Brug af lydbølger til ekstern at målrette medicin mod tumorer

Manglen på en klinisk levedygtig metode til at spore og dirigere kræftmedicin til tumorer er et stort problem for målrettet terapi.

Men en ny ultralydsmetode foreslået af biomedicinske ingeniører fra Qifa Zhous team ved University of Southern California i Los Angeles kunne muliggøre akustisk kontrol og sporing i realtid af lægemiddelfrigivelse i kroppen. Forskerne rapporterer om deres manipulation af ultralydsbølger for at lokalisere lægemiddellevering Anvendt fysik bogstaver .

"Ved konventionel lægemiddellevering, væv undersøges ex vivo under mikroskopet, eller radioaktive materialer bruges til at spore lægemidler in vivo. Vi foreslår en ny måde at billede og flytte stoffet præcist inde i menneskekroppen ved at kombinere den nye planbølgebilleddannelsesmetode med en fokuseret ultralydstransducer, "sagde postdoktorforsker Xuejun Qian.

Nøjagtig levering af lægemidler er afgørende for at sikre tumorudslettelse, samtidig undgås de giftige bivirkninger af kræftterapeutika på sundt væv. Ultralyd er en populær metode til ikke -invasiv billeddannelse inde i kroppen. Men fordi den konventionelle metode mangler følsomhed, det har ikke været brugt til levering af lægemidler tidligere. Zhous team tilpassede et nyt, ultrahurtig ultralydsmetode, der eliminerer baggrundsstøj for nøjagtigt at spore et køretøj til levering af lægemidler inden for et fantomblodkar.

Hanmin Peng, en gæsteforsker fra Nanjing University of Aeronautics &Astronautics, Kina, og kolleger pumpede vand gennem et smalt silikonerør for at efterligne blodgennemstrømning gennem et blodkar. De placerede røret under ægte svinevæv og afbildede på tværs af dette for at gøre opsætningen mere realistisk. Mikrobobler, små lommer med luft, der kan bruges som køretøjer til levering af lægemidler blev indført i de falske blodkar.

I de seneste år, der har været stor spænding over muligheden for at fokusere lydbølger til "akustisk pincet, "som kan manipulere partikler. Zhous team anvendte en fokuseret ultralydstransducer for at fange mikroboblerne identificeret ved deres ultrahurtige billeddannelsessystem.

Teamet forudsagde mikroboblers bevægelse og beregnet de akustiske strålingskræfter, der kræves for at fange og flytte boblerne til bestemte områder i fantomblodkaret.

Ved at afbalancere den akustiske strålingskraft fra transduceren, holdet flyttede de fangede mikrobobler til et bestemt sted på rørvæggen og skruede op for den akustiske effekt for at sprænge boblerne.

Ultralydbølger vibrerer luften indeholdt i mikrobobler, hvilket gjorde det muligt for Peng og kolleger at bruge deres nye ultrahurtige ultralyds billeddannelsessystem til præcist at spore mikroboblerne i op til 10 millimeter dybder i vævet. De håber, at denne kombination af ultralydssporing og målretning kan oversættes til ikke-invasivt at lede lægemiddelholdige mikrobobler til blodkar støder op til tumorsteder i kroppen.

"Vi vil prøve in vivo-undersøgelser af rotter eller kaniner for at se, om den foreslåede metode kan overvåge og frigive mikroboblerbaseret lægemiddeltilførsel i en rigtig krop, "sagde Qian." Vi håber at forbedre billedopløsningen yderligere, følsomhed og hastighed i en reel sag, og hvis det virker, det langsigtede mål ville være at bevæge sig mod et menneskeligt studie. "