Effects of ultrasound and stretching on skeletal muscle contusion in rats: immunohistochemistry analysis / Efectos de ultrasonido y estiramiento en la contusión muscular esqueletal en ratas: análisis inmunohistoquímico

SUMMARY: The aim of this study was to evaluate the effects of stretching and therapeutic ultrasound (TUS) on desmin and laminin contents of rat muscle after contusion. Male Wistar rats (n = 35, 8-9 weeks of age, 271 ± 14g body weight) were divided into five groups: Control group (CG) (n= 03); Injured group (IG) (n= 8); Injured + ultrasound group (IUSG) (n= 8); Injured+stretching group (ISG) (n= 8); Injured +ultrasound + stretching group (IUSSG) (n= 8). The application of ultrasound started 72 hours after the contusion, using the 50 % pulsed mode, 0.5 W/cm2, 5 min, once a day, for five consecutive days. Passive manual stretching was started on the tenth day after injury, with four repetitions of 30 s each and 30 s rest between repetitions, once a day, five times per week, for a total of ten applications. After 22 days, the rats were euthanazied and the gastrocnemius of both limbs removed for desmin and laminin immunohistochemistry morphometric measurement. Analysis was conducted using ANOVA one way post-hoc Tukey to parametric data and Kruskall-Wallis for non-parametric data. The IUSSG animals showed a larger area of desmin than ISG (p<0.05). It was found a decrease in laminin comparing IUSG to IG. However, laminin area was higher in ISG than all groups (p<0.05). UST isolated or in combination with stretching influenced gastrocnemius regeneration in different manners. While stretching applied isolated enhanced gastrocnemius regeneration noticed by the increase in laminin area, in combination with TUS strengthened the muscle healing rising desmin area.

RESUMEN: El objetivo de este estudio fue evaluar los efectos del estiramiento y la ecografía en los contenidos de desmina y laminina del músculo de rata después de la lesión. Ratas Wistar macho (n = 35, 8-9 semanas de edad, 271 ± 14 g de peso corporal) se dividieron en cinco grupos: grupo de control (CG) (n = 03); Grupo lesionado (GL) (n = 8); Lesionado + grupo de ultrasonido (LGU) (n= 8); Lesionado + grupo de estiramiento (LGE) (n = 8); Lesionado + ultrasonido + grupo de estiramiento (LUGE) (n = 8). La aplicación de ultrasonido comenzó 72 horas después de la lesión, usando el modo pulsado al 50 %, 0,5W / cm2, 5 min, una vez al día, durante cinco días consecutivos. El estiramiento manual pasivo se inició el décimo día después de la lesión, con cuatro repeticiones de 30 seg cada una y 30 seg de descanso entre repeticiones, una vez al día, cinco veces por semana, para un total de diez aplicaciones. Las ratas fueron sacrificadas después de 22 días, y se extrajo el músculo gastrocnemio de ambos miembros para la medición morfométrica de desmina y laminina a través de inmunohistoquímica. El análisis se realizó utilizando ANOVA unidireccional Tukey post-hoc para datos paramétricos y Kruskall-Wallis para datos no paramétricos. Los animales LUGE mostraron un área mayor de desmina que LGE (p <0,05). Se encontró una disminución en la laminina comparando LGU con GL. Sin embargo, el área de laminina fue mayor en LGE que en todos los grupos (p <0,05). El tratamiento con ultrasonido aislado o en combinación con estiramiento influyó en la regeneración del músculo gastrocnemio de diferentes maneras. Si bien el estiramiento aplicado, en combinación con tratamiento de ultrasonido, fortaleció el área de desmina, la regeneración del músculo gastrocnemio mejoró por el aumento en el área de laminina aumentando la curación muscular.

Ultra-som pulsado de baixa intensidade em fraturas diafisárias: aplicação clínica em cães / Low-intensity pulsed ultrasound in diaphyseal fractures: clinical application in dogs

Os efeitos da estimulação ultra-sônica sobre a consolidação óssea têm sido demonstrados por trabalhos experimentais e clínicos. Este estudo teve por objetivo investigar a aplicação clínica do ultra-som pulsado de baixa intensidade como tratamento adjuvante de fraturas diafisárias em cães. Foram utilizados 16 cães de raças variadas, com faixa etária entre sete meses e seis anos, peso corpóreo entre 2,5 e 43kg, portadores de fraturas diafisárias fechadas recentes localizadas no rádio e ulna, fêmur ou tíbia e fíbula, estabilizadas por procedimentos de osteossíntese (fixação esquelética externa, pinos intramedulares ou a associação desses métodos). Os cães foram divididos em dois grupos: fraturas estabilizadas tratadas por ultra-som de baixa intensidade (grupo tratado, n=8); fraturas estabilizadas, não tratadas por estimulação ultra-sônica, (grupo controle, n=8). Os animais foram avaliados por exames clínicos e radiográficos nos períodos pré-operatório, pós-operatório imediato e a cada 30 dias posteriores aos procedimentos cirúrgicos. Realizou-se tratamento com ultra-som pulsado (sinal senoidal com freqüência de 1,5MHz, largura de pulso de 200µs e freqüência de repetição de 1kHz) de baixa intensidade (30mW cm-2), aplicado de modo estacionário no foco de fratura. A terapia ultra-sônica foi realizada 20 minutos por dia, durante 21 dias consecutivos, a partir do período compreendido entre o 1º e o 9º dia pós-operatório. O teste t de Student, empregado na análise estatística, mostrou diferença significante (P<0,001 e alfa=0,05) entre as médias dos parâmetros de tempo para consolidação óssea observadas nos animais dos grupos tratado (média de 67,5 dias) e controle (média de 106 dias). Este protocolo de estimulação ultra-sônica promoveu sinais clínicos e radiográficos acelerados da consolidação óssea nas fraturas tratadas. Os resultados deste estudo sugerem que o ultra-som pulsado de baixa intensidade pode ser indicado como terapia...

The effects of ultrasound stimulation on bone healing have been demonstrated in experimental and clinical studies. The purpose of this study was to investigate the clinical application of low-intensity pulsed ultrasound as an adjuvant for the treatment of diaphyseal fractures in dogs. Sixteen dogs of different breeds, ages ranging from seven months to six years, weighing from 2.5 to 43kg, were enrolled in the study. All dogs presented fresh closed diaphyseal fractures in the radius and ulna, femur or tibia and fibula stabilized with osteosynthesis techniques (intramedullary pinning, external skeletal fixation or the combination of both). The dogs were divided into two groups: stabilized fractures treated by low-intensity ultrasound (treatment group, n=8); stabilized fractures not treated by ultrasound stimulation (control group, n=8). The animals were assessed by means of clinical examination and radiographic studies in the preoperative period, immediate postoperative period, and every 30 days after the surgical procedures. The treatment was performed using stationary low-intensity (30mW cm-2) pulsed ultrasound (sine wave signal of 1.5MHz frequency, 200µs pulse width and 1kHz repetition frequency) on the fracture site. Ultrasound therapy was carried out 20 minute per day, for 21 consecutive days, starting between the 1st and the 9th postoperative day. The Student's t test was used for the statistical analysis and showed a significant difference (P<0.001 and alpha=0.05) between the mean time for bone healing of the animals in the treatment group (mean of 67.5 days) and that of animals in the control group (mean of 106 days). This protocol of ultrasound stimulation promoted clinical and radiographic signs of bone healing acceleration in the treated fractures. The results of this study suggest that low-intensity pulsed ultrasound may be indicated as an adjuvant therapy in fresh diaphyseal fractures in dogs.