(Intensity Spacial Average and Temporal Average – I
SATA
) para a pressão. Medindo-se a
pressão num ponto de área muito pequena e num pequeno intervalo de tempo, é possível
monitorar a intensidade de pico espacial e temporal (Intensity Spacial Peak and Temporal
Peak – I
SPTP
). Quando se deseja obter a intensidade de pico espacial e média temporal
(Intensity Spacial Peak and Temporal Average – I
SPTA
) para a pressão, a aquisição dos dados
se dá numa área pequena e num intervalo de tempo grande. Para obter a média espacial e o
pico de intensidade temporal (Intensity Spacial Average and Temporal Peak – I
SATP
), realiza-
se a medida numa área grande e a um intervalo de tempo pequeno.
2.3 Propriedades Físicas do US
21
Ao entrar em contato com determinado meio, as ondas ultra-sônicas podem sofrer
diferentes efeitos em relação à propagação. Podem penetrar no meio e serem retidas,
produzindo calor (fenômeno da absorção). Podem sofrer reflexão, sendo devolvidas ao meio
de onde vieram; nesses casos, se o emissor de onda permanece fixo, pode-se formar uma onda
estacionária, aumentando a intensidade das pressões e rarefações, o que resulta em potências
muito superiores à original. As ondas ultra-sônicas também podem sofrer desvio de trajetória,
ao atravessar a superfície entre dois meios nos quais a velocidade de propagação difere de um
meio para outro (refração) ou ao encontrar um obstáculo (difração).
A atenuação das ondas, outro fenômeno físico a ser considerado, corresponde ao
decréscimo da intensidade em função da distância da fonte sonora, e ocorre devido a fatores
geométricos (dimensões da fonte sonora, comprimento da onda, presença de superfícies
refletoras) e por mecanismo de absorção (dependendo de parâmetros como viscosidade do
meio e outros). Esses mecanismos possuem características diferentes de acordo com o meio.
Nos tecidos biológicos a atenuação deve-se principalmente, aos mecanismos de absorção,
pelos quais a energia mecânica das ondas ultra-sônica é convertida em calor (HAAR, 1978).
Como a atenuação aumenta com a elevação da freqüência, ondas ultra-sônicas de
freqüências mais baixas penetram mais. Deste modo, a energia emitida em US de 3MHz é
absorvida nos tecidos superficiais, enquanto o US de 0,75 MHz penetra profundamente
através dos tecidos.
Quando a onda ultra-sônica atravessa um meio, as partículas do meio vibram,
produzindo energia cinética. A intensidade acústica de uma onda ultra-sônica pode ser
definida como a Energia (W) que atravessa uma área (S) em um intervalo de tempo (T),
expressa em W/cm
2
(HAAR, 1987).
O fenômeno da ressonância pode ser percebido quando se submete um corpo a
vibrações de amplitude constante nas quais a freqüência é progressivamente alterada;
22
constata-se experimentalmente que, para determinada freqüência, o corpo começa a vibrar
com amplitude visivelmente maior (CREPON, 1996).
2.4 Impedância Acústica
Impedância acústica (Z) é a propriedade de um meio se opor à vibração de suas
partículas frente à passagem de ondas ultra-sônicas. Indica a propriedade que as ondas têm de
se deslocarem mais facilmente em alguns meios que em outros (FREDERIK, 1965). Fuirini;
Longo (2002) também chamam esse fenômeno de impedância característica, que é o valor
atribuído ao meio em que se propaga o US e define a velocidade de propagação, sendo
expressa por:
CPZ ⋅=
onde:
- Z (impedância característica);
- P (densidade do meio expressa em kg/m³);
- C (velocidade de propagação no meio em m/s).
A impedância acústica do meio é considerada constante, visto que a velocidade do
som no meio é bastante constante dentro de uma larga faixa de freqüência (WILLIAMS,
1983). A Tabela I mostra a impedância acústica característica de diversos meios, assim como
suas densidades e as velocidades da onda ultra-sônica nestes meios.
Tabela I: Propriedades acústicas típicas de vários meios
MEIO DENSIDADE
(g/mL)
VELOCIDADE DO
SOM (m/s)
IMPEDÂNCIA
CARACTERÍSTICA
(10
6
kg
-2
ms
-1
)
Ar 1.293 331.5 429
Água (20º) 1.0 1480 1.52
Plasma sangüíneo 1.06 1570 1.62
Gordura 0.92 1460 – 1470 1.35
Fígado 1.06 1540 – 1585 1.62 – 1.68
Músculo 1.07 1545 – 1630 1.65 – 1.74
Osso 1.38 – 1.81 2710 – 4080 3.75 – 7.38
Fonte: YOUNG, 1990.
23
2.5 Modos de Emissão de Corrente
A vibração ultra-sônica pode propagar-se no modo contínuo ou pulsado; a diferença
entre os dois modos está na interrupção da propagação de energia. No modo contínuo, a
intensidade da onda permanece constante durante todo o tratamento (WILLIAMS, 1987), e a
incidência ininterrupta de energia ultra-sônica sobre os tecidos irradiados faz com que ocorra
maior produção de calor.
Quando utiliza-se o UST no modo pulsado, há interrupções freqüentes na geração da
onda acústica, minimizando a produção de calor. No meio irradiado, há intervalos de
estimulação (que provocam mudanças de pressão e o deslocamento da onda) e intervalos de
tempo em que a pressão permanece inalterada. O intervalo de tempo em que ocorre
estimulação é a duração do pulso. O período de repetição de pulso é calculado pela soma do
intervalo de tempo onde ocorre o pulso ultra-sônico e o intervalo de tempo em que a pressão
permanece inalterada (ABNT, 1998).
Deste modo, ao selecionar o modo pulsado, deve-se definir dois tipos de freqüência: a
freqüência de onda (f), normalmente escolhida entre 16Hz, 48Hz e 100Hz, e a freqüência de
repetição de pulso (fr), que pode variar de 5 até 50% (BASSOLI, 2001). O ciclo útil mais
utilizado é o modo pulsado a 1:4 (ou pulsado a 20%), por exemplo, com pulsos de 2ms
separados por 8ms de repouso.
24
3 EFEITOS FÍSICOS E FISIOLÓGICOS DO US
Os mecanismos físicos pelos quais o UST induz respostas fisiológicas podem ser
classificados em térmicos e mecânicos. Várias das ações da aplicação do UST são devido à
interação entre efeitos térmicos e não térmicos (ZISKIN; NCDIARMID; MICHLOVITZ;
1999). O UST pulsado gera predominantemente efeitos não térmicos no tecido.
3.1 Efeitos Mecânicos
Os primeiros efeitos provocados pelo US no tecido biológico são de natureza
mecânica. Estes efeitos não térmicos incluem a cavitação, microvibrações e correntes
acústicas (DYSON, 1982). No entanto, a micromassagem dos tecidos, devido ao efeito
mecânico (vibrações sônicas) que o UST provoca, gera calor por fricção (HOOGLAND,
1986).
3.2 Efeitos Térmicos
Como já foi mencionado, quando as ondas ultra-sônicas deslocam-se através dos
tecidos, sofrem absorção parcial, gerando calor dentro do tecido (KITCHEN; BAZIN, 1998).
A energia sonora é convertida em energia térmica proporcional à intensidade do US. Se o
calor não for dissipado, ocorre aumento da temperatura local, resultando nos efeitos térmicos
(LOW; REED, 2001).
Lehmann; Delateur, citados por Kitchen; Bazin (2003), afirmam que um efeito térmico
biologicamente significativo pode ser obtido se a temperatura do tecido for elevada para algo
entre 40ºC e 45ºC, durante m período mínimo de cinco minutos. O aquecimento dos tecidos
25
pode produzir um aumento temporário na extensibilidade de estruturas altamente colagenosas,
tais como tendões, ligamentos e cápsulas articulares, diminuição da rigidez articular, redução
da dor, redução do espasmo muscular e suave reação inflamatória, incluindo um aumento
temporário no fluxo sanguíneo (DYSON,1987).
O aquecimento local que pode ser alcançado por uma fonte de US deve-se à absorção
de parte da energia mecânica pelos tecidos que são atravessados pelas ondas e aos pontos de
reflexão das ondas que ocorrem, sobretudo, nos limites entre os tecidos (HOOGLAND, 1986;
STARKEY, 1999).
A respeito das respostas fisiológicas induzidas pelo UST, a escola americana tende a
preconizar os efeitos térmicos, recomendando altas intensidades para elevar a temperatura
tecidual. Para Lehmann e Delateur (1994), por exemplo, as intensidades úteis para terapia
variam entre 0,5W/cm² e 4W/cm².
De acordo com Dyson, citado por Kitchen; Partridge (1990), efeitos térmicos podem
ser produzidos sob doses terapêuticas entre 0,5W/cm² e 3,0W/cm² e efeitos não-térmicos,
entre 0,1W/cm² e 0,2W/cm².
Por outro lado, a escola européia preconiza os efeitos ultra-sônicos produzidos pelas
baixas intensidades e pelos tratamentos utilizando o modo pulsado.
Estima-se que para uma saída de 1W/cm² haja um aumento de temperatura de
0,8ºC/min, se os efeitos do resfriamento vascular forem ignorados (DYSON, 1990; LOW;
REED, 2001).
O aquecimento controlado pode produzir efeitos desejáveis como alivio da dor,
diminuição da rigidez articular e aumento do fluxo sangüíneo. Temperaturas entre 40ºC e
45ºC podem contribuir para melhorar a vascularização dos tecidos, mas temperaturas mais
elevadas podem gerar dano tecidual (COAKLEY, 1978; DYSON, 1990).
26
A vasodilatação decorrente do calor é causada não somente pela necessidade de
distribuir o calor adicional pelo corpo; também é causada pelos seguintes mecanismos (LOW;
REED 2001):
Efeito direto sobre os capilares, arteríola e vênulas, fazendo com que todos dilatem;
Reflexo axonal disparado pela estimulação de receptores polimodais, pelo
envolvimento somente de fibras nervosas aferentes;
Alteração metabólica com liberação adicional de dióxido de carbono e ácido lático,
aumentando a acidez dos tecidos aquecidos, que tende a provocar vasodilatação;
Dano protético local, com relação inflamatória e liberação de bradicininas a de
substancias semelhantes á histamina, que levam á vasodilatação.
A redução da viscosidade do sangue, também decorrente do aquecimento, pode
contribuir para o aumento do fluxo sangüíneo.
3.3 Efeitos Não-Térmicos
3.3.1 Cavitação
Cavitação é a formação de pequenas bolhas gasosas nos tecidos como resultado da
vibração do US. De acordo com Frenkel, Kimmel e Iger (2000), o efeito de cavitação depende
da intensidade e do tempo de aplicação do US; altas intensidades podem levar à morte celular.
Ao irradiar US em líquidos há formação de bolhas de 10
-6
µm de diâmetro, resultando
em dois tipos de cavitação: estável ou transitória. A cavitação estável ocorre quando bolhas
oscilam de um lado para outro dentro das ondas de pressão do US, mas permanecem intactas;
a cavitação é instável quando o volume da bolha se altera e ela colapsa, gerando aumento na
temperatura e na pressão local, podendo lesar o tecido. A cavitação estável, associada às
27
correntes acústicas, é considerada de valor terapêutico, mas a cavitação transitória, que
provavelmente só ocorre com altas intensidades, pode causar danos teciduais. A cavitação
pode ser facilmente demonstrada experimentalmente nos tecidos moles, onde seu
comportamento não está ainda suficientemente esclarecido (HAAR, 1987; LOW; REED,
2001).
A cavitação estável resulta em microvibrações que produzem um fluxo liquido
localizado ao redor das bolhas e, conseqüentemente, adjacente ás células (KITCHEN;
PARTRIDGE, 1990).
Na cavitação transitória, também chamada de transiente, núcleos de gases crescem
subitamente no meio, sob influência das altas intensidades que causam uma grande variação
da pressão acústica, e acabam por colapsar violentamente, resultando em lesões teciduais
(FERRARI, 1987; HAAR, 1987; STARKEY, 1999).
Lehmann (1965), utilizando US contínuo de 1 MHz, observou cavitação transiente
para intensidades a partir de 1 W/cm².
Utilizando análise de microscopia de fluorescência, Wu et al., (1998) verificaram que
as ondas sonoras do US, numa freqüência de 168 Khz com intensidade de 1,2 W/cm
2
,
modificaram significativamente a estrutura da camada córnea de cadáveres humanos cujos
queratinócitos antes do uso do US eram organizados hexagonalmente. Após 15 minutos de
aplicação de US, houve um desarranjo estrutural. A estrutura altamente organizada das
camadas de queratinócitos e lipídios pode ser o fator que gera a impermeabilidade da pele aos
fármacos de uso tópico. Sendo assim, o efeito de cavitação do US seria a melhor explicação
para a efetividade da sonoforese.
28
3.3.2 Correntes acústicas
É um fluxo circulatório devido ao torque de irradiação. Ocorre um movimento
localizado e unidirecional de líquido em torno da bolha que está vibrando. Esses movimentos
muito pequenos de líquido também ocorrem em torno das células, caracterizando o efeito
chamado microfluxo (LOW; REED, 2001).
As correntes acústicas são o resultado da cavitação estável e produzem uma constante
circulação de fluxos localizada ao redor das bolhas – e, conseqüentemente, adjacente às
membranas celulares e suas organelas. Esse fluxo líquido tem valor terapêutico por gerar
mudanças na permeabilidade da membrana, facilitando assim a passagem de cálcio, potássio e
outros metabólitos para dentro ou fora das células (KITHEN; PARTRIDGE, 1990).
Segundo Starkey (1999), dependendo do tipo de célula, a alteração iônica produzida
pode desenvolver alterações na síntese e secreção celular, como a síntese de colágeno, com
secreção de fatores quimiotáticos e aumento da atividade fibroblástica durante o processo de
cicatrização tecidual.
3.3.3 Ondas estacionárias
As ondas estacionárias ocorrem como resultado da sobreposição de ondas incidentes e
refletidas. Visto que a onda estacionária consiste em ondas superpostas, além de um
componente de deslocamento, as intensidades e pressões de pico são mais elevadas que as da
onda incidente normal. Células fixas, como as células endoteliais que revestem os vasos
sangüíneos, podem ser lesadas, levando à formação de trombos (KITCHEN; BAZIN, 1998;
LOW; REED, 2001). As ondas estacionárias são evitadas com a simples movimentação
contínua do cabeçote ultra-sônico durante o tratamento (HAAR, 1987).
29
Os efeitos fisiológicos dos mecanismos não-térmicos foram descritos por DYSON
(1968, 1982, 1987) e podem ser resumidos em:
1. Degranulação de células de sustentação;
2. Alteração na função da membrana celular;
3. Aumento dos níveis intracelulares de cálcio;
4. Estimulação de atividades de fibroblastos, aumentando a síntese protética, a
angiogênese, a permeabilidade vascular e a tensão elástica do colágeno;
5. Liberação de agentes quimiotáxicos e a degranulação celular na fase aguda da
tensão.
3.4 Pele e Ultra-Som
A pele forma uma barreira entre os órgãos internos e o ambiente externo, protegendo-
os de agentes agressivos, e participa de muitas funções vitais do organismo. É o maior sistema
orgânico do corpo humano, e apresenta alterações constantes, pois possui características
dinâmicas, sendo dotada de grande capacidade renovadora e de regeneração (SMELTZER;
BARE; BRUNNER, 2002; AZULAY; AZULAY, 2004).
3.4.1 Histologia da pele
Segundo Guirro; Guirro (2004), o sistema tegumentar é formado pela pele, tela
subcutânea e anexos cutâneos. O tegumento recobre toda a superfície do corpo e é constituído
por uma porção epitelial, sendo a camada mais externa, chamada de epiderme (do grego epi,
sobre; e derme, pele), e uma camada média, denominada derme ou córnea, constituída por
uma porção conjuntiva.
30
Logo abaixo e em continuidade com a derme está a hipoderme, a camada mais
profunda, formada por tecido subcutâneo que embora tenha a mesma origem e morfologia da
derme não faz parte da pele, a qual é formada apenas por duas camadas como já foi relatado.
A hipoderme serve de suporte e união da derme com os órgãos subjacentes, além de permitir à
pele uma considerável amplitude de movimento (PETROIANU; DESTRO, 1999).
FIGURA 4: Representação esquemática das camadas da pele.
Fonte: Disponível em: <www.afh.bio.br/tegumentar/tegumentar.asp> acesso em: 28/05/2006
3.4.2 Camadas cutâneas
• Epiderme:
Para Azulay; Azulay (2004), a epiderme é, basicamente, um tecido epitelial
estratificado que tem variações significativas quanto à estrutura e função na dependência do
seu sitio anatômico. Tem a de função fornecer uma camada de proteção às demais camadas do
corpo, protegendo-o do meio externo (GOMES; SERRA; PELLON, 1995). É constituída por:
sistema ceratonocítico, composto por células epiteliais, responsáveis pelo corpo da epiderme e
31
de seus anexos (pêlos, unhas, glândulas); sistema melânico, formado pelos melanócitos;
células de Langerhans, com função imunológica; células de Merkel, integradas ao sistema
nervoso, e células dendríticas indeterminadas, de função ainda mal definida.
Segundo Mitragotri et al. (1995a, b), a camada córnea, considerada a mais externa da
pele humana, possui cerca de 15 µm de espessura, é formada de queratinócitos cercadas por
camadas lipídicas, é uma camada que possui baixa permeabilidade, visto que a estrutura é
altamente ordenada pelas suas camadas lipídicas. Os queratinócitos são células sem núcleo,
achatadas, mortas, com citoplasma rico em queratina, uma escleroproteína birrefrigente e
filamentosa (MITRAGOTRI et al., 1995; WU et al. 1998).
• Derme:
A derme é uma camada de tecido conjuntivo composto por um sistema integrado de
estruturas fibrosas, filamentosas e amorfas, na qual são acomodados vasos, nervos e anexos
epidérmicos. Constituída por fibroblastos, histiócitos, células dendríticas e mastócitos. Sua
interação com a epiderme é fundamental para a manutenção dos dois tecidos; ambos
colaboram na formação da junção dermo-epidérmica e dos anexos epidérmicos, assim como
no processo de reparação da célula. Desempenha uma influência reguladora sobre a
morfogênese e diferenciação epidérmica, sendo fundamental para a determinação de sua
espessura, arquitetura, tipo de diferenciação e padrão dos seus anexos (AZULAY; AZULAY,
2004).
• Hipoderme:
Segundo Azulay; Azulay (2004), hipoderme (hipo = abaixo de) ou panículo adiposo é
a camada mais profunda da pele, constituída de lóbulos de lipócitos delimitados por septos de
colágeno com vasos sangüíneos, linfáticos e nervos. A hipoderme é uma zona de passagem
para troncos nervosos e filetes nervosos sensitivos. Nota-se a presença de receptores sensíveis
à pressão; também são encontrados vasos venosos e arteriais ligados ao plexo venoso e
32
arterial dérmico, formando um segundo plexo (subdérmico) com vasos de maior calibre. Em
certas zonas, nota-se a presença de músculos lisos: músculos eretores dos pêlos, subareolares
do seio e músculos estriados cutâneos. Essa camada é espessa, resistente e elástica.
Desempenha papel de proteção contra reumatismos superficiais, frio e perda calorífica
(BOIGEY, 1986).
3.4.3 Funções da pele
Para Jacob, Francone; Lossow (1990), em todo o reino animal, a pele exerce diversas
funções que vão se modificando filogeneticamente; em alguns animais, a pele exerce funções
respiratórias, do mesmo modo que a proteção física é altamente desenvolvida em outros.
Destacam-se as funções de proteção, percepção, hemorregulação e termorregulação,
secreção, excreção e metabolização.
3.4.4 Efeitos do US na pele
Frenkel et al. (1991) expuseram a pele de peixes ao UST (contínuo, 1 MHz, 0,5-
2,2W/cm²) e analisaram biópsias da pele, através de microscopia eletrônica. O peixe era
mantido fixo dentro de um tanque plástico, com o transdutor posicionado a 15cm.
Primeiramente, os autores determinaram os efeitos do US na água, sem o peixe. Foram
mensurados o pH, a temperatura e a concentração de oxigênio antes e depois da aplicação do
US na água; não foi encontrada diferença significativa, indicando que o US não alterou as
propriedades físicas da água. A elevação da temperatura na pele do peixe foi mensurada por
um termistor implantado entre a derme e o músculo subjacente. Um segundo termistor foi
utilizado para monitorar a temperatura da água durante o experimento; não foi detectada
33
qualquer alteração. Este trabalho permite concluir que a cavitação depende da intensidade e
do tempo de aplicação do US, e que intensidades altas provocam a necrose de células.
Os mesmos autores repetiram o experimento um ano mais tarde (FRENKEL et al.,
2000), porém utilizando uma fonte de US de 3 MHz de freqüência, aplicado em diferentes
ângulos. Dessa vez, o fenômeno da cavitação não foi detectado mesmo na máxima
intensidade investigada. As camadas mais externas da epiderme apresentaram-se normais
quando comparadas com o controle, e os primeiros sinais de efeitos biológicos à aplicação
perpendicular do US, foram observados após 90 segundos com intensidade de 1,7W/cm².
Quando o US foi aplicado com o cabeçote inclinado a 45º (2,2W/cm², 90 segundos), o
alargamento dos espaços intercelulares foi observado tanto no plano horizontal como no
vertical, inclusive mais profundamente, atingindo até a quarta ou a quinta camada de células.
Apesar desses resultados, nenhuma modificação foi observada na superfície das células.
A partir dos resultados expostos, estes autores sugerem que o alargamento do espaço
intercelular não é resultante nem do efeito térmico nem da cavitação do US, mas sim um novo
fenômeno até então não descrito na literatura e com mecanismo da ação desconhecido.
3.5 Sonoforese
Sonoforese (ou fonoforese) é a utilização da energia ultra-sônica com a finalidade de
facilitar a penetração transcutânea de drogas de uso tópico. Este procedimento tem
demonstrado ser eficaz na penetração de corticoesteróides, (BYL et al., 1993), vasodilatadores
(McELNAY et al., 1993), proteínas (MITRAGOTRI et al., 1995) e indometacina, (ASANO et
al., 1997).
Há mais de 60 anos, o US vem sendo utilizado como agente terapêutico. O US
terapêutico é uma modalidade usada em fisioterapia no tratamento de uma variedade de
34
situações, incluindo lesões de tecidos moles e inflamações, distúrbios circulatórios e
estimulação de reparação de tecidos.
Medicamentos antiinflamatórios não hormonais também são freqüentemente
receitados nessas condições e, tradicionalmente, ingeridos na forma de comprimidos ou
cápsulas. Entretanto, devido à natureza irritante desse medicamento no sistema gastro-
intestinal, pesquisadores estudam outras maneiras de aplicação desses medicamentos.
A sonoforese apresenta vantagens sobre outros métodos de administração de drogas,
como a oral, a intramuscular e a endovenosa. Comparada à administração oral de
medicamentos, a sonoforese evita a agressão ao trato gastrintestinal, cujos efeitos colaterais
associados são bem conhecidos. Comparada às injeções intramuscular e endovenosa, a
sonoforese elimina o medo e a dor associados a esses métodos. Por outro lado, a sonoforese
tem a barreira da baixa permeabilidade da pele em razão de sua camada mais externa, a
camada córnea (WU et al., 1998).
A indução à absorção transcutânea de drogas pela sonoforese baseia-se na perturbação
tecidual, ou seja, na mudança da estrutura das camadas cutâneas, (LOW; RED, 2001). Pode
ser aplicada com um gel ou creme medicamentoso como meio de acoplamento do cabeçote
ultra-sônico ou como pré-tratamento da pele, utilizando a medicação tópica posteriormente.
Quando for utilizado gel ou creme medicamentoso como meio de acoplamento, deve-
se ter certeza de que esse é um bom transmissor; caso contrário, o tratamento pode não ser
efetivo (LOW; REED, 2001).
A transmissividade é uma propriedade intrínseca dos géis que aumenta com a elevação
da energia ultra-sônica; esse fenômeno ainda não está totalmente esclarecido, necessitando de
novas investigações.
Com a freqüência alta de US, pode-se causar quebras nas cadeias de
polímeros responsáveis pela viscosidade dos agentes utilizados nas formulações tópicas,
35
fluidificando-os e reduzindo sua capacidade de atenuar a energia ultra-sônica (BENSON;
McELNAY, 1994).
A deposição de droga pelo US é, certamente, um tipo de aplicação clínica que vem
ganhando força. Diferentes drogas vêm sendo utilizadas em estudos. No entanto, atualmente,
a prática descrita na literatura ainda é conflitante quanto aos parâmetros de aplicação
(freqüência, intensidade, modo de emissão de corrente) empregados (TYLE; AGRAWALA,
1989; BOMMANNAN et al., 1992; MITRAGOTRI et al., 1995a, b).
O mecanismo que facilita a penetração de diversos fármacos ainda não é bem
explicado (FANG et al., 1999). Tyle; Agrawala (1989) mencionam o aumento da temperatura,
a cavitação e a pressão de radiação como facilitadores desse processo.
Fellinger; Schmid (1954) foram os primeiros pesquisadores a utilizar a técnica de
Sonoforese, utilizando como agente de acoplamento a hidrocortisona, em tratamento de
poliartrite dos dedos da mão. A partir desse estudo, novas investigações e pesquisas
começaram a ser realizadas, tentando esclarecer as melhores formas de uso dessa técnica e o
mecanismo que facilita a penetração do fármaco.
Resultados conflitantes têm sido publicados no decorrer dos anos. Apesar de pesquisas
relatarem o efeito positivo do US, em várias publicações, há inconsistências nas descrições da
literatura para a intensificação da permeabilidade da droga na pele. Aproximadamente 75%
dos estudos relatam efeitos positivos da sonoforese (BARJA et al., 2005), enquanto outros
estudos mencionam resultados não significativos (BYL, 1995; BARJA; VELOSO; COSTA,
2007).
Embora diversos estudos tentem identificar diretrizes de tratamento para sonoforese, a
análise dos dados e a metodologia limitam a aplicação dos resultados obtidos. Em estudos
experimentais com a utilização de hidrocortisona na pele de porcos, Griffin; Touchstone
(1968) relataram um aumento dos níveis de cortisol em músculo e nervo. Estes autores
36
concluíram que o aumento da potência do US, do tempo de aplicação e da concentração da
droga aumentam a penetração de hidrocortisona. No entanto, apesar de potencializarem a
penetração do fármaco, estes autores queimaram os animais, o que inviabiliza a transferência
dos resultados obtidos para a aplicação clínica efetiva.
Kleinkort; Wood (1975) realizaram um estudo retrospectivo tratando uma variedade
de condições inflamatórias e compararam os resultados dos tratamentos usando uma
preparação de 1% e outra de 10% de hidrocortisona, concluindo que a concentração de 10% é
mais efetiva.
O aumento da penetração transdérmica de anestésicos e antiinflamatórios não-
hormonais investigados por McElnay et al. (1985) não foi intensificado pelo uso de US. Os
autores sugerem que o efetivo negativo pode ser atribuído ao fármaco usado ou aos
parâmetros do aparelho. Esses mesmos autores, em 1993, analisaram a resposta
vasodilatadora ao metil-nicotinato, aplicado na pele do antebraço de voluntários pré-tratados
com US (modo contínuo, 1,0W/cm², 3 MHz) e US placebo por 5 minutos, utilizando gel de
acoplamento comum (McELNAY et al., 1993). A vasodilatação foi quantificada através da
medida do fluxo sangüíneo cutâneo por meio de um Velocímetro Doppler a Laser (LDV), a
intervalos de um minuto, por uma hora ou até que o fluxo sangüíneo retornasse aos valores
prévios ao tratamento. Os resultados obtidos demonstram que o pré-tratamento da pele com o
US induziu a um aumento significativo da absorção transcutânea do metil-nicotinato. Os
autores sugeriram que o mecanismo de ação pelo qual o US facilita a penetração transcutânea
de drogas é a alteração estrutural da pele, desordenando as cadeias lipídicas nos canais
intercelulares de sua camada córnea; no entanto, não realizaram mensuração do fluxo
sangüíneo após a aplicação do US e do placebo, antes da aplicação do vasodilatador, para
descartar a possibilidade de as alterações do fluxo sangüíneo terem sido causadas por esses
agentes.
37
Mitragotri et al. (1995) investigaram a penetração transcutânea de proteínas – insulina,
interferon e eritropoetina – induzida pelo US de baixa intensidade. Devido ao seu alto peso
molecular, essas proteínas são virtualmente incapazes de penetrar na pele. Inicialmente, os
autores mensuraram a permeabilidade da pele a essas proteínas in vitro, utilizando epiderme
de cadáveres para separar um compartimento doador e um receptor. O US (pulsado a 100ms,
intensidade entre 12,5 e 225mW/cm², freqüência de 20 KHz, aplicação por quatro horas) foi
mantido no compartimento doador, preenchido com uma solução da proteína, enquanto a
concentração das proteínas no compartimento receptor foi mensurada de hora em hora por
meio de radioimunoensaio (RIA) e pelo método imunoenzimático (ELISA). Os autores
constataram que o US levou a uma significativa penetração transcutânea das três proteínas, já
na primeira hora do tratamento. Esses mesmos autores têm apresentado na literatura estudos
avaliando a transmissão de diferentes drogas, com resultados contraditórios: em alguns casos,
o US apresenta resultados; em outros, o resultado mostra-se pífio.
Asano et al. (1997) investigaram os efeitos do US (1MHz, modos contínuo e pulsado,
intensidade entre 0,5 e 2,5W/cm², aplicações de 10 a 19 minutos) na absorção transcutânea de
um antiinflamatório não hormonal, a indometacina, em ratos. Os autores aplicaram uma
pomada contendo 1% de indometacina, cobriram com um filme plástico e aplicaram US com
gel comum sobre o filme. Um grupo controle foi tratado com procedimento placebo, sem a
aplicação do transdutor ultra-sônico. Amostras de sangue foram coletadas dos ratos em
intervalos de uma hora até quatro horas após o tratamento e foram analisadas através de
cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Houve aumento significativo na penetração
transcutânea de indometacina com o US pulsado para os seguintes conjuntos de parâmetros:
a) pulsado 1:2, 1,0W/cm², 15 minutos; b) pulsado 1:2, 2,0W/cm², 10 minutos; e c) pulsado
1:4, 2,5W/cm², 10 minutos. Em b) e c), detectou-se aumento da temperatura hipodérmica
proporcional à intensidade do US, conforme medidas feitas com um termistor. O exame
38
histológico da pele mostrou que, em a), não houve alterações na epiderme, derme e
hipoderme; em b), houve atrofia e necrose da epiderme e, em c), somente atrofia da epiderme.
Com o US contínuo, também houve aumento significativo na penetração transcutânea
de indometacina para as seguintes configurações: a) 0,5W/cm², 10 minutos de aplicação; e b)
1,0W/cm², mesmo período de aplicação. Em a), não houve aumento de temperatura, nem
qualquer dano tecidual. A absorção da indometacina foi maior em b), mas houve atrofia da
epiderme.
El-Hadidi; El-Garf (1991) realizaram um estudo duplo-cego comparando a utilização
de Voltaren Emulgel
®
com o gel de acoplamento comum, durante sessões de US (contínuo,
1,0W/cm², 10 minutos) no tratamento de condições dolorosas traumáticas localizadas, em 120
pacientes com dor de grau moderado a grave. Os pacientes foram separados aleatoriamente
para que o grupo de tratamento com Voltarem Emulgel
®
e o grupo de tratamento com gel
comum recebessem sessões de US três vezes por semana, durante quatro semanas. Eles foram
avaliados quanto à sensibilidade à pressão, dor ao movimento passivo, dor em repouso e dor
ao movimento ativo. Foi obtida melhora estatisticamente significativa em ambos os grupos de
tratamento, ao final da primeira semana, na maioria dos critérios da avaliação. Durante todo o
período do estudo, os resultados da avaliação foram significativamente melhores para o grupo
com antiinflamatório. O tratamento foi interrompido prematuramente em 60% dos pacientes
tratados com Voltarem Emulgel
®
, devido à cura completa do processo, contra 15% no grupo
tratado com o gel comum. Os resultados desse estudo sugerem fortemente que a utilização de
Voltarem Emulgel
®
, como meio de acoplamento para o tratamento com o US, é mais eficaz
que o gel.
Parizotto et al (2003) compararam a eficácia de tratamento da aplicação tópica de
hidrocortisona, US e sonoforese no processo de reparo do tendão calcâneo de ratos após
tenotomia. No 13° dia, os ratos foram sacrificados e os tendões removidos. Para análise, foi
39
utilizada a técnica de microscopia de luz polarizada com o propósito de investigar e medir a
organização das fibras de colágeno. O grupo tratado com hidrocortisona tópica apresentou
resultados similares ao tratado por sonoforese. Estes autores sugeriram que as pesquisas
envolvendo o uso de sonoforese para tratamento de desordens músculo-esqueléticas
apresentem critérios mais estabelecidos, a fim de que se tornem mais confiáveis.
Em resumo, embora o US venha sendo amplamente usado na fisioterapia, associado
com vários agentes antiinflamatórios, alguns autores discutem a eficácia da sonoforese, bem
como os parâmetros mais indicados de US para esse método de aplicação (GAM;
JOHANNSEN, 1995; VAN DER WINDT et al. 1999; ROBERTSON; BAKER, 2001).
40
4 MATERIAL E MÉTODOS
4.1 Sujeitos
Participaram do estudo seis (6) voluntários, sadios, masculinos, universitários com
idade entre 18 e 30 anos (média de 24 anos) e IMC normal. É importante ressaltar que, no
início do trabalho, haviam sido selecionados 22 voluntários, pacientes que esperavam por
tratamento fisioterapêutico desportivo na Clínica Escola da Faculdade Assis Gurgacz (FAG).
Através de palestras foi explicado o caráter da pesquisa, esclarecidas as dúvidas e
enfatizada a importância da colaboração de cada voluntário para o projeto, porém ao ser
iniciado o trabalho prático, apenas seis voluntários compareceram e aceitaram participar.
Todos estavam cientes e de acordo com os procedimentos do estudo segundo o Termo de
Consentimento Livre e Esclarecido (Anexo I).
Os critérios de inclusão para a participação do estudo foram:
Ser do sexo masculino;
Apresentar idade entre 18 a 30 anos à época das medições;
Abstenção de medicamentos, chás, café, chocolate e bebidas alcoólicas (nos três dias
anteriores ao procedimento experimental); isto porque substâncias como a cafeína,
presente em medicamentos e nestes alimentos, podem alterar os valores das
concentrações plasmáticas de diclofenaco no plasma;
Índice de massa corporal (IMC) entre 18,5 a 25 (valores considerados normais);
Ausência de doença sistêmica (rim, coração, hepática ou outras);
Não apresentar contra-indicação para qualquer procedimento da pesquisa.
Foram critérios de exclusão a discordância em relação a qualquer dos critérios de
inclusão explicitados, bem como a desistência do voluntário em qualquer etapa da pesquisa.
41
A pesquisa foi realizada no setor de eletrotermofototerapia da Faculdade Assis
Gurgacz/FAG, campus Cascavel/PR, utilizando um aparelho de US Sonacel Dual (marca
Bioset), com freqüências de operação de 1 e 3 MHz (Anexo II), devidamente calibrado e
aferido na IBMED em Cascavel/PR (Anexo X).
Foi realizada a aplicação de Sonoforese na forma placebo, pulsada e contínua sempre
no mesmo grupo de indivíduos, para minimizar os efeitos das propriedades individuais da
pele. O trabalho foi realizado em uma sala climatizada (temperatura ambiente), sendo adotado
como local de aplicação o terço médio anterior de antebraço, cerca de 10cm abaixo da fossa
olecraniana do cotovelo, em uma área de aplicação de 16cm² (conforme Anexos III e IV).
Com a pele devidamente limpa, seca e desprovida de pêlos foi realizada a aplicação de
cerca de vinte gramas (20g) de diclofenaco dietilamônico gel medido em uma seringa e
confirmado em uma balança digital de precisão da marca TOLEDO (Anexo VI), para que
todos os voluntários recebessem a mesma quantia de medicamento tópico.
As aplicações foram realizadas uma vez por semana, com intervalos de uma semana
entre aplicações. Assim, num dia da semana foi feita a aplicação no modo pulsado; somente
uma semana depois, foi feita a aplicação no modo contínuo e, após mais uma semana,
efetuou-se a aplicação no grupo placebo. Os voluntários foram dispostos da seguinte forma:
a) Grupo Pulsado: aplicação do US com os seguintes parâmetros: 3MHz, pulsado
(100Hz) a 20%, 0,8W/cm
2
, 5 minutos de aplicação, pomada tópica emulgel como meio de
acoplamento;
b) Grupo Contínuo: 3MHz, contínuo, 0,8W/cm
2
, 5 minutos de aplicação, pomada
tópica emulgel como meio de acoplamento;
c) Grupo Placebo: aplicação da pomada tópica emulgel como meio de acoplamento
com o aparelho de US desligado.
42
Com a ajuda de uma enfermeira e auxiliares de enfermagem e com o apoio logístico
de coleta sanguínea (LABORATÓRIO ÁLVARO – Análises Químicas, setor de
Toxicologia), todos os pacientes foram separados em boxes individuais de atendimento, onde
estavam disponíveis os materiais descartáveis, como: seringas, Scalp (material médico
hospitalar utilizado para manter a via aberta, facilitando a coleta sanguínea e administração de
medicamentos), álcool a 70%, algodão, esparadrapos e heparina (Anexo VIII). Todos os
voluntários passaram por criteriosa avaliação fisioterapêutica do estado geral de saúde e
receberam uma ficha controle de aplicação de Sonoforese (Anexo VII), na qual os
responsáveis pela aplicação de US anotavam o exato horário de aplicação e os horários de
coleta sanguínea.
O setor de enfermagem ficou responsável para a colocação do SCALP em região
anterior de cotovelo e organização de todos os materiais necessários (Anexo V).
A coleta sanguínea (5mL) foi realizada nos seguintes tempos pós-aplicação de
sonoforese: 30 minutos (0,5), uma hora (1,0), uma hora e meia (1,5), duas horas (2,0), duas
horas e meia (2,5), três horas (3,0) e três horas e meia (3,5), obedecendo assim, o tempo de
meia vida do diclofenaco dietilamônico.
Foi utilizado o seguinte protocolo de aplicação e coleta sanguínea:
1) Cada voluntário foi alojado em seu box, devidamente identificado, com ficha de
controle e pele limpa com álcool a 70%;
2) Demarcação do local de aplicação de US, 10cm abaixo e anterior a fossa
olecraneana em uma área de 16cm²;
3) Colocação do scalp em região de cotovelo, pelo setor de enfermagem;
4) Medição de 20mL de diclofenaco dietilamônico emulgel em uma seringa de
40mL, totalizando aproximadamente 20g, valor confirmado em balança de precisão;
5) Aplicação do US (Sonoforese);
43
6) Anotação, na ficha de controle, do horário de aplicação e próximos horários para
coleta;
7) Realização da coleta sanguínea correspondente a cada aplicação;
8) Alocação do material em local apropriado e refrigerado pelos técnicos
farmacêuticos do LABORATÓRIO ÁLVARO;
9) Preparação do plasma para análise no HPLC;
10) Coleta de dados e análise estatística;
Técnicos farmacêuticos, cedidos pelo Laboratório ALQMA, ficaram responsáveis pela
coleta do material sanguíneo, refrigeração desse material e todos os procedimentos de preparo
para análise da concentração do fármaco.
Para medir as concentrações plasmáticas do diclofenaco dietilamônico, utilizou-se a
técnica HPLC – Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (alta intensidade) - Anexo IX.
4.2 Materiais Utilizados
1) Aparelho de US Sonacel Dual Digital da marca IBRAMED;
2) Seringas descartáveis, estéril-atóxica-apirogênica de 10 e 40mL da marca INJEX;
3) Heparina sódica (Parinex) 5000 u.i./mL, Hipolabor de 5mL;
4) Diclofenaco Dietilamônico gel (Clorafen) 60 gramas, marca Royton;
5) Álcool 70%;
6) Tubos de ensaio BD de 10mL;
7) Esparadrapos;
8) Soro fisiológico;
9) Scalp para infusão endovenosa número 25 G, da marca Embramed;
10) Algodão da marca Cremer.
44
4.3 Metodologia da Análise Sangüínea através da Cromatografia Líquida de alta
eficiência (HPLC)
Reagentes: diclofenaco de sódio, ácido orto-fosfórico, ácido acético glacial, acetato de
sódio foram provenientes da Sigma (St. Louis, EUA).. O grau analítico e a acetonitrila, o
hexano, o isopropanol, todos solventes, grau HPLC, foram provenientes da Merck
(Darmstadt, Alemanha). Toda água utilizada durante o experimento foi obtida em sistema de
purificação Milli-Q
(Waters, EUA).
4.4 Preparação das Soluções - Estoque e Soluções – Padrão Soluções - Estoque e Soluções
- Padrão de Diclofenaco
A solução - estoque de diclofenaco sódico foi preparada em metanol, na concentração
de 0,1 mg mL
-1
. A partir dessa solução, foram preparadas as soluções padrões nas
concentrações 2000, 1600, 1200, 800, 400, 160, 80 e 40 ng por mL de metanol.
4.5 Equipamentos
O sistema HPLC, empregado na análise do diclofenaco foi constituído por um
cromatógrafo Shimadzu (Kyoto, Japão), modelo LC-2010AHT com detector por UV,
operando a 278 nm. Para registrar e integrar os picos, foi empregado o software LC Solution
1.11. A separação cromatográfica do diclofenaco foi obtida em coluna de fase reversa
Shimpack ODS com partículas de 5µm (250 x 4mm) protegida por coluna de guarda
Lichrospher
100 C18 Merck (Darmstadt, Alemanha), partículas de 5µm (4 x 4 mm). A fase
móvel que eluiu pelo sistema foi composta de água:metamol (90:10) (v/v), na vazão de
0,8mL/min.
45
4.6 Métodos
4.6.1 Análise do diclofenaco em plasma
A análise cromatográfica foi realizada de acordo com o método descrito e validado por
Giagoudakis e Markantonis (1998). A um volume de 225µL de plasma foram adicionados 500
µL de solução de ácido orto-fosfórico 2,5M e 1,5mL do solvente de extração
hexano:isopropanol (8:2). A extração do diclofenaco foi viabilizada mediante agitação em
vortex por 2,5 minutos, seguida de centrifugação a 1800 g por 10 minutos. Após essa
extração, a fase orgânica foi separada e concentrada a vácuo até secura. O resíduo obtido foi
retomado em 250µL de fase móvel, dos quais 20µL foram submetidos à análise
cromatográfica.
4.7 Análise Farmacocinética
A disposição cinética do diclofenaco foi avaliada através do modelo
monocompartimental e cinética de primeira ordem. Os parâmetros farmacocinéticos foram
calculados com base nas concentrações plasmáticas obtidas após dose única.
As concentrações plasmáticas máximas (C
max
) e os tempos para atingir a C
max
(t
max
) e
as áreas sob as curvas de concentrações plasmáticas versus tempo (AUC
0-∞
) foram
determinadas empregando-se o software PK Solution 2.0 (SUMMIT RESERCH SERVICES,
1999, EUA).
46
4.8 Análise Estatística
Os testes estatísticos foram realizados com o emprego do Graphpad Instat
®
3.0 para
obtenção da mediana, média e intervalo de confiança (IC 95%).
Os dados foram analisados com o auxílio de teste ANOVA não paramétrico (Kruskal-
Wallis) para dados não pareados. Testes paramétricos podem ser aplicados quando todos os
grupos sob análise apresentam distribuição normal e variâncias semelhantes. Embora este seja
o caso do presente estudo, optou-se por realizar o teste não-paramétrico, pois o número de
amostras em cada grupo não é suficiente para que se tenha certeza sobre o caráter normal da
distribuição.
4.9 Parâmetros de US utilizados na pesquisa
• Freqüência (Hz):
Nesse estudo, optou-se pela utilização de uma freqüência de 3MHz, pois, como citado
anteriormente, sabe-se que freqüências mais baixas levam a uma maior penetração, enquanto
valores mais elevados possuem menor poder de penetração. Observe-se que a penetração mais
profunda não gera necessariamente maior efetividade, já que, na Sonoforese, os efeitos
terapêuticos ocorrem na derme e na epiderme (LOW e REED, 2001).
Benson et al. (1988) relatam que o US nas freqüências de 1,5 e 3MHz mostra-se mais
efetivo na absorção de anestésico local do que à freqüência de 0,75Hz.
• Modo de emissão de corrente (contínuo e pulsado):
Como o objetivo da pesquisa foi comparar os modos de emissão de corrente na absorção
de diclofenaco dietilamônico, foi utilizado, no estudo, o modo contínuo e o modo pulsado
47
(100Hz, a 20%). O modo pulsado com uma freqüência de repetições de pulso de 100Hz, é o
modo mais utilizado na rotina clínica porque permite maior efeito mecânico do que térmico.
Benson et al. (1988) utilizaram, em seus estudos, energias contínuas e pulsadas para
produzir anestesia na derme com creme EMLA, sendo que o modo pulsado pareceu ser mais
efetivo.
Diversos estudos têm demonstrado que o modo pulsado, com ciclo de trabalho
reduzido, é mais eficaz na permeabilidade de certas substâncias (FENG et al., 1999).
No modo contínuo a geração da onda ultra-sônica permanece constante durante todo o
tempo, enfatizando o efeito térmico. Nessa modalidade, ocorre efeito direto sobre os
capilares, arteríola e vênulas, fazendo com que todos dilatem (LOW; REED, 2001).
• Intensidade (W/cm²):
Como a intensidade não foi um parâmetro mensurável nesse estudo, utilizou-se o valor
de 0,8W/cm² que, segundo Longo e Fuirini (2002), corresponde a uma intensidade média,
evitando sensações desagradáveis durante a aplicação.
• Tempo de aplicação (área/ERA):
Para determinar o tempo de aplicação, dividiu-se a área de tratamento pelo ERA (área
efetiva de radiação) do cabeçote de US. Dividindo-se a área de aplicação de 15cm² pelo ERA
de 3,5cm², obteve-se a razão aproximada de 4,3, definindo-se o tempo de aplicação como
cinco minutos.
48
5 RESULTADOS
A Figura 5 apresenta um exemplo de cromatograma da análise do diclofenaco em
plasma.
Figura 5: Exemplo de cromatograma da análise do diclofenaco em plasma.
Fonte: Laboratório Álvaro, 2006.
Os dados de C
max
(concentração máxima de diclofenaco) foram obtidos após análise do
plasma dos voluntários, através da cromatografia líquida de alta eficiência, utilizando o
software PK SOLUTION, que também forneceu os valores de t
max
e AUC
0-∞
.
As tabelas 2, 3, e 4 apresentam os resultados individuais dos parâmetros
farmacocinéticos (C
max
, t
max
e AUC
0-∞
) para o grupo placebo, pulsado e contínuo,
respectivamente.
mV
min
1 Det.A Ch1/276nm
49
Tabela 2: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Placebo
Voluntário C
max
(ng/mL) t
max
(h)
AUC
0-∞
(ng-h/mL)
V1 82 2,0 1757
V2 86 1,5 964
V3 93 1,5 1341
V4 88 1,5 787
V5 94 1,5 1897
V6 82 1,5 1582
Tabela 3: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Pulsado
Voluntário C
max
(ng/mL) t
max
(h)
AUC
0-∞
ng-h/mL
V1 90 2,0 1803
V2 90 2,0 1301
V3 101 2,0 614
V4 92 1,5 666
V5 85 1,5 658
V6 89 1,5 1606
Tabela 4: C
max,
t
max e
AUC
0-∞
para cada voluntário – Grupo Contínuo
Voluntário C
max
(ng/mL) t
max
(h)
AUC
0-∞
ng-h/mL
V1 101 2,0 909
V2 101 2,0 832
V3 103 2,0 2129
V4 112 2,5 702
V5 100 2,0 728
V6 101 1,5 355
Nas tabelas 5, 6 e 7, apresenta-se as análises comparativas entre os três grupos para
t
max
(h), C
max
(ng/mL) e AUC
0-∞
(ng–h/mL), com as respectivas, médias, medianas e intervalo
de confiança de 95%.
50
Tabela 5: Comparação entre os valores de t
max
para os três grupos experimentais
t
max (h)
Grupo Placebo Grupo Pulsado Grupo Contínuo
Mediana 1,5 1,75 2,0
Valor médio 1,58 1,75 2,0
IC 95 % inferior 1,5 1,5 1,5
IC 95 % superior 2,0 2,0 2,5
P = 0,064 (Kruskal-Wallis)
Tabela 6: Comparação entre os valores de C
max
para os três grupos experimentais
C
max
(ng/mL) Grupo Placebo Grupo Pulsado Grupo Contínuo
Mediana 87.0
a
90.0
ab
101.0
b
Valor médio 87.5 91.16 103.0
IC 95 % inferior 82.03 85.55 98.25
IC 95 % superior 92.96 96.77 107.74
P = 0,005 (Kruskal-Wallis); letras diferentes para as medianas indicam
diferença significante; para a comparação Placebo x Contínuo, P < 0,01
Tabela 7 Comparação entre os valores de AUC
0-∞
para os três grupos experimentais
AUC
0-∞
( ng–h/mL)
Grupo Placebo Grupo Pulsado Grupo Contínuo
Mediana 1461.5 984.0 780.0
Valor médio 1388.0 1108.0 942.5
IC 95 % inferior 924.25 550.6 300.59
IC 95 % superior 1851.7 1665.4 1584.4
P = 0,278 (Kruskal-Wallis)
A figura 6 representa as curvas médias de concentrações plasmáticas (ng/mL) de
diclofenaco versus tempo (h) para os grupos placebo, pulsado e contínuo, com as respectivas
barras de erro.
51
0
20
40
60
80
100
120
01234
Tempo (h)
Concentração (ng/mL)
Grupo Placebo
Grupo Pulsado
Grupo Contínuo
Figura 6: Curvas de concentrações plasmáticas de diclofenaco em função do tempo.
52
6 DISCUSSÃO
A utilização de voluntários humanos saudáveis aproxima o estudo da prática clínica,
permitindo quantificar fielmente a massa de diclofenaco presente no plasma (SIOUFI et al.,
1994; HAMED et al., 1994; MULLER et al., 1997; HUI et al., 1998; SENGUPTA et al.,
1998). Por outro lado, o estudo dos diferentes modos de aplicação no mesmo grupo de
voluntários minimiza a variabilidade entre os indivíduos, diminuindo as diferenças das
propriedades individuais da pele.
Quando se analisa o parâmetro C
max
(concentração máxima do fármaco no plasma)
entre os grupos experimentais, observa-se que o grupo contínuo apresentou diferença
significativa em relação aos grupos pulsado e placebo (Tabela 6).
O grupo contínuo apresentou C
max
média de 103ng/mL (IC 98,25-107,74), enquanto o
grupo placebo teve média 87,5ng/mL (IC 82,03-92,96) e o grupo pulsado 91,16ng/mL (IC
85,55-96,77). Estes resultados sugerem que o modo contínuo de emissão de corrente mostrou-
se mais eficaz na facilitação da penetração de droga de uso tópico, enquanto o modo pulsado
apresenta resultado intermediário.
No grupo contínuo, ocorreram níveis de concentração próximos e até superiores a
100ng/mL, corroborando o estudo realizado por Radermacher et al. (1991); neste trabalho, os
autores concluíram que o diclofenaco é relativamente potente quando comparado com outros
antiinflamatórios não-esteroidais, e concentrações plasmáticas na ordem de 100ng/mL
sugerem associação aos efeitos terapêuticos da droga.
O parâmetro t
max
indica diferença entre o grupo placebo e o contínuo, porém com
baixa significância estatística (0,05<p<0,10) (Tabela 5). Por se tratar de aplicação única (dose
única) e não um tratamento com aplicações diárias e contínuas, esse resultado pode ter sido
53
comprometido, assim como o quesito AUC
0-∞
(medida da extensão da absorção do fármaco)
onde não foi observada diferença significativa entre os grupos (Tabela 6).
Asano et al (1997) investigaram, em ratos Wistar, a influência do US na penetração
transdérmica de indometacina, um antiinflamatório não-esteroidal, também utilizando HPLC
como método de avaliação. Durante um período de 4 horas de tratamento, a absorção média
do fármaco foi quase duas vezes maior no grupo tratado com o US contínuo (com freqüência
de 1 MHz, intensidade de 0,5W/cm² e aplicação por 10 minutos) do que no grupo controle.
Após 1 hora do tratamento, a absorção média do diclofenaco sódico foi 2,2 vezes maior no
grupo tratado do que no grupo controle, caindo, progressivamente, nos períodos posteriores.
Rosin et al (2003) utilizaram voluntários humanos, aplicando US contínuo como pré-
tratamento da pele para aplicação de hidrocortisona tópica. Primeiramente, utilizaram o US na
forma contínua e, após um mês de intervalo, realizaram o mesmo procedimento, porém com o
US desligado (placebo), utilizando o HPLC como forma de aferir medidas da droga. O grupo
com pré-tratamento com US ligado apresentou maiores níveis de diclofenaco sódico
sanguíneo quando comparado ao grupo placebo, com estatística significativamente mais
elevada da droga tópica nos tempos de 60 e 120 minutos pós-irradiação com US. No presente
trabalho, obtivemos a maior diferença na concentração (também a favor do modo contínuo)
para tempos entre duas e três horas após a aplicação.
Giagoudakis; Markantonis (1998) utilizaram o método cromatográfico em seus
estudos. Utilizando diclofenaco oral (50mg) em voluntários sadios, obtiveram concentração
máxima de 743ng/mL no sangue, valor cerca de oito vezes mais alto do que as concentrações
máximas encontradas no presente estudo. Isso comprova que a via oral gera maiores níveis de
fármaco no sangue, o que em muitos casos pode constituir-se numa agressão ao sistema
digestório.
54
Poucos estudos buscam avaliar diferenças nos modos de emissão de corrente na
utilização da sonoforese; a grande maioria dos trabalhos limita-se a comparar um modo de
emissão de corrente versus grupo placebo.
Caigne et al. (2003) realizaram sonoforese com Ketoprofen gel em 29 pacientes com
desordem de joelho e necessidade de artroscopia, divididos em 3 grupos: A (US, contínuo,
1,5W/cm², 5 minutos), B (US, pulsado, 100Hz, 20%, 1,5W/cm², 5 minutos) e C (placebo).
Através do HPLC, concluíram que o modo pulsado foi o mais eficaz para a sonoforese.
Na literatura, encontra-se estudos recentes relacionados aos diferentes modos de
emissão de corrente em sonoforese, utilizando como método de avaliação a técnica
fotoacústica.
A técnica fotoacústica tem sido empregada por sua praticidade, uma vez que, na
maioria dos casos, dispensa a preparação prévia da amostra (PUCCETI; LEBLANC, 1996).
Além disso, por ser uma técnica não destrutiva, permite o acompanhamento da mesma
amostra quando submetida a tratamentos químicos, térmicos, físicos e outros. Assim, a
técnica fotoacústica tem sido utilizada na caracterização da pele humana, bem como no estudo
de penetração dos fármacos de uso tópico através da pele, tanto in vitro como in vivo (ANJOS
et al., 2005; ROMPE et al., 2005; SEHN et al., 2003).
Barja, Acosta-Avalos e Rompe (2005) aplicaram topicamente diclofenaco
dietilamônio em voluntários humanos sob duas formas: sonoforese (3MHz, modo contínuo,
intensidade de 0,5W/cm²) e massagem. A análise das medidas fotoacústicas efetuadas
mostrou que a sonoforese no modo contínuo apresentou maior concentração relativa do
medicamento na pele; no entanto, medidas adicionais não mostraram diferença
estatisticamente significante entre US contínuo e pulsado.
Barja, Veloso e Avalos (2007) também utilizaram a técnica fotoacústica para avaliar
16 voluntários do sexo feminino sob aplicação de sonoforese no modo contínuo com o
55
aparelho ligado e desligado (placebo, aplicação apenas por fricção do cabeçote); neste
trabalho, os resultados não mostraram diferença significante entre a absorção do fármaco na
pele com e sem o uso do ultra-som.
Na verdade, o mecanismo de atuação da sonoforese na otimização da penetração de
drogas de uso tópico ainda não é bem conhecido e compreendido. Segundo Haar (1987), o
calor e a cavitação são os mecanismos que causaram a maioria dos efeitos terapêuticos do US.
Todavia, os mecanismos de ação não estão totalmente esclarecidos.
Na sonoforese, esses dois
mecanismos são alvos de constantes estudos, tentando explicar a facilitação da penetração
transcutânea de medicamentos na pele.
De acordo com Byl (1995), tanto os efeitos térmicos como os efeitos mecânicos têm
sido considerados eficazes para a penetração de drogas aplicadas topicamente. Diversas
hipóteses são aceitas:
• Aumento da temperatura causada pelo US na pele causa dilatação dos folículos
pilosos e aumento da circulação da área irradiada. Esse aquecimento faz com que ocorra um
aumento da energia cinética nas moléculas da droga e na membrana celular, favorecendo a
difusão das moléculas da droga através da camada córnea, sendo captada pela rede de
capilares da derme (BYL, 1995);
• A cavitação do US (efeito não térmico) provocaria um desarranjo na camada córnea
da pele (WUET et al., 1998). Essa tese corrobora com Junqueira; Carneiro (1999) os quais
afirmam que a baixa permeabilidade da pele é atribuída a estrutura ordenada dos
queratinócitos presentes na camada córnea.
Tomando como base pesquisas realizadas por Asano et al. (1997), não havendo
aumento do fluxo sangüíneo com o conseqüente aumento da temperatura, parece mais
provável que a cavitação seja o principal mecanismo que facilita a penetração transcutânea do
diclofenaco sódico.
56
No trabalho de Barnett et al. (1994), a cavitação é vista como a responsável pela maior
parte dos efeitos biológicos. Esse trabalho relata a possibilidade de um UST pulsado na
intensidade de 0,5W/cm² promover efeitos benéficos em reparação de tecidos, devido ao
mecanismo de cavitação. No entanto, os autores chamam a atenção sobre a necessidade de
pesquisas para se determinar o controle deste mecanismo.
Para Weimann et al., (2002), a cavitação não é o único mecanismo que pode explicar a
sonoforese; também ocorre uma força adicional mecânica, a pressão de radiação na difusão
através da pele. No entanto, tendo como referência os achados de Cagnie et al. (2003), Rosim
(2003) e Asano et al. (1997), o mecanismo de cavitação parece ser a causa mais plausível para
os efeitos observados.
Pela análise dos resultados obtidos no presente estudo, o US aplicado no modo
contínuo gerou maiores concentrações plasmáticas de diclofenaco dietilamônio, sugerindo
que esse modo de aplicação facilita a penetração deste fármaco na pele.
O estabelecimento de métodos e protocolos de aplicação consistentes e atuais deve ser
uma meta a ser buscada continuamente para que trabalhos sobre o US e a sonoforese
mostrem-se cada vez mais confiáveis.
57
7 CONCLUSÃO
Os resultados obtidos no presente estudo sugerem que o modo contínuo de emissão de
corrente ultra-sônica gerou maiores níveis plasmáticos de diclofenaco, quando comparado ao
grupo placebo e à forma pulsada de emissão de corrente, através da análise de sua
concentração máxima no plasma (parâmetro C
max)
. A interação entre a cavitação e os efeitos
térmicos parecem ser os mecanismos utilizados pelo ultra-som na facilitação da penetração
transcutânea de drogas de uso tópico.
É importante observar que o presente trabalho insere-se no contexto mais amplo da
investigação de diferentes medicamentos topicamente aplicados por massagem e/ou
sonoforese, com diferentes resultados. Isto parece indicar que a forma mais adequada de
aplicação varia conforme o medicamento aplicado, e não haveria um protocolo universal
capaz de garantir a melhor penetração para qualquer medicamento.
Deste modo, deve-se ressaltar a necessidade de novas pesquisas referente ao assunto,
principalmente investigando e comparando os diversos parâmetros de aplicação do US, como:
freqüência do transdutor (1 e 3MHz), intensidade (W/cm²), tempo de aplicação (em minutos)
e modo de emissão de corrente (contínua e pulsada, em diferentes freqüências e porcentagens
de pulsação).
58
REFERÊNCIAS
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65
ANEXO A: TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO
Nome da pesquisa: Comparação dos modos de emissão de corrente na sonoforese, através da
medição dos níveis de diclofenaco sódico sanguíneo.
AUTOR: Professor Especialista Luiz Orestes Bozza.
Fones para contato: (45) 3223 6671, (45) 9922 5013.
Orientador: Prof. Dr. Paulo Roxo Barja
Fones para contato: (12) 3947-1108
Eu, ________________________________________________, RG___________________, declaro
estar de acordo com a participação no estudo, de livre e espontânea vontade.
Objetivo: A presente pesquisa de mestrado da Universidade do Vale do Paraíba, tem como objetivo
comprovar em qual modo de emissão de corrente (contínua ou pulsada) ocorre maiores concentrações
plasmáticas de pomada tópica medicamentosa utilizando US terapêutico.
A bibliografia encontrada é muito conflitante, onde certos autores relatam que o modo pulsado é o
mais indicado e outros autores afirmam que o modo contínuo em altas freqüências possui uma maior
absorção do agente farmacológico.
O US é um aparelho termoterapêutico amplamente utilizado na fisioterapia e na medicina do esporte,
para o tratamento de uma ampla variedade de condições, em especial: traumas, patologias
musculoesqueléticas e reumáticas. Efeitos benéficos têm sido demonstrados, por exemplo, no
tratamento de úlceras varicosas (DYSON, 1988), reparação tendinosa (BAROOS, 2001) e na
facilitação da penetração transcutânea especialmente corticosteróides (BYL et al,. 1993),
vasodilatadores (MCELNAY et al., 1993) e indometacina (ASANO et al., 1997).
Sonoforese ou fonoforese é a utilização da energia ultra-sônica com a finalidade de facilitar a
penetração transcutânea de drogas de uso tópico e tal procedimento têm demonstrado ser eficaz na
penetração de diversas drogas (medicamentos). Em muitos casos essa técnica tem apresentou maior
eficácia do que a administração por via oral e intramuscular, por diminuir em muito a agressão do
sistema digestório.
PROCEDIMENTO METODOLÓGICO: Será realizada uma pesquisa de campo do tipo
experimental/exploratória, utilizando voluntários (n: 06), que devem obedecer aos seguintes critérios
de inclusão:
Sexo masculino, idade entre 18 a 30 anos:
Sem ingesta de medicamentos, chás, café, chocolate, bebidas alcoólicas (3 dias antes do
procedimento);
Índice de massa corporal (IMC) compreendendo valores normais entre 18,5 a 25;
Sem qualquer doença sistêmica (rim, coração, hepática...);
Sem contra-indicação para qualquer procedimento da
A resposta afirmativa a qualquer um dos itens do questionário ou a presença de solução de
continuidade na pele será adotada como critério de exclusão.
A pesquisa será realizada no setor de eletrotermofototerapia da Faculdade Assis Gurgacz/FAG, com a
utilização de um aparelho de US devidamente calibrado e aferido. A população utilizada constará de
66
indivíduos que procuram atendimento na clínica de fisioterapia da FAG, e as coletas supervisionadas
pelo Farmacêutico Bioquímico Dr. Fabiano Mateus (Laboratório Álvaro de análises químicas) e
auxílio de Técnicos em Farmácia e Enfermagem.
Após a escolha dos pacientes, será explicado o caráter da pesquisa e enfatizada a importância da
colaboração de cada voluntário com o projeto. Antes da realização das medidas, os voluntários farão a
leitura e assinatura do consentimento livre e esclarecido, passando por criteriosa avaliação física e do
estado geral de saúde.
O trabalho será realizado em uma sala à temperatura ambiente. O local de aplicação da sonoforese será
em região anterior de antebraço, em uma área de 16 cm
2
, cerca de 10 cm abaixo e anterior à fossa
olecraniana do cotovelo, pele devidamente limpa e com aplicação de cerca de 5 gramas de diclofenaco
sódico gel medido em uma seringa (confirmado em balança de precisão).
Após colocação de SCALP em região de fossa olecraneana, pelo setor de enfermagem, será aplicado
US pelo método de sonoforese.
As coleta sanguíneas serão realizadas imediatamente após a aplicação de sonoforese, nos tempos 30
minutos, 1 hora, 1 hora e meia, 2 horas, 2 horas e meia, 3 horas e 3 horas e meia.
As amostras sanguíneas dentro de cada tempo, serão analisadas no HPLC (cromatografia líquida de
alta eficiência), quantificando os níveis de massa plasmática de diclofenaco sódico.
Os participantes formarão somente um grupo e as aplicações serão realizadas, uma vez por semana,
com intervalos de uma semana, sendo dispostos da seguinte maneira:
Grupo placebo: aplicação com o aparelho de US desligado.
Grupo pulsado: 3 MHz, pulsado 100 hz a 20%, 0,8 W/cm
2
, 5 minutos de aplicação, acoplamento do
cabeçote com gel medicamentoso (diclofenaco) e mesmo local de aplicação
Grupo contínuo: parâmetros de US, 3 MHz, contínuo, 0,8 W/cm
2
, acoplamento do cabeçote com gel
medicamentoso (diclofenaco), 5 minutos de aplicação em região dorsal de antebraço.
Todos os dados serão coletados, comparados e analisados estatisticamente para que se possa
determinar em qual modo de emissão de corrente ocorreu maiores níveis de diclofenaco sanguíneo.
Riscos: Risco mínimo, somente relacionado com a retirada de sangue para análise plasmática, onde
esse procedimento será realizado pelo Laboratório bioquímico Álvaro (Técnicos em Farmácia e
Enfermagem) para posterior análise, tudo sob a supervisão do Dr. Fabiano Mateus
Possuo também a garantia de receber resposta a qualquer pergunta ou esclarecimento de qualquer
dúvida acerca dos procedimentos e todos os demais assuntos relacionados à pesquisa e a liberdade de
retirar meu consentimento a qualquer momento do estudo sem que isso me traga prejuízo.
Terei a segurança de que não serei identificado e que se manterão caráter confidencial das informações
relacionadas com minha privacidade.
Possuo igualmente o compromisso de comunicar ao pesquisador responsável informações verdadeiras
e atualizadas sobre questões referentes ao projeto de pesquisa, ainda que este possa afetar a minha
vontade de continuar participando.
Através deste Termo de Consentimento Livre e Esclarecido fui informado de forma clara e detalhada,
livre de qualquer forma de constrangimento, dos objetivos, da justificativa, dos procedimentos e dos
desconfortos e benefícios do presente projeto de pesquisa.
Assinatura do pesquisador: ____________________________________________
Em seguida, assino meu consentimento.
Assinatura: ____________________________________________
Cascavel, _____de __________ de 2006.
67
ANEXO B: US
68
ANEXO C: LOCAL DE APLICAÇÃO DE SONOFORESE
69
ANEXO D: PROCEDIMENTO DE COLETA
70
ANEXO E: BALANÇA DE PRECISÃO DIGITAL DA MARCA ‘TOLEDO’
71
ANEXO F: FICHA DE CONTROLE DE COLETA SANGUÍNEA
FICHA DE CONTROLE PARA COLETA SANGUÍNEA
Nome:
End: Fone:
Sinais Vitais:
Pa:
Peso:
Fc:
Fr:
Altura
GRUPO PLACEBO ( ) GRUPO PULSADO( ) GRUPO CONTÍNUO ( )
Data da Coleta:
Horário de aplicação do US:
30 minutos (0,5):
1 hora (1,0):
1 hora e 30 minutos (1,5):
2 horas (2,0):
2 horas e 30 minutos (2,5):
3 Horas (3,0):
3 Horas e 30 minutos (3,5):
72
ANEXO G: MATERIAIS UTILIZADOS
73
ANEXO H: EQUIPAMENTO DE HPLC
74
ANEXO I: MANUTENÇÃO PREVENTIVA – APARELHO US
75
ANEXO J: AUTORIZAÇÃO DO COMITÊ DE ÉTICA DA UNIVAP
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