Vortex-ultraäänityökalu hajottaa verihyytymiä aivoissa

Aivolaskimoontelotromboosi (CVST) on suonissa oleva hyytymä, joka vie verta pois aivoista, ja se on yksi yleisimmistä nuorten aivohalvauksen syistä. Varhainen diagnoosi ja antikoagulanttihoito voivat minimoida CVST:hen liittyvät vahingot ja kuolleisuuden, mutta nykyiset hoidot epäonnistuvat noin 20–40 prosentissa tapauksista.

Kliinisten tulosten parantamiseksi tutkimusryhmä lähti liikkeelle North Carolina State University ja Georgia-instituutti on kehittänyt uuden vortex-ultraäänityökalun, joka on suunniteltu hajottamaan verihyytymiä aivoissa. Laite, jota tiimi kuvaa tutkimus, eliminoi hyytymät nopeammin kuin olemassa olevat tekniikat ja voisi palauttaa verenkierron kokonaan tukossa vitro CVST-malli vain 8 minuutissa.

Sonotrombolyysinä tunnetussa tekniikassa ultraääntä käytetään hyytymän ympärillä olevien mikrokuplien kavitoimiseen, mikä saa sen hajoamaan. Verrattuna tavanomaisiin antikoagulantteihin tai trombolyyttisiin lääkkeisiin, jotka liuottavat verihyytymän, sonotrombolyysilla on potentiaalia lyhentää tarvittavaa hoitoaikaa huomattavasti. Aiemmat strategiat eivät kuitenkaan ole olleet kliinisesti tehokkaita hoidettaessa suuria, täysin tukkeutuneita laskimoita tai valtimoita.

Eroa tässä uudessa lähestymistavassa on se, että tavanomaisen tasomaisen ultraäänen käyttämisen sijaan tiimi on kehittänyt uuden pyörreanturin, joka luo kierteisen aaltorintaman, jossa ultraääni pyörii tornadotyylisesti liikkuessaan eteenpäin. Tämä pyörreultraääni aiheuttaa leikkausjännityksen, joka on yhdensuuntainen hyytymän etupinnan kanssa, mikä mekaanisesti katkaisee hyytymän fibriiniverkostot kerros kerrokselta liukenemaan hyytymää tehokkaammin. Leikkausjännitys löysää myös hyytymän rakennetta, mikä parantaa mikrokuplien ja mahdollisten trombolyyttisten aineiden kulkeutumista.

"Aiemmassa työssämme tarkasteltiin erilaisia ​​tekniikoita, jotka käyttävät ultraääntä verihyytymien poistamiseen käyttämällä olennaisesti eteenpäin suuntautuvia aaltoja", selittää vastaava kirjoittaja. Xiaoning Jiang NC State Universitystä lehdistötiedotteessa. ”Uudessa työssämme käytetään pyörreultraääntä, jossa ultraääniaalloilla on kierteinen aaltorintama. Meidän perusteella vitro Tämä lähestymistapa eliminoi verihyytymät nopeammin kuin nykyiset tekniikat, mikä johtuu suurelta osin pyörreaallon aiheuttamasta leikkausjännityksestä.

Kierteisen aallon muodostaminen

Tutkijat loivat pyörre-ultraäänianturin käyttämällä 2 x 2 pientä aukkoa, matalataajuisia (1.8 MHz) pietsosähköisiä muuntimia. Ryhmän kokoaminen neljännesaallonpituuden (0.21 mm) siirrolla viereisten muuntimien eteenpäin katsovien pintojen välillä aiheuttaa fyysisen vaiheviiveen, joka tarvitaan kierteisen aaltorintaman muodostamiseen.

Anturiryhmä on riittävän pieni mahtumaan halkaisijaltaan 3.0 mm:n katetriin, jossa on ontelo mikrokuplakavitaatio-aineiden ja lääkkeiden kuljettamiseen. Tämä katetri voidaan sitten syöttää verenkiertojärjestelmän kautta veritulppakohtaan.

Verisuonifantomilla tehdyissä testeissä pyörreanturi kanavoi uudelleen 50 mm:n hyytymän koko pituuden (palautti verenkierron) 30 minuutin käsittelyssä, kun taas ei-pyörteinen anturi saavutti alle 50 % hyytymän hajoamisesta eikä kanaalisoinut uudelleen. alus. Verrattaessa hyytymän hajoamisnopeutta pyörreanturin absoluuttinen hajoamisnopeus oli 53.9 mg/min, 64.3 % korkeampi kuin ei-pyörteiseen anturiin perustuvan trombolyysin (32.8 mg/min).

"Saatavilla olevien tietojen perusteella lääketoimet CVST-veritulppien liuottamiseksi kestävät vähintään 15 tuntia ja keskimäärin noin 29 tuntia", toteaa vastaava kirjoittaja. Chengzhi Shi Georgia Techistä. "Aikana vitro testaamalla pystyimme liuottamaan akuutin veritulpan reilusti alle puolessa tunnissa."

Turvallinen ja tehokas

Jiang, Shi ja yhteistyökumppanit testasivat pyörreanturiaan aivolaskimoontelon 3D-tulostetussa mallissa. He havaitsivat, että täysin tukkeutunut verisuoni kanaalisoitui täysin uudelleen vain 8 minuutin hoidon aikana. Akuutti hyytymismassa oli 3.1 ± 0.3 g ennen käsittelyä ja 1.2 ± 0.4 g sen jälkeen, mikä vastasi vähenemisnopeutta 7.66 %/min ja hajoamisnopeutta 237.5 mg/min. Ryhmä huomauttaa, että nämä arvot ovat merkittävästi korkeammat kuin äskettäin raportoidut lääkkeettömän endovaskulaarisen sonotrombolyysin arvot (1.3–2.5 %/min; 2–4.6 mg/min).

"Ultraäänipora" ja nanopisarat hajottavat verihyytymiä

Hyytymäjätteen analyysi paljasti, että useimmat hiukkaset olivat kooltaan alle 100 µm, mikä pienensi vaarallisen embolion muodostumisen riskiä. Hoidon turvallisuuden arvioimiseksi edelleen tutkijat käyttivät vortex-ultraääntä ex vivo koiran kaulalaskimot, jolloin verisuonten seinämät eivät vaurioidu. He myös totesivat, että pyörreultraääni ei aiheuta merkittäviä vahinkoja punasoluille.

Seuraavaksi tutkijat aikovat suorittaa testejä eläinmallilla. Jos nämä onnistuvat, he toivovat jatkavansa kliinisiä tutkimuksia. "Vakavissa CVST-tapauksissa ja potilailla, joilla on massiivisia, täysin tukkeutuneita laskimohyytymiä ja joita ei voida hoitaa tehokkaasti tällä hetkellä saatavilla olevilla lääkkeillä, vortex-ultraäänitrombolyysiteknologiasta voi tulla hengenpelastushoito tulevaisuudessa", he päättelevät.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Lähde: https://physicsworld.com/a/vortex-ultrasound-tool-breaks-down-blood-clots-in-the-brain/