The effect of low-intensity pulsed ultrasound on rib fracture: An experimental study

Düşük yoğunluklu kesikli ultrasonun kaburga kırığı üzerindeki etkisi: Deneysel çalışma

Mustafa ÇALIK, Hıdır ESME, Saniye GÖKNİL ÇALIK, Gülten KARACA, Zümrüt Ela ARSLAN KASDOĞAN, Halim YILMAZ, Halil Ekrem AKKURT, İsmet TOLU, Hacı Hasan ESEN, Mustafa Cihat AVUNDUK

Abstract

Background: In this study, we aimed to investigate the effects of lowintensitypulsed ultrasound on rib fracture healing in a rat model.Methods: A total of 72 male Wistar-Albino rats were randomly dividedinto three equal groups. To induce a rib fracture, right thoracotomy wasperformed under general anesthesia and a 0.5-cm segment was removedfrom the fourth and fifth ribs. After 24 h of surgery, low-intensitypulsed ultrasound was implemented according to the groups. Group 1served as the control group for the observation of normal bone healing.Low-intensity pulsed ultrasound was applied at a dose of 20% (2 msnpulse-8 msn pause) 100 mW/cm2 and 50% (5 msn pulse-5 msn pause)200 mW/cm2 for six min, respectively in Group 2 and Group 3. Allsubjects were followed for six weeks. Eight animals from each groupwere sacrificed at two, four, and six weeks for further assessment.Histological alterations in the bone were examined.Results: Although there was no statistically significant differencein osteoblasts, osteoclasts, new bone formation, and lymphocytecount among the groups, histological consolidation was significantlyincreased by low-intensity pulsed ultrasound. While low-intensity pulsedultrasound induced osteoblastic, osteoclastic, and new bone formation, itinhibited lymphocyte infiltration.Conclusion: Low-intensity pulsed ultrasound, either at low or highdoses, induced the histological consolidation of rib fractures andinhibited lymphocyte infiltration. This effect was more prominentin the long-term and at higher dose with increased daily and totaladministration time. We, therefore, believe that accelerating the naturalhealing process in patients with rib fractures would enable to treat moreeffectively in short-term.

Özet

Amaç: Bu çalışmada, bir sıçan modelinde düşük yoğunluklu kesikli ultrasonun kaburga kırığı iyileşmesi üzerindeki etkileri araştırıldı. Çalışma planı: Toplam 72 erkek Wistar-Albino sıçan rastgele üç gruba ayrıldı. Kaburga kırığını oluşturmak için genel anestezi altında sağ torakotomi yapıldı ve dördüncü ve beşinci kaburgadan 0.5 cm’lik segment çıkarıldı. Ameliyattan 24 saat sonra gruplara göre düşük yoğunluklu kesikli ultrason uygulandı. Grup 1 kontrol grubu olup, normal kemik iyileşmesi gözlendi. Grup 2 ve Grup 3’e altı dakika boyunca sırasıyla %20 (2 msn pulse-8 msn pause) 100 mW/cm2 ve %50 (5 msn pulse-5 msn pause) 200 mW/cm2 düşük yoğunluklu kesikli ultrason uygulandı. Denekler altı hafta boyunca takip edildi. Her gruptan sekizer sıçan iki, dört ve altıncı haftalarda ileri tetkik için sakrifiye edildi. Kemikteki histolojik değişiklikler incelendi. Bulgular: Osteoblast, osteoklast, yeni kemik oluşumu ve lenfosit sayısında gruplar arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olmamasına rağmen, düşük yoğunluklu kesikli ultrason ile histolojik konsolidasyon anlamlı düzeyde arttı. Düşük yoğunluklu kesikli ultrason osteoblastik, osteoklastik ve yeni kemik oluşumunu uyarırken, lenfosit infiltrasyonunu inhibe etti. Sonuç: Düşük veya yüksek dozlarda düşük yoğunluklu kesikli ultrason, kaburga kırıklarının histolojik konsolidasyonunu uyardı ve lenfosit infiltrasyonunu azalttı. Bu etki, günlük ve toplam uygulama süresinin artırılmasıyla uzun dönem ve yüksek dozda daha belirgindi. Bu nedenle, kaburga kırığı olan hastalarda doğal iyileşme sürecinin hızlandırılmasının daha etkili ve kısa sürede tedavi sağlayabileceği kanısındayız.