Vortex ultrahang eszköz lebontja a vérrögöket az agyban

Az agyi vénás sinus trombózis (CVST) egy vérrög a vénákban, amely elvezeti a vért az agyból, és ez az egyik leggyakoribb oka a szélütésnek fiataloknál. A korai diagnózis és az antikoaguláns terápia minimálisra csökkentheti a CVST-vel kapcsolatos károsodást és mortalitást, de a jelenlegi kezelések az esetek 20–40%-ában sikertelenek.

A klinikai eredmények javítása érdekében egy kutatócsoport a Észak-Karolina Állami Egyetem és a Georgia Institute of Technology kifejlesztett egy új vortex ultrahang eszközt, amelyet az agyban lévő vérrögök lebontására terveztek. Az eszköz, amit a csapat leír Kutatás, gyorsabban eltávolítja a vérrögöket, mint a meglévő technikák, és helyreállíthatja a véráramlást egy teljesen elzáródott in vitro CVST modell mindössze 8 perc alatt.

A sonothrombolysis néven ismert technikában az ultrahangot a vérrögöt körülvevő mikrobuborékok kavitálására használják, aminek következtében az alvadék lebomlik. A vérrögöt feloldó hagyományos antikoaguláns vagy trombolitikus gyógyszerekkel összehasonlítva a sonothrombolysis jelentősen lerövidítheti a szükséges kezelési időt. A korábbi stratégiák azonban nem voltak klinikailag hatékonyak a nagy, teljesen elzáródott vénák vagy artériák kezelésekor.

Ebben az új megközelítésben az a különbség, hogy a hagyományos planáris ultrahang használata helyett a csapat kifejlesztett egy új örvénytranszducert, amely spirális hullámfrontot hoz létre, amelyben az ultrahang tornádószerűen örvénylik, ahogy halad előre. Ez az örvény ultrahang a vérrög elülső felületével párhuzamos nyírófeszültséget indukál, ami mechanikusan megbontja a vérrög fibrin hálózatát rétegről rétegre, hogy hatékonyabban oldja fel a vérrögöt. A nyírófeszültség a vérrög szerkezetét is fellazítja, javítva a mikrobuborékok és a trombolitikus szerek szállítását.

"Korábbi munkánk különböző technikákat vizsgált, amelyek ultrahangot használnak a vérrögök eltávolítására, lényegében előre néző hullámok segítségével" - magyarázza a társszerző. Xiaoning Jiang az NC Állami Egyetem sajtónyilatkozatában. „Új munkánk örvényes ultrahangot használ, ahol az ultrahanghullámoknak spirális hullámfrontjuk van. A mi alapján in vitro A tesztelés során ez a megközelítés gyorsabban szünteti meg a vérrögképződést, mint a meglévő technikák, főként az örvényhullám által kiváltott nyírófeszültség miatt.

Helikális hullám generálása

A kutatók vortex ultrahang-átalakítót hoztak létre egy 2 x 2-es kis apertúrájú, alacsony frekvenciájú (1.8 MHz) piezoelektromos átalakító segítségével. A tömb negyed hullámhosszú (0.21 mm) eltolással történő összeállítása a szomszédos jelátalakítók előre néző felületei között a spirális hullámfront létrehozásához szükséges fizikai fáziskésleltetést indukálja.

A jelátalakító tömb elég kicsi ahhoz, hogy beleférjen egy 3.0 mm átmérőjű katéterbe, amelynek lumenje a mikrobuborékok kavitációját okozó szerek és gyógyszerek szállításához. Ezt a katétert ezután a keringési rendszeren keresztül a vérrög helyére lehet táplálni.

A véredény fantomon végzett tesztek során az örvénytranszducer egy 50 mm-es vérrög teljes hosszát rekanalizálta (helyreállította a véráramlást) 30 perces kezelés alatt, míg egy nonvortex transzducer a vérrög lízisének (lebomlása) kevesebb mint 50%-át érte el, és nem csatornázott újra. az edényt. A vérrög lízis sebességét összehasonlítva az örvénytranszducer abszolút lízissebessége 53.9 mg/perc volt, ami 64.3%-kal magasabb, mint a nem örvénytranszducer alapú trombolízisé (32.8 mg/perc).

„A rendelkezésre álló adatok alapján a CVST vérrögök feloldására irányuló gyógyszerészeti beavatkozások legalább 15 órát vesznek igénybe, átlagosan 29 órát” – jegyzi meg a társszerző. Chengzhi Shi a Georgia Techtől. "Alatt in vitro A vizsgálat során jóval fél óra alatt fel tudtunk oldani egy akut vérrögöt.”

Biztonságos és hatékony

Jiang, Shi és munkatársai az agyi vénás sinus 3D-nyomtatott modelljében tesztelték örvénytranszducerüket. Azt találták, hogy egy teljesen elzáródott véredény mindössze 8 perces kezelés alatt teljesen újracsatornázott. Az akut vérrög tömege 3.1±0.3 g volt a kezelés előtt és 1.2±0.4 g a kezelés után, ami 7.66 %/perc redukciós sebességnek és 237.5 mg/perc lízis sebességnek felel meg. A csoport megjegyzi, hogy ezek az értékek szignifikánsan magasabbak, mint a közelmúltban a gyógyszermentes endovaszkuláris sonothrombolysis esetében jelentett értékek (1.3–2.5 %/perc; 2–4.6 mg/perc).

Az „ultrahangos fúró” és a nanocseppek széttörik a vérrögöket

A vérrögtörmelék elemzése kimutatta, hogy a legtöbb részecske 100 µm-nél kisebb volt, ami csökkenti a veszélyes embólusképződés kockázatát. A kezelés biztonságosságának további felmérése érdekében a kutatók vortex ultrahangot alkalmaztak ex vivo kutya nyaki vénák, nem figyelve meg az érfalak károsodását. Azt is megállapították, hogy az örvény ultrahang nem okoz jelentős károkat a vörösvértestekben.

Ezután a kutatók azt tervezik, hogy kísérleteket végeznek állatmodellben. Ha ezek sikeresek lesznek, remélik, hogy folytatják a klinikai vizsgálatokat. "Súlyos CVST-esetekben, valamint olyan betegeknél, akiknél masszív, teljesen blokkolt vénás vérrögök vannak, és akiket nem lehet hatékonyan kezelni a jelenleg rendelkezésre álló gyógyszerekkel, a vortex ultrahangos trombolízis technológia életmentő kezeléssé válhat a jövőben" - összegezték.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• Platoblockchain. Web3 metaverzum intelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/vortex-ultrasound-tool-breaks-down-blood-clots-in-the-brain/