Vortex-ultraheli tööriist lagundab verehüübed ajus

Tserebraalne venoosse siinuse tromboos (CVST) on tromb veenides, mis juhib verd ajust välja ja on üks levinumaid insuldi põhjuseid noortel inimestel. Varajane diagnoosimine ja antikoagulantravi võivad CVST-ga seotud kahjustusi ja suremust minimeerida, kuid praegused ravimeetodid ebaõnnestuvad 20–40% juhtudest.

Kliiniliste tulemuste parandamiseks suundus uurimisrühm Põhja-Carolina osariigi ülikool ja Georgia Institute of Technology on välja töötanud uudse keerise ultraheliseadme, mis on loodud ajus trombide lõhustamiseks. Seade, mida meeskond kirjeldab uurimistöö, eemaldab trombid kiiremini kui olemasolevad tehnikad ja võib taastada verevoolu läbi täielikult blokeeritud vitro CVST mudel vaid 8 minutiga.

Sonotrombolüüsina tuntud tehnikas kasutatakse ultraheli trombi ümbritsevate mikromullide kaviteerimiseks, põhjustades selle lagunemise. Võrreldes tavaliste antikoagulantide või trombolüütiliste ravimitega, mis lahustavad trombi, võib sonotrombolüüs märkimisväärselt lühendada vajalikku raviaega. Varasemad strateegiad ei ole aga suurte, täielikult ummistunud veenide või arterite ravimisel olnud kliiniliselt tõhusad.

Selle uue lähenemisviisi puhul on erinev see, et tavapärase tasapinnalise ultraheli kasutamise asemel on meeskond välja töötanud uudse keerismuunduri, mis loob spiraalse lainefrondi, milles ultraheli edasi liikudes keerleb tornaado-stiilis. See keeris-ultraheli kutsub esile trombi esipinnaga paralleelse nihkepinge, mis häirib mehaaniliselt trombi fibriini võrgustikke kiht-kihilt, et tromb tõhusamalt lahustuks. Nihkepinge lõdvendab ka trombide struktuuri, parandades mikromullide ja trombolüütiliste ainete kohaletoimetamist.

"Meie eelmine töö vaatles erinevaid tehnikaid, mis kasutavad ultraheli abil verehüüvete eemaldamiseks, kasutades põhimõtteliselt ettepoole suunatud laineid," selgitab kaasautor. Xiaoning Jiang NC osariigi ülikooli pressiavalduses. «Meie uus töö kasutab keeris-ultraheli, kus ultrahelilainetel on spiraalne lainefront. Põhineb meie vitro testimisel kõrvaldab see lähenemisviis verehüübed kiiremini kui olemasolevad meetodid, peamiselt keerislaine põhjustatud nihkepinge tõttu.

Spiraalse laine tekitamine

Teadlased lõid keerise ultrahelianduri, kasutades 2 x 2 väikese avaga madala sagedusega (1.8 MHz) piesoelektrilisi muundureid. Massiivi kokkupanek veerandlainepikkuse (0.21 mm) nihkega naabermuundurite ettepoole suunatud pindade vahel kutsub esile füüsilise faasiviivituse, mis on vajalik spiraalse lainefrondi genereerimiseks.

Anduri massiiv on piisavalt väike, et see mahuks 3.0 mm läbimõõduga kateetrisse, millel on valendik mikromullide kavitatsiooni ainete ja ravimite kohaletoimetamiseks. Seda kateetrit saab seejärel vereringesüsteemi kaudu verehüübe kohale toita.

Veresoonte fantoomiga tehtud testides kanaliseeris keerismuundur 50-minutise ravi jooksul 30 mm trombi kogu pikkuses (taastas verevoolu), samal ajal kui mittevortex-andur saavutas vähem kui 50% trombi lüüsist (lagunemisest) ja ei kanaliseerunud uuesti. laev. Võrreldes trombi lüüsi kiirust, oli keerise muunduri absoluutne lüüsi kiirus 53.9 mg/min, mis on 64.3% kõrgem kui mittevortex-anduril põhineva trombolüüsi puhul (32.8 mg/min).

"Kättesaadavate andmete põhjal võtavad farmatseutilised sekkumised CVST verehüüvete lahustamiseks aega vähemalt 15 tundi ja keskmiselt umbes 29 tundi," märgib kaasautor. Chengzhi Shi Georgia Techist. “ Ajal vitro testimisel suutsime ägeda verehüübe lahustada vähem kui poole tunniga.

Ohutu ja tõhus

Jiang, Shi ja kaastöötajad katsetasid oma keerismuundurit ajuveenide siinuse 3D-prinditud mudelis. Nad leidsid, et täielikult ummistunud veresoon kanaliseeriti täielikult vaid 8-minutilise raviga. Akuutne hüübimismass oli enne ravi 3.1 ± 0.3 g ja pärast ravi 1.2 ± 0.4 g, mis vastab vähenemiskiirusele 7.66 %/min ja lüüsikiirusele 237.5 mg/min. Töörühm märgib, et need väärtused on oluliselt kõrgemad kui hiljuti teatatud ravimivaba endovaskulaarse sonotrombolüüsi puhul (1.3–2.5 %/min; 2–4.6 mg/min).

"Ultraheli puur" ja nanotilgad purustavad verehüübed

Trombijääkide analüüs näitas, et enamik osakesi olid alla 100 µm suurused, mis vähendab ohtliku emboolia tekke ohtu. Ravi ohutuse edasiseks hindamiseks kasutasid teadlased keerise ultraheli ex vivo koerte kaelaveenid, jälgides, et veresoonte seinad ei kahjustaks. Samuti leidsid nad, et keerise ultraheli ei põhjusta punaste vereliblede olulist kahju.

Järgmisena kavatsevad teadlased teha katseid loommudelil. Kui need on edukad, loodavad nad jätkata kliinilisi uuringuid. "Rasketel CVST juhtudel ja patsientidel, kellel on massiivsed, täielikult blokeeritud venoossed trombid ja keda ei saa praegu olemasolevate ravimitega tõhusalt ravida, võib keerise ultraheliga trombolüüsi tehnoloogia saada tulevikus elupäästvaks ravimeetodiks," järeldavad nad.

• SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
• Platoblockchain. Web3 metaversiooni intelligentsus. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
• Allikas: https://physicsworld.com/a/vortex-ultrasound-tool-breaks-down-blood-clots-in-the-brain/