Cerebrale veneuze sinustrombose (CVST) is een stolsel in de aderen dat bloed uit de hersenen afvoert, en is een van de meest voorkomende oorzaken van een beroerte bij jonge mensen. Vroegtijdige diagnose en antistollingstherapie kunnen de schade en de mortaliteit die gepaard gaat met CVST minimaliseren, maar de huidige behandelingen falen in ongeveer 20-40% van de gevallen.

Om de klinische resultaten te verbeteren, leidde een onderzoeksteam North Carolina State University en Georgia Institute of Technology heeft een nieuw vortex-echografie-instrument ontwikkeld dat is ontworpen om bloedstolsels in de hersenen af ​​te breken. Het apparaat waarin het team beschrijft Onderzoekelimineerde stolsels sneller dan bestaande technieken, en kon de bloedstroom herstellen door een volledig geblokkeerde bloedstroom in vitro model van CVST in slechts 8 minuten.

Bij een techniek die bekend staat als sonotrombolyse, wordt ultrageluid gebruikt om microbelletjes rondom een ​​stolsel te caviteren, waardoor het stolsel wordt afgebroken. Vergeleken met conventionele anticoagulantia of trombolytica die het bloedstolsel oplossen, heeft sonotrombolyse het potentieel om de benodigde behandelingstijd opmerkelijk te verkorten. Eerdere strategieën waren echter niet klinisch effectief bij de behandeling van grote, volledig afgesloten aderen of slagaders.

Het verschil met deze nieuwe aanpak is dat het team, in plaats van conventionele vlakke echografie te gebruiken, een nieuwe vortex-transducer heeft ontwikkeld die een spiraalvormig golffront creëert, waarin de echografie in tornado-stijl wervelt terwijl deze zich voortbeweegt. Deze wervel-echografie induceert een schuifspanning evenwijdig aan het vooroppervlak van het stolsel, waardoor de fibrinenetwerken van het stolsel laag voor laag mechanisch worden verstoord om het stolsel efficiënter op te lossen. De schuifspanning maakt ook de stolselstructuur los, waardoor de afgifte van microbellen en eventuele trombolytische middelen wordt verbeterd.

“In ons eerdere werk werd gekeken naar verschillende technieken waarbij echografie wordt gebruikt om bloedstolsels te elimineren met behulp van wat in essentie naar voren gerichte golven zijn”, legt mede-corresponderende auteur uit. Xiaoning Jiang van NC State University in een persverklaring. “Ons nieuwe werk maakt gebruik van vortex-echografie, waarbij de ultrasone golven een spiraalvormig golffront hebben. Gebaseerd op onze in vitro Uit tests blijkt dat deze aanpak bloedstolsels sneller elimineert dan bestaande technieken, grotendeels vanwege de schuifspanning die wordt veroorzaakt door de vortexgolf.”

Het genereren van een spiraalvormige golf

De onderzoekers creëerden een vortex-echografietransducer met behulp van een 2 x 2 array van laagfrequente (1.8 MHz) piëzo-elektrische transducers met een kleine opening. Het samenstellen van de array met een verschuiving van een kwart golflengte (0.21 mm) tussen de naar voren gerichte oppervlakken van aangrenzende transducers induceert de fysieke fasevertraging die nodig is om een ​​spiraalvormig golffront te genereren.

De transducerarray is klein genoeg om in een katheter met een diameter van 3.0 mm te passen, met een lumen om de cavitatiemiddelen en medicijnen voor microbellen af ​​te leveren. Deze katheter kan vervolgens via de bloedsomloop naar de plaats van het bloedstolsel worden gevoerd.

Bij tests met een bloedvatfantoom rekanaliseerde de vortextransducer de gehele lengte van een stolsel van 50 mm (herstelde de bloedstroom) binnen een behandeling van 30 minuten, terwijl een niet-vortextransducer minder dan 50% van de stolsellyse (afbraak) bereikte en niet rekanaliseerde. het vaartuig. Wanneer de stolsellysesnelheid wordt vergeleken, had de vortextransducer een absolute lysesnelheid van 53.9 mg/min, 64.3% hoger dan die van niet-vortextransducergebaseerde trombolyse (32.8 mg/min).

“Op basis van de beschikbare gegevens duren farmaceutische interventies om CVST-bloedstolsels op te lossen minstens 15 uur, en gemiddeld ongeveer 29 uur”, merkt de medecorresponderende auteur op. Chengzhi Shi van Georgia Tech. "Tijdens in vitro Dankzij tests konden we een acuut bloedstolsel in ruim een ​​halfuur oplossen.”

Veilig en effectief

Jiang, Shi en medewerkers testten hun vortextransducer in een 3D-geprint model van de cerebrale veneuze sinus. Ze ontdekten dat een volledig geblokkeerd bloedvat in slechts 8 minuten behandeling volledig werd geherkanaliseerd. De acute stolselmassa was 3.1 ± 0.3 g vóór de behandeling en 1.2 ± 0.4 g erna, wat overeenkomt met een reductiesnelheid van 7.66%/min en een lysesnelheid van 237.5 mg/min. Het team merkt op dat deze waarden aanzienlijk hoger zijn dan de waarden die onlangs zijn gerapporteerd voor medicijnvrije endovasculaire sonotrombolyse (1.3–2.5%/min; 2–4.6 mg/min).

'Echografieboor' en nanodruppeltjes breken bloedstolsels af

Uit analyse van het stolselafval bleek dat de meeste deeltjes minder dan 100 µm groot waren, waardoor het risico op gevaarlijke embolievorming werd verkleind. Om de veiligheid van de behandeling verder te beoordelen, pasten de onderzoekers vortex-echografie toe ex vivo halsaderen van de hond, waarbij geen schade aan de bloedvatwanden wordt waargenomen. Ze stelden ook vast dat vortex-echografie geen substantiële schade aan de rode bloedcellen veroorzaakt.

Vervolgens zijn de onderzoekers van plan tests uit te voeren in een diermodel. Als deze succesvol zijn, hopen ze klinische proeven uit te voeren. “In ernstige gevallen van CVST en bij patiënten met enorme, volledig geblokkeerde veneuze stolsels en die niet effectief kunnen worden behandeld met medicijnen die momenteel beschikbaar zijn, kan de vortex-echografie-trombolysetechnologie in de toekomst een levensreddende behandeling worden”, concluderen ze.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://physicsworld.com/a/vortex-ultrasound-tool-breaks-down-blood-clots-in-the-brain/