Ecografia “Exercițiul” și nanodropletele și se dovedesc eficiente în tratarea cheagurilor de sânge dur

O nouă tehnică, dezvoltată de cercetătorii din NC State, UNC și Michigan, folosește un “burghiu” cu ultrasunete pentru a exploda nanodroplets în și în jurul cheagurilor de sânge întărite. Pe măsură ce nanodropletele explodează în microbule, ultrasunetele determină vibrația microbulelor – perturbând structura fizică a cheagului. Credit: Leela Goel

Cercetătorii ingineri au dezvoltat o nouă tehnică de eliminare a cheagurilor de sânge deosebit de dificile, folosind nanodroplets de inginerie și un “burghiu” cu ultrasunete pentru a rupe cheagurile din interior spre exterior. Tehnica nu a fost încă supusă studiilor clinice. Testarea in vitro a arătat rezultate promițătoare.

Mai exact, noua abordare a fost creată pentru a trata cheagurile de sânge retrase, care se formează pe perioade lungi de timp și sunt deosebit de dense. Aceste cheaguri sunt deosebit de dificil de tratat, deoarece sunt mai puțin poroase decât alte cheaguri, ceea ce face dificilă penetrarea cheagurilor de către medicamentele care dispersează cheagurile de sânge.

Noua tehnică are două componente principale: nanodroplets și burghie cu ultrasunete.

Nanodarts constau din sfere lipidice mici, care sunt umplute cu perfluorocarburi lichide (PFC). Mai exact, nanopropletele sunt umplute cu PFC cu punct de fierbere scăzut, ceea ce înseamnă că o cantitate mică de energie ultrasunete va face ca lichidul să se transforme în gaz. Pe măsură ce se transformă într-un gaz, PFC-urile se extind rapid, evaporând nanodrobele și formând bule microscopice.

„Introducem nanodroplets la locul coagulării și, deoarece nanodroplets sunt atât de mici, sunt capabili să pătrundă și să se transforme în microbi atunci când sunt expuși la ultrasunete”, spune Leela Goel, primul autor al unei lucrări în Lucrarea lui Goel este doctorat. student la departamentul mixt de inginerie biomedicală la Universitatea de Stat din Carolina de Nord și Universitatea din Carolina de Nord la Chapel Hill.

După formarea microbulelor în interiorul cheagului, expunerea continuă a cheagului la ultrasunete agită microbulele. Vibrația rapidă a micro-șuruburilor îi face să se comporte ca niște jachete mici, perturbând structura fizică a cheagului și ajutând la dizolvarea cheagurilor. Această vibrație creează, de asemenea, găuri mai mari în masa de coagulare, care permit anticoagulanților să pătrundă adânc în cheag și să-l descompună în continuare.

Tehnica este posibilă prin forarea cu ultrasunete – care este un purtător cu ultrasunete suficient de mic pentru a fi introdus într-un vas de sânge printr-un cateter. Burghiul poate orienta ultrasunetele direct înainte, ceea ce îl face extrem de precis. Alsoshte este, de asemenea, capabil să direcționeze suficientă energie cu ultrasunete către site-ul țintă pentru a activa nanodobele, fără a provoca daune țesutului sănătos din jur. Burghiul include un tub care permite utilizatorilor să injecteze nanodroplets la locul coagulării.

În testele in vitro, cercetătorii au comparat diferite combinații de tratament medicamentos, utilizarea microbulelor și ultrasunetelor pentru a elimina cheagurile și noua tehnică, folosind nanodroplets și ultrasunete.

„Am constatat că utilizarea nanodropletelor, a ultrasunetelor și a tratamentului medicamentos a fost cea mai eficientă, reducând dimensiunea cheagului cu 40%, plus sau minus 9%”, spune Xiaoning Jiang, Dean F. Duncan, distins profesor de inginerie mecanică și spațială Compania aeriană din statul NC și autorul respectiv al lucrării. „Folosirea nanodropletelor și a ultrasunetelor a redus doar masa cu 30%, plus sau minus 8%. Celălalt cel mai bun tratament a fost medicamentul, microblocurile și ultrasunetele – care au redus rata de coagulare cu doar 17%, plus sau minus 9%. Toate aceste teste au fost efectuate cu aceeași perioadă de tratament de 30 de minute.

„Aceste rezultate timpurii ale testelor sunt foarte promițătoare”.

„Utilizarea ultrasunetelor pentru a întrerupe coagularea sângelui a fost studiată de ani de zile, inclusiv unele studii substanțiale la pacienții din Europa, cu succes limitat”, spune co-autorul Paul Dayton, William R. Kenan Jr. Distins profesor de inginerie biomedicală la UNC și NC State. “Cu toate acestea, adăugarea de nanodroplets cu punct de fierbere scăzut, combinată cu forarea cu ultrasunete a demonstrat progrese semnificative în această tehnologie.”

„Următorii pași vor include testarea pre-clinică pe modele animale care ne vor ajuta să evaluăm cât de sigură și eficientă poate fi această tehnică pentru tratarea trombozei venoase profunde”, spune Zhen Xu, profesor de inginerie biomedicală la Universitatea din Michigan și coautor al lucrării.

Lucrarea, „Sonotromboliza ghidată de cateter, mediată de nanodropletele de cheaguri de sânge retrase”, a fost publicată cu acces deschis în revistă Microsisteme și inginerie nano. Lucrarea a fost coautoră de Huaiyu Wu și Bohua Zhang, care sunt doctoranzi. studenți în statul NC; și Jinwook Kim, un postdoctoral în cadrul Departamentului mixt de inginerie biomedicală de la UNC și NC State.

Lucrarea a fost realizată cu sprijinul Institutelor Naționale de Sănătate, în cadrul grantului R01HL141967.

Referință: „Sonotromboliza ghidată de cateter mediată de nanodropletele de cheaguri de sânge trase” de Leela Goel, Huaiyu Wu, Bohua Zhang, Jinwook Kim, Paul A. Dayton, Zhen Xu și Xiaoning Jiang, 6 ianuarie 2021 Microsisteme și inginerie nano.
DOI: 10.1038 / s41378-020-00228-9

Un startup numit SonoVascular, Inc., care a fost fondat de Jiang, a licențiat tehnologia de “instruire” cu ultrasunete de la NC State. SonoVascular și NC State speră să colaboreze cu parteneri din industrie pentru a avansa tehnologia. Nanodropicii cu fierbere scăzută, inventați de Dayton, au primit, de asemenea, un brevet american. Această tehnologie a fost licențiată de compania Triangle Biotechnology, Inc., care a fost cofondată de Dayton. Coautorii studiului Dayton, Kim, Xu și Jiang au depus, de asemenea, o cerere de brevet pentru sonotromboliza mediată cu nanodroplet.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.