Sehr hochfrequenter Ultraschall

Die Eindringtiefe der US-Welle wird mit steigender Frequenz deutlich reduziert (Abb. 2). Die sog. Halbwerttiefe (die Strecke, nach der sich die Intensität der US-Welle halbiert) bei US-Frequenzen von 1, 3 und 10 MHz beträgt beispielweise ca. 3, 1 und 0,3 cm. Je höher die US-Frequenz von da ab ist, desto oberflächlicher wird die eingeschallte Energie absorbiert. Diese physikalische Eigenschaft ist besonders dann wichtig, wenn eine gewisse Energie bevorzugt in der Dermis absorbiert werden muss, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Diese Eigenschaft wird auch bei diagnostischem US berücksichtigt, wo die höheren Frequenzen eingesetzt wurden.

Zelluläre und extrazelluläre Wirkungen der Schallwelle definieren letztendlich die klinischen Ergebnisse. Es wurde allerdings festgestellt, dass die erzielten biophysikalischen Wirkungen nicht nur intensitäts-, sondern auch frequenzabhängig sind. Hier werden nur einige Effekte kurz analysiert.

Je nach Frequenz und Intensität, können US-Wellen die Aktivitäten von Matrixmetalloproteinasen (MMP) entweder stimulieren oder reduzieren [11], was eine selektive Anwendung von solchen Wellen bei unterschiedlichen dermatologischen Problemen, wie beispielweise entzündlichen Hauterkrankungen und hypertrophen Narben, vermuten lässt. Tatsächlich ist eine erhöhte Produktion von MMP-1, -3 und -9 bei Akne ein sehr wichtiges pathophysiologisches Merkmal dieser Erkrankung [7], wobei eine Reduktion der MMP-Expression signifikant mit der Hautbildverbesserung korreliert [4]. Eine Überproduktion von MMP-9 durch Keratinozyten ist zumindest teilweise für eine epidermale Entzündung verantwortlich und scheint in die Pathophysiologie der atopischen Dermatitis involviert zu sein [19]. Eine langfristig erhöhte Produktion von MMP-2 und MMP-9 sind bekannte Merkmale von chronischen Wunden [12], wobei besonders MMP-9 für eine verzögerte Wundheilung verantwortlich zu sein scheint [20]. Eine Suppression von MMP-2 und eine Stimulation von MMP-9 korrelieren wesentlich mit einer klinischen Verbesserung von hypertrophen Narben [21]. Dies könnte so interpretiert werden, dass MMP-2 eine „pro-narbenbildende“ und MMP-9 eine „anti-narbenbildende“ Wirkung zeigen. Diese wichtigen Ergebnisse wurden durch Tanriverdi-Akhisaroglu et al. [25] bestätigt: Die höchste Konzentration von MMP-2 wurde dabei in Keloiden festgestellt, gefolgt von der Konzentration bei hypertrophen Narben, normaler Haut und atrophischen Narben.

Noch deutlicher wurde diese Frequenzabhängigkeit bei Hitzeschockproteinen (HSP): Bei Anwendung von gleichen Schallintensitäten kann sich z. B. die Aktivierung von Hsp72 bei verschiedenen US-Frequenzen um einige Größenordnungen unterscheiden [24], wobei die SHF-US-Frequenzen von 10 MHz die stärkste und langfristigere Wirkung auf HSPs zeigen. HSPs sind in verschiedene dermale Prozesse involviert [16], z. B. in Wundheilung und Narbenbildung [27]. Hsp72 ist ein molekulares Chaperon, welches für die Proteinkontrolle verantwortlich ist. Seine Expression ist in normal heilenden Wunden stark aktiviert, bleibt aber in chronischen Wunden signifikant unterdrückt [17], was die Modulation von Hsp72 zu einem potenziellem Ziel der Behandlung macht [1, 11].

Die überwiegende Konzentration der absorbierten US-Energie in der Dermis führt zu einem moderaten Temperaturanstieg in dieser Hautschicht, welche – wie immer bei milder Hyperthermie – eine lokale Erhöhung von endogenem Hyaluronan zur Folge hat [31]. Diese Ansammlung von Hyaluronan führt zu einer größeren Menge von gebundenem Wasser sowie zur lokalen Erhöhung des Turgors im Bindegewebe. Ähnliche Veränderungen kann auch die Modulation von MMP- und HSP-Expression im Gewebe hervorrufen. Das bildet die Grundlagen für die Anwendung des SHF-US zur Anti-Aging-Behandlung [10, 14].

Eine wichtige Eigenschaft der US-Wellen ist die Phonophorese (Verstärkung des transdermalen Transports von Wirkstoffen). Phonophorese wurde hauptsächlich für niederfrequente und physiotherapeutische US-Frequenzen untersucht, was auf fehlende klinische Anwendungen von SHF-US zurückzuführen ist. Eine signifikante (wobei auch niedrigere als bei niederfrequentem US) Verstärkung der Phonophorese bei Anwendung des US mit Frequenzen von 10 MHz und größer wurde in [2, 3] demonstriert. Trotzdem kann die Anwendung von SHF-US für Phonophorese in der Dermatologie und Ästhetik vorteilhaft sein. Das hat damit zu tun, dass niederfrequenter US in der Haut sog. „lokalisierte Transportregionen“ bildet, die lediglich einen Bruchteil der Hautfläche abdecken. Daraus resultiert ein stark heterogenes fleckenförmiges Hautmuster von Transportzonen. Dieser Effekt tritt bei Anwendung von SHF-US-Wellen nicht auf [18].

Es wurde vor Kurzem demonstriert, dass Fibroblasten, die im Wesentlichen die Strukturen der Dermis bestimmen, durch intradermale Adipozyten aktiviert werden können, was eine große Rolle in Wundheilungsprozessen spielen sollte [23]. Die Anzahl dieser Adipozyten ist von der Proliferation und Differenzierung der adipositären Stammzellen abhängig. US-Wellen zeigen eine deutliche Wirkung auch auf diese Prozesse, wobei auch hier höhere US-Frequenzen deutlich stärkere Effekte hervorrufen [8].

Zusammenfassend kann SHF-US sowohl die Zellen als auch die extrazellulären Strukturen der Haut signifikant beeinflussen, was bei einer frequenzabhängigen Anwendung zu einer gezielten Modifizierung der Dermis und somit zu verschiedenen dermatologisch und ästhetisch relevanten Hautbildveränderungen führen kann.

Zusätzlich steigt die Intensitätsschwellengrenze der Kavitation, die mit der Bildung von freien Radikalen im Gewebe verbunden ist, schnell mit wachsender US-Frequenz an [15]. Dementsprechend braucht eine SHF-US-Welle eine viel höhere Intensität als eine konventionelle US-Welle, um die Kavitation zu erzielen. Das schließt die Kavitation und ihre potenziellen Nebenwirkungen bei Anwendung von SHF-US fast komplett aus.

Die Wirkung von SHF-US mit 10 MHz auf Akne und Rosazea wurde bereits in einer Pilotstudie geprüft [13]. Die Patienten durften während der Behandlungsphase keine anderen Behandlungsmethoden benutzen. Drei unabhängige Dermatologen (2 davon wurden geblindet) führten Bewertungen von Hauteffloreszenzen nach der Leeds-Skala (10 Stufen) durch. Eine kontralaterale Kontrolle bei 2 Patienten bestätigte eine lokale Wirkung der Methode. Schon nach 1 bis 2 Wochen regulärer Behandlungen mit SHF-US wurde eine durchschnittliche Hautbildverbesserung von über 45 % festgestellt.

Die Abb. 3 zeigt eine Patientin mit Akne im 1. Trimester der Schwangerschaft, die mit LDM® im Gesicht behandelt wurde. LDM® wurde als Behandlungsoption ausgewählt, weil alle Ergebnisse von durchgeführten kontralateralen Behandlungen eine lokale und keine systemische Wirkung dieser Behandlungsmethode gezeigt haben. Die nach 5 Behandlungen erreichte Hautbildverbesserung blieb unverändert bis zum Ende der Schwangerschaft.

Die Anwendung von SHF-US in LDM®-Form wurde unter anderem bei chronischen Wunden in einer Pilotstudie an 10 Patienten mit großen (> 5 cm²) chronischen (> 6 Monate) venösen Ulzera getestet [11]. Alle behandelten Wunden wurden bis zum Ende der Behandlungsserie vollständig reepithelisiert. Follow-up-Untersuchungen (3 bis 8 Wochen nach der letzten Behandlung) demonstrierten eine vollständige Abheilung von Wunden. Die Abb. 4 zeigt ein Beispiel der Wundheilung bei einer 70-jährigen Patientin mit diabetischem Fuß.

Es wurde zusätzlich gezeigt, dass die Anwendung von SHR-US sehr gute Ergebnisse auch bei posttraumatischen, nicht heilenden Wunden [6] sowie bei chronischen Wunden nach schweren Verbrennungen bringt. Die Anwendung von SHR-US demonstrierte auch schnelle und reproduzierbare Hautbildverbesserungen bei Ekzemen, perioraler Dermatitis und Psoriasis (Abb. 5).

Die Anti-Aging-Wirkung von SHF-US wurde in einer pragmatischen multizentrischen Studie an 39 Patienten geprüft [14]. Gesichtsbehandlungen wurden mit dualen US-Wellen (LDM®) 3/10 MHz durchgeführt. Die Ergebnisse wurden von 4 unabhängigen Ärzten ausgewertet. Alle untersuchten Hautmerkmale (Falten, Hautporen und Hautturgor) waren nach der Behandlungsserie von 8 bis 12 Behandlungen signifikant verbessert. Der Placeboeffekt der Behandlung wurde durch kontralaterale Gesichtskontrolle ausgeschlossen. Die Zufriedenheit von Patienten und Ärzten auf einer 10-Stufen-Skala betrug jeweils 6,87 ± 1,68 und 7,23 ± 1,62. Die Abb. 6 zeigt ein Beispiel der Hautbildverbesserung bei einer Patientin mit kontralateraler Kontrolle. Die Abb. 7 demonstriert die Hautbildverbesserung nach 12 Tagen Behandlung mit 10-MHz-SHF-US

SHF-US kann nicht nur als selbstständige Methode, sondern auch supportiv zu anderen ästhetischen Therapiemethoden wie Laser und Radiofrequenz [5], Vakuummassage bei Body Contouring [9], Injektionslipolyse [26], Kryolipolyse [22], nach Schweißdrüsenkürettage bei Hyperhidrose [30] usw. eingesetzt werden. In allen diesen Studien und in mehreren Fallberichten wurde gezeigt, dass die Vorbehandlung mit SHF-US die klinischen Ergebnisse der Hauptmethode deutlich verbessert, während die Nachbehandlungen mit SHF-US die Entzündungsreaktionen, Schmerzen und die Rekonvaleszenzzeiten signifikant reduzieren.