NCSUとUNCの研究者はナノテクノロジーを利用して頑固な血栓に対処

発行日: 2021年1月8日

ローリー – 工学研究者らは、人工ナノ液滴と超音波「ドリル」を使用して血栓を内側から外側に破壊する、特に頑固な血栓を除去するための新しい技術を開発した。この技術はまだ臨床試験を行っていません。インビトロ試験では有望な結果が示されています。

具体的には、この新しいアプローチは、長期間にわたって形成され、特に密度の高い退縮した血栓を治療するように設計されています。これらの血栓は他の血栓に比べて多孔性が低く、血栓を溶解する薬剤が血栓に浸透するのが難しいため、治療が特に困難です。

新しい技術には、ナノ液滴と超音波ドリルという 2 つの重要なコンポーネントがあります。

ナノ液滴は、液体パーフルオロカーボン (PFC) で満たされた小さな脂質球で構成されています。具体的には、ナノ液滴には低沸点 PFC が充填されており、少量の超音波エネルギーによって液体が気体に変換されることを意味します。 PFC は気体に変化する際に急速に膨張し、ナノ液滴を蒸発させて微細な泡を形成します。

「私たちは血栓の部位にナノ液滴を導入しますが、ナノ液滴は非常に小さいため、超音波にさらされると血栓内に浸透してマイクロバブルに変わることができます」と、この論文の筆頭著者であるリーラ・ゴエル氏は述べています。仕事。ゴエルは博士号を取得しています。ノースカロライナ州立大学とノースカロライナ大学チャペルヒル校の共同生体医工学部の学生。

マイクロバブルが血餅内に形成された後、血餅を超音波にさらし続けるとマイクロバブルが振動します。マイクロバブルの急速な振動により、マイクロバブルは小さな削岩機のように動作し、血栓の物理的構造を破壊し、血栓の溶解を助けます。この振動はまた、血栓塊に大きな穴を作り、血液由来の抗凝固薬が血栓の奥深くまで浸透し、さらに血栓を破壊することを可能にします。

この技術を可能にするのは、 超音波ドリル – これは、カテーテルを介して血管に導入できるほど小さい超音波トランスデューサーです。ドリルは超音波を真正面に向けることができるため、非常に正確です。また、周囲の健康な組織に損傷を与えることなく、ナノ液滴を活性化するために十分な超音波エネルギーを標的位置に向けることができます。このドリルにはチューブが組み込まれており、これによりユーザーは凝固部位にナノ液滴を注入できます。

研究者らは、インビトロ試験で、薬物治療、血栓を除去するためのマイクロバブルと超音波の使用、およびナノ液滴と超音波を使用する新しい技術のさまざまな組み合わせを比較した。

「ナノ液滴、超音波、および薬物治療の使用が最も効果的であり、血栓のサイズが 40% プラスまたはマイナス 9% 減少することがわかりました」とノースカロライナ大学機械航空宇宙工学学部長、F. ダンカン特別教授の Xiaoning Jiang 氏は述べています。論文の州および責任著者。 「ナノ液滴と超音波だけを使用すると、質量は 30%、プラスまたはマイナス 8% 減少しました。次に良い治療法は、薬物治療、マイクロバブル、超音波であり、血栓量はわずか 17%、プラスまたはマイナス 9% 減少しました。これらのテストはすべて、同じ 30 分間の治療期間で実施されました。

「これらの初期のテスト結果は非常に有望です。」

「血栓を破壊するための超音波の使用は、ヨーロッパの患者を対象としたいくつかの実質的な研究を含め、何年も研究されてきたが、成功は限られていた」と共著者のポール・デイトン氏、ウィリアム・R・ケナン・ジュニアUNC生体医工学特別教授は言う。ノースカロライナ州。 「しかし、低沸点のナノ液滴の追加と超音波ドリルの組み合わせにより、この技術の大幅な進歩が実証されました。」

「次のステップには、深部静脈血栓症の治療においてこの技術がどれほど安全で有効であるかを評価するのに役立つ動物モデルでの前臨床試験が含まれます」とミシガン大学の生物医工学教授で共著者のジェン・シュウ氏は言う。紙の。

紙、 "収縮した血栓のナノ液滴媒介カテーテル指向性超音波血栓溶解療法、」が雑誌にオープンアクセスで公開されました マイクロシステムとナノエンジニアリング。この論文は、博士課程の Huaiyu Wu 氏と Bohua Zhang 氏の共著です。ノースカロライナ州立大学の学生。 UNCとノースカロライナ州の生物医工学共同部門のポスドク研究員であるJinwook Kim氏。

この研究は、国立衛生研究所の助成金 R01HL141967 のもとで支援を受けて行われました。

Jiang 氏が共同設立した SonoVascular, Inc. という新興企業は、ノースカロライナ州から超音波「ドリル」技術のライセンス供与を受けている。 SonoVascular とノースカロライナ州立大学は、業界パートナーと協力して技術を進歩させたいと考えています。デイトン氏が共同発明した低沸点ナノ液滴も米国特許を取得している。この技術は、デイトン氏が共同設立したスピンアウト企業トライアングル・バイオテクノロジー社からライセンス供与されている。研究の共著者であるDayton氏、Kim氏、Xu氏、Jiang氏も、ナノ液滴媒介音波血栓溶解療法に関連する特許出願を行っている。

(C)NCSU

元の記事の出典: WRAL TechWire