超声波“钻头”和纳米液滴,并被证明对解决顽固的血块很有效

打破血块的新技术

由NC州,UNC和密歇根州的研究人员开发的一种新技术,使用超声“钻”来突破纳米块和整个硬化的血栓。随着纳米液体突发到微泡中,超声导致微泡振荡 - 破坏凝块的物理结构。信贷:Leela Goel

工程研究人员制定了一种新的技术,用于消除特别坚韧的血栓,使用工程纳米块和超声“钻头”来分解内部的凝块。该技术尚未经历临床测试。体外测试表明了有希望的结果。

具体而言,新方法旨在治疗缩回的血液凝块,在延长的时间段内形成缩回血栓,尤其是密集的。这些凝块特别难以治疗,因为它们比其他凝块更不孔,使得溶解血栓渗透到凝块中的药物很难。

新技术有两个关键部件:纳米辊和超声钻。

纳米液滴由微小的脂质球组成,这些脂质球中充满了液态的全氟碳化合物(PFCs)。具体来说,纳米液滴中充满了低沸点的全氟化碳,这意味着少量的超声波能量就能使液体转化为气体。当它们转化为气体时,全氟化碳迅速膨胀,使纳米液滴蒸发,形成微小的气泡。

该研究论文的第一作者Leela Goel说:“我们将纳米液滴引入血块的位置,由于纳米液滴非常小,当它们暴露在超声波下时,它们能够穿透并在血块内转化为微泡。”戈埃尔是联合生物医学工程系的博士生北卡罗来纳州立大学以及北卡罗来纳大学教堂山分校。

在凝块内形成微泡形成之后,凝块的继续暴露于超声波振荡微泡。微泡的快速振动使它们表现得像小拖运机一样,扰乱凝块的物理结构,并帮助溶解凝块。这种振动也在凝块质量中产生较大的孔,使血液传承的抗凝血药物渗透到凝块中深入凝固并进一步突破它。

这项技术是通过超声波钻头实现的,它是一个足够小的超声换能器,可以通过导管插入血管。该钻头可以将超声波直接对准前方,这使得它非常精确。它还能够将足够的超声能量引导到目标位置以激活纳米液滴,而不会对周围的健康组织造成损害。这种钻头内置一根管子,用户可以在血栓部位注射纳米液滴。

在体外测试中,研究人员比较了药物治疗的各种组合,使用微泡和超声波消除凝块,以及使用纳米辊和超声波的新技术。

“我们发现使用纳米液滴、超声波和药物治疗是最有效的,可以减少40%的血块大小,正负9%,”北卡州立大学机械和航空航天工程系主任F.邓肯杰出教授、该论文的通讯作者蒋晓宁说。“单独使用纳米液滴和超声波可以减少30%的质量,正负8%。其次最好的治疗包括药物治疗、微泡和超声波,这只能减少血块17%,正负9%。所有这些试验都是在相同的30分钟治疗期间进行的。

“这些早期测试结果非常有希望。”

“使用超声波破坏血栓血栓,包括欧洲患者的若干大量研究,取得有限,”威廉·肯纳威廉·肯纳·肯纳·肯德斯·肯德斯·肯德斯·斯特·肯纳·斯·肯德教授NC状态。“然而,加入低沸点纳米辊,结合超声钻已经证明了这项技术的实质性进步。”

“下一步将涉及在动物模型中涉及临床前测试,这些动物模型将有助于我们评估这种技术可能用于治疗深静脉血栓形成的安全有效,”密歇根大学生物医学工程教授镇旭说:“密歇根大学和共同作者本文。

这篇论文,“纳米液滴介导的导管引导的缩回血凝块超声溶栓”在期刊上公开发表微系统与纳米工程。论文作者为北卡州立大学博士生吴怀宇、张伯华;金旭(Jinwook Kim)是北卡罗莱纳大学和北卡罗莱纳州立大学生物医学工程联合部门的博士后研究员。

该工作是根据国家卫生研究院的支持,授予R01HL141967。

参考文献:“纳米多波克 - 介导的导管导向血栓缩回”由Leela Goel,淮雨吴,博华张,金德金,保罗A.代顿,甄旭和晓明江,1月2021日,微系统与纳米工程
DOI:10.1038 / S41378-020-00228-9

一个名为Sonovancular,Inc。的初创公司,它由Jiang共同创立,并从NC状态许可超声“钻头”技术。Sonovascular和NC国家希望与行业合作伙伴合作推进该技术。由Dayton共同发明的低沸点纳米块也被发出了美国专利。该技术已由Spinout公司Triangle Biotechnology,Inc。的许可。由Dayton共同创立。研究共同作者代顿,金,徐和江还提出了与纳米德克莱克介导的Sonothrombolys相关的专利申请。

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