Passage des ultrasons à travers des substances médicamenteuses

NOTE DE TECHNIQUE
Ann. Kinésith ér., 1990, t. 17, n° 9, pp. 453-458
© Masson, Paris, 1990
Passage des ultrasons à travers des substances
médicamenteuses
Essais en statique
G. HENRION
Kinésithérapeute-chef,
CRF Bourgese, F34240 Lamalou-les-Bains,
L'auteur
met en garde les utilisateurs
d'ultrasonophorèse sur le fait que certaines
substances médicamenteuses utilisées comme
interface empêchent le passage des ultrasons
et qu'il ne semble pas logique de les utiliser
en ultrasonophorèse.
Il attire en outre l'attention sur le fait que
l'interruption de contact avec la région traitée
entraîne pour certaines substances l'inclusion
d'air et diminue le passage du faisceau
ultrasonique.
Des substances médicamenteuses utilisées en
ultrasonophorèse sont-elles traversées normalement par le faisceau d'ultrasons qui est censé
les faire pénétrer?
Le but de ce travail n'est pas de déterminer
si la substance traverse la peau grâce à l'action
des ultrasons (cela reste d'ailleurs à prouver !),
mais plutôt d'attirer l'attention des utilisateurs
sur le fait que, de par leur composition, certaines
substances peuvent faire écran au passage du
faisceau ultrasonique.
Benson (2) a montré qu'il y a une grande
variation de passage des ultrasons selon les
préparations et il propose logiquement de
n'utiliser en ultrasonophorèse, que les produits
qui assurent une bonne transmission. Les substances ayant un mauvais pourcentage de transmission des ultrasons empêchent l'action
ultrasonique.
Tirés à part:
G. HENRION,
à l'adresse
ci-dessus.
Membre
du GREEK
Ultrasonophorèse
L'ultrasonophorèse est l'utilisation des ultrasons en vue de faire pénétrer, par application
locale de ceux-ci, une substance médicamenteuse
à travers la peau; ainsi on peut cumuler deux
effets: celui des ultrasons et celui de la substance
choisie qui a son action spécifique. Les deux
actions peuvent se compléter, peut-être même
se potentialiser?
Certains auteurs parlent d'augmentation de
la perméabilité cutanée par les ultrasons (3, 4,
5); ce qui favoriserait la pénétration de substances médicamenteuses.
Les substances médicamenteuses: pommades,
gels, crèmes, baumes, émulsions, liniments, sont
utilisées en masso-kinésithérapie. Étant censées
pénétrer par l'intermédiaire du massage, certains
n'ont pas hésité, peut-être hâtivement, à proposer de les associer à des ultrasons en
ultrasonophorèse.
Avant de se poser la question sur le devenir
des substances médicamenteuses par ultrasonophorèse, nous avons tenté de savoir si ces
substances laissent traverser les ultrasons.
Interfaces
Entre la tête d'ultrasons et la région à traiter,
se pose un problème de liaison. Si l'on regarde
l'impédance acoustique (produit de la vitesse de
propagation des ultrasons et de la masse
454 Ann. Kin ésithér., 1990, t. 17, nO9
volumique du milieu traversé) dans différents
milieux, on s'aperçoit que l'air a une impédance
très basse, ce qui lui donne un indice de réflexion
de 99,9 % (1, 3). L'air est donc un excellent
isolant pour les ondes acoustiques. Il faut donc
une continuité entre la surface émettrice et la
peau; et, comme en plus on déplace cette tête
en irradiation dynamique pour éviter les ondes
stationnaires, cette continuité est loin d'être
parfaite.
Par contre, l'eau (dégazée par ébullition) et
le gel ultrasonique (impédances voisines de la
peau) sont d'excellents agents de transmission
du son. L'huile minérale serait tout aussi
efficace (13) ou légèrement
moins efficace
comme agent de liaison (6, 7, Il, 12).
Crèmes - Préparation
et antalgique.
ayant pour excipient la glycérine
et l'eau.
Cyclo 3 : affections veineuses, œdèmes.
Défiltran : désinfiltrante.
Dolgit : anti-inflammatoire
et antalgique.
Thiomucase : désinfiltrante.
Baumes - Préparation
manière constante
cinnamique.
à base d'oléorésine
de l'acide benzoïque
renfermant de
et de l'acide
Algésal suractivé : antirhumatismal
et analgésique.
Algipan : révulsif local, décontracturant
musculaire,
anti-inflammatoire,
antirhumatismal
et analgésique.
Décontractyl : action relaxante et analgésique.
SUBSTANCES FLUIDES
Impédance
acoustique spécifique (7, 10)
±
peau ±
gel
1,6 à 1,8 *
J06
Gels - Préparation
et eau.
kg/m2s
avec pour excipient en général alcool
Carudol : anti-inflammatoire.
Percutalgine
gel : anti-inflammatoire
et antalgique
(corticoïde).
Profénid gel : anti-inflammatoire
et antalgique.
Voltarène : anti-inflammatoire
et antalgique.
1,6
0,0004
2,3
1,5
kg/m2s
kg/m2s
1,2 * J06* J06
kg/m2s
=raffine =
1••••••.
Ribalgilase : anti-inflammatoire
Srilane : Décontracturante.
Émulsions - Préparation
à base d'huile de vaseline, de
glycérine et d'eau.
Il serait intéressant de mesurer l'impédance
spécifique de toutes les substances médicamenteuses utilisées. Nous essayons, comme de
nombreux auteurs, de mesurer cette transmission de manière différente.
Alphacutané
Percutalgine
(corticoïde) .
: protéolytique et anti-inflammatoire.
: anti-inflammatoire
et antalgique
Liniments - Préparation
obtenue par simple mélange de
principes actifs sous forme liquide.
Dolal : antalgique
(salycilé).
21 substances ont été essayées. Le choix de ces
substances a été uniquement dicté par la disponibilité de
ces produits dans le service de rééducation; il ne saurait
être exhaustif.
Surfaces utilisées
SUBST ANCES MOLLES
Pommades - Mélange de substances médicamenteuses
à
Protocoles divers
un excipient approprié.
Alphachymotrypsine
: anti-inflammatoire
et an tiœdémateux.
Dextrarine-phénylbutazone
: anti-inflammatoire
et
antalgique.
Nifluril : anti-inflammatoire
et antalgique.
Phénylbutazone
Midy
: anti-inflammatoire
et
antalgique.
Phénylbutazone
Monot
: anti-inflammatoire
et
antalgique.
Dans la littérature, de nombreux protocoles
sont utilisés afin d'essayer de mesurer la qualité
de l'interface des agents couplants (de liaison
entre la tête d'ultrasons et la peau).
Warren (13) propose un montage complexe
qui tient compte d'une pression d'application de
40 newtons (force théorique de pression en
Ann. Kinésithér., 1990, t. 17, n° 9 455
utilisation pratique, correspondant à 3,624 kg).
Il recueille les résultats du passage des ultrasons
de 1 MHz à 1 Watt/cm2 sur une tête réceptrice
au moyen d'un voltmètre.
Reid (12), au moyen d'un oscilloscope, mesure le pourcentage de passage d'ultrasons à
870 kHz, à travers 3 mm d'agent couplant et
ce à des intensités allant de 0,7 à 3,5 Watts/cm2
à 20°.
Griffin (8) plonge les deux têtes, face à face,
dans le liquide testé à des distances variables de
0,5 à 5 cm et à des intensités de 0,1 à
2 Watts/cm2• Il recueille les résultats sur un
voltmètre.
Balmaseda (1) comme Reid, utilise la mesure
à l'oscilloscope et des micropositionneurs lui
permettant de régler la distance entre les têtes
de 1 mm à 3 cm pour une fréquence de 1 MHz.
Benson (2) teste un nombre important de
substances au moyen d'une chambre de mesures
à 4 mm de la membrane; le générateur délivrant
1,5 Watt/cm2 pour une fréquence de 0,75, 1 et
3 MHz. Il présente ses résultats en pourcentage
par rapport à de l'eau.
Nous avons, dans un premier travail (9),
réalisé avec un appareil d'ultrasons possédant
une échelle de diodes électroluminescentes, testé
21 substances utilisées couramment en rééducation et ce en continu et en pulsé, à 3 puissances
différentes; tout cela en irradiation dynamique.
Malgré la rigueur du protocole employé dans
ce premier travail, certains résultats paraissaient
tellement étonnants que d'autres mesures s'imposaient. Trop de variables nous ont fait
entièrement modifier le protocole de travail.
Protocole des essais
Celui-ci a été réalisé avec un générateur de courants
rectangulaires ayant à sa sortie une différence de potentiel
crête à crête de 9 volts *. Ce générateur débite sa tension
dans une tête à ultrasons de 500 kHz. La fréquence de
500 kHz a été choisie pour des commodités de mesures
(mesures plus faciles à des fréquences plus basses).
Cette tête est fixée à sa partie opposée à l'émission, au
niveau de son fil d'alimentation,
sur un bâti au moyen
d'un étau, surface émettrice vers le haut et horizontale.
Face à la première tête, parfaitement
parallèle, la
seconde tête est fixée de la même façon sur une colonne
sensitive à réglage millimétrique. Cette colonne est isolée
acoustiquement
du premier bâti par du polystyrène
expansé.
La seconde tête est reliée à un oscilloscope sur lequel
sont lues les déviations maximales crête à crête pour
chaque substance utilisée. La syntonisation entre les deux
têtes a été réalisée avant les essais. Les deux têtes ont une
surface identique.
La substance est déposée sur la tête, puis la partie
mobile de la colonne est abaissée à 1 mm de la tête
opposée. Cette valeur a été choisie car cette distance
minime permet de retenir un liquide tel que l'eau. Du fait
d'un préréglage de la colonne, la distance entre les têtes
est restée constante pour chaque mesure et a été vérifiée
à plusieurs reprises au moyen d'une jauge de 1 mm.
Avec un tel montage, les mesures sont parfaitement
reproductibles et ont permis 3 tests au minimum pour
chaque substance essayée.
En utilisation thérapeutique, la tête ne quitte normalement pas la zone traitée. Reconnaissons que si ce n'est
le fait du relief, la tête ultrasonique s'écarte de la peau.
Aussi nous avons interrompu le contact entre têtes et
substances 5 fois de suite et puis avons noté les résultats.
Ces essais ont été réalisés à une température de 20°-22°.
L'inversion du branchement des têtes d'ultrasons ne
modifie pas les résultats.
Résultats
Afin de se référer aux travaux de Balsameda,
Docker, Reid, Warren (1, 7, 11, 12, 13) des essais
ont été réalisés avec de l'eau, des gels ultrasoniques et de l'huile de paraffine.
POURCENTAGE DE PASSAGE DES ULTRASONS
DANS LES SUBSTANCES UTILISÉES PAR
RAPPORT A L'EAU (100 %).
Le second chiffre correspond à la mesure
après 5 interruptions de contact.
Eau à 20° : utilisée comme référence (100 %)
Huile de paraffine : 90,5 %, 90,5 %
Contact sans sel : 95,2 %, 88,1 %
Polaris : 90,2 %, 57,1 %
Gel ultrasound : 95,2 %, 90,5 %.
Il est à remarquer que Polaris présente un
passage bien diminué après les interruptions
(fig. 1).
L
456
Ann. Kin ésithér., 1990, t. 17, nO 9
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
o
E<lU
à 20"
Gel utrasound
Polaris
HuIle de PiltTat1ne
\_Nonn[J
~
FIG. 1. - Pourcentage de passage des ultrasons par rapport à l'eau (100 %) " produits de contact.
* 5, correspond à la mesure après 5 interruptions de contact.
70
60
50
40
20
10
o
illpMchymotr.
Riba1gi1ase
Cycl0
FIG.2.
i
_
Nonn
CI
~fi1tI"M
~
r1git
- Pourcentage de passage des ultrasons par rapport à l'eau (100 %) " substances molles.
* 5, correspond à la mesure après 5 interruptions de contact.
Ei1$
100
9ü
80
70
60
50
40
30
20
10
o
Caru<lol
Perwt<l19iroe
~l
ProtenidGel
1_
FIG.3.
Norm
[J
*5
- Pourcentage de passage des ultrasons par rapport à l'eau (100 %) " substances fluides.
* 5, correspond à la mesure après 5 interruptions de contact.
Ann. Kinésith ér., 1990, t. 17, na 9
SUBSTANCES MOLLES (fig.
2)
457
Discussion
Pommades
l
Alphachymotrypsine : 57,1 %, 23,8 %
Dextrarine-phénylbutazone : 0 %
Nifluril : insignifiant
Phénylbutazone Midy : 0 %
Phénylbutazone Monot : 0 %
Ribalgilase : 57,1 %, 28,6 %
Srilane : insignifiant
Crèmes
Cyclo 3 : 52,4 %, 47,6 %
Défiltrant : 61,9 %, 47,6 %
Dolgit : 57,1 %, 47,6 %
Thiomucase : 0 %
Baumes
Algésal suractivé: insignifiant
Agipan : 42,9 %, 7,1 %
Décontractyl : 23,8 %, II,9 %.
SUBSTANCES FLUIDES (fig.
3)
Gels
Carudol : 81 %, 81 %
Percutalgine gel: 90,5 %, 90,5 %
Profénid gel : 85,7 %, 61,9 %
Voltarène : 95,2 %, 88,1 %
Émulsions
1
B
Alphacutane : 90,5 %, 90,5 %
Percutalgine : le passage est excellent au
départ, cependant ce produit pénètre presque
immédiatement en formant un dépôt blanc. Du
fait de sa pénétration trop rapide son application
ne paraît pas indiquée en ultrasonophorèse.
Liniments
Dolal : ce produit laisse passer les ultrasons
de façon excellente à condition de sortir le
produit du flacon au moyen d'une seringue par
exemple. Il ne faut pas utiliser l'applicateur du
flacon car il délivre de multiples bulles d'air
(visibles à la loupe) mélangées avec le produit
et dans ce cas le passage est nettement diminué.
Le premier protocole (9) était très différent et
de ce fait toute comparaison simpliste pourrait
être source d'erreur.
Dans ce premier protocole l'irradiation est
dynamique; elle se pratique sur un sujet; on
utilise un appareil du commerce avec plusieurs
intensités de sortie; l'essai est effectué pendant
3 minutes en continu et en pulsé.
Dans ce protocole-ci l'irradiation est statique;
le potentiel est recueilli sur une autre tête; la
sortie du générateur de laboratoire est fixe
(continu seulement); le temps de l'essai ne
semble pas avoir d'influence.
Certaines substances ne semblent pas permettre le passage des ultrasons dans les deux
protocoles: il ne semble pas logique de les utiliser
en ultrasonophorèse : Dextrarine-phénylbutazone, Nifluril, Phénylbutazone Midy, Phénylbutazone Monot, Srilane, Thiomucase, Algésal
suractivé [Benson (2) arrive à la même conclusion pour ce produit].
D'autres présentent des résultats différents
selon les protocoles.
Ribalgilase : passait d'une façon excellente
lors du premier protocole, mais ne passe qu'à
58,1 % et 28,6 % après interruptions.
Cyclo 3 : passait de 90 à 100 %, mais
présentait des difficultés de passage en pulsé. Ne
passe qu'à 52,4 % et 47,6 % après interruptions
dans ce protocole.
Il est à remarquer que de nombreuses
substances présentent un pourcentage de passage
bien amoindri après les interruptions. Peut-on
faire un rapprochement avec la viscosité des
produits essayés?
Warren (13) a rajouté de l'air à de la glycérine
qui selon ses mesures a une transmissibilité de
75 %, elle passe à 15 %. L'inclusion de
microbulles d'air freine le passage du faisceau
ultrasonore.
Les substances fluides permettent en général
un bon passage ultrasonore; rappelons cependant que certains gels pénètrent ou sèchent trop
rapidement et posent le problème de continuité
de l'interface pendant la durée du traitement
surtout en irradiation dynamique.
458
Ann. Kinésithér.,
1990, t. 17, nO 9
Conclusion
Certaines substances ne laissent pas passer les
ultrasons et il est donc logique de ne pas les
utiliser en ultrasonophorèse. Cependant des
divergences subsistent pour d'autres substances
et la poursuite de ces études avec un protocole
différent, notamment à des intensités différentes,
permettrait peut-être d'affiner notre opinion
quant au passage des ultrasons à travers les
substances médicamenteuses.
REMERCIEMENTS.
Nous tenons à remercier madame
Esclafit, pharmacienne,
de l'aide apportée pour les
différentes substances médicamenteuses;
monsieur F. Berthelin pour le prêt des têtes d'ultrasons;
messieurs
V. Brun, G. Dhoms et B. Joly pour la lecture critique
de cet article.
Générateur
Substances
de fréquence
: FELEC
Mod. 2431 nO 604.
utilisées :
AIgésal suractivé: Latéma, Laboratoires de Thérapeuti. que Moderne.
Algipan : Laboratoire Midy-Lafarge.
Alphacutane : Laboratoire Leurquin.
Alphachymotrypsine
: Laboratoire Choay.
Carudol : Laboratoire Français de Thérapeutique.
Cyclo 3 : Laboratoires PFM.
Décontractyl : Laboratoires Synthelabo France.
Défiltran : Jouveinnal Laboratoires.
Dextrarine-Phénylbutazone
: Laboratoires Synthelabo
France.
Dolal : Laboratoires Biocodex.
Dolgit : Laboratoires Merck-Clevenot.
Nifluril : Upsa Laboratoires.
Percutalgine : Laboratoires Besins-Iscovesco.
Percutalgine gel : Laboratoires Besins-Iscovesco.
Phénylbutazone
Midy : Laboratoires Clin-Midy.
Phénylbutazone
Monot : Laboratoires Monot.
Profénid gel : Specia.
Ribalgilase : Laboratoire Choay.
Srilane : Laboratoire Aron-Medicia.
Thiomucase : Laboratoire Millot-Solac.
Voltarène : Laboratoires Ciba-Geigy.
Huile de paraffine : Gifrer Barbezat 69 Decines.
Contact sans sel : Laboratoire de l'IREPS Marseille.
Polaris: Numéris Suresnes.
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