MRI magnētiskais lauks ietekmē fokusētu ultraskaņas tehnoloģiju

MRI magnētiskais lauks ietekmē fokusētu ultraskaņas tehnoloģiju

MRI vadīta fokusēta ultraskaņa, kas apvienota ar mikroburbulīšiem, var atvērt asins-smadzeņu šķērsli (BBB), kā arī dot iespēju atjaunojošām zālēm nokļūt neveselīgā prāta vietā pēc MRI ieteikuma. Tā ir pievilcīga metode, kas faktiski ir atklāta bez riska cilvēkiem ar dažādām prāta slimībām, piemēram, Alcheimera slimību, Parkinsona slimību, ALS un arī glioblastomu. Lai gan MRI faktiski parasti tiek izmantots terapijas konsultācijām, kā arī novērtēšanai preklīniskajos un profesionālajos pētījumos, iepriekš zinātnieki nesaprata MRI skenera radītā fiksētā magnētiskā lauka ietekmi uz BBB atvēršanas dimensiju un arī zāļu sūtījumu efektivitāti. .

Pavisam jaunajā pētījumā, kas tika izlaists 6. gada 2021. jūlijā, Radioloģija, Honkonga Čena un arī viņas laboratorija Vašingtonas universitātē Sentluisā pirmo reizi ir atklājuši, ka MRI skenera magnētiskais lauks samazināja BBB atvēruma daudzumu 3.3 reizes līdz 11.7 reizes atkarībā no magnētiskā lauka izturības, datorpeles dizainā.

Čena, McKelvey inženieru skolas biomedicīnas dizaina asociētā pasniedzēja un Medicīnas skolas radiācijas onkoloģijas asociētā pasniedzēja, kā arī viņas laboratorija veica pētījumu ar 30 datorpelēm, kas sadalītas pa 4 komandām. Pēc tam, kad datorpeles bija ieguvušas mikroburbuļu uzņemšanu, 3 komandas saņēma ultraskaņas ultraskaņu ar dažādiem magnētiskā lauka izturības rādītājiem: 1.5 T (teslas), 3 T un arī 4.7 T, kamēr viena komanda nekad nav nonākusi magnētiskajā laukā.

Viņi konstatēja, ka mikroburbuļu kavitācijas uzdevums vai mikroburbuļu attīstība, pievilkšana un arī sabrukšana ir pazemināta par 2.1 decibelu pie 1.5 T; 2.9 decibeli pie 3 T; un arī 3 decibelus pie 4.7 T, salīdzinot ar tiem, kuri faktiski devu pārsniedza magnētisko lauku. Uzlabojumā magnētiskais lauks pazemināja BBB atvēruma daudzumu 3.3 reizes pie 1.5 T; 4.4 reizes 3 T temperatūrā; un arī 11.7 reizes pie 4.7 T. Neviena no datora pelēm neatklāja jebkāda veida šūnu bojājumus no ārstēšanas.

Pēc fokusētās ultraskaņas ultraskaņas noteikšanas grupa ievadīja zāļu versiju Evansu zilu, lai pārbaudītu, vai fiksētais magnētiskais lauks ietekmē trans-BBB zāļu nosūtīšanas efektivitāti. Attēli atklāja, ka Evans zilās krāsas fluorescences stiprums bija samazināts datorpelēm, kuras saņēma terapiju starp trim magnētisko zonu izturībām, salīdzinot ar datorpelēm, kas nodarbojās ar ārpus magnētiskā lauka. Evans blue trans-BBB sūtījums tika pazemināts par 3 reizes pie 1.4 T, 1.5 reizes pie 1.6 T un arī 3.0 reizes pie 1.9 T, salīdzinot ar tiem, ar kuriem nodarbojas ārpus magnētiskā lauka.

"Magnētiskā lauka slāpējošo efektu uz mikroburbuli, visticamāk, izraisa burbuļa kinētiskās enerģijas zudums, ko rada Lorenca spēks, kas iedarbojas uz kustīgo uzlādēto lipīdu molekulām uz mikroburbuļa apvalka un dipolārajām ūdens molekulām, kas ieskauj mikroburbulīšus," apgalvoja Jaohens (Mack ) Jaņs, Čena laboratorijas doktorants un arī pētījuma vadītājs.

"Šī pētījuma secinājumi liecina, ka magnētiskā lauka ietekme jāņem vērā mērķtiecīgas ultraskaņas klīniskajos pielietojumos smadzeņu zāļu piegādē," apgalvoja Čens.

Uzlabojot prāta zāļu piegādi, kavitācija ir arī būtiska fiziskā sistēma daudzām citām atjaunojošām stratēģijām, piemēram, histotripsijai, izmantojot kavitāciju, lai mehāniski sabojātu šūnu zonas, kā arī sonotrombolīzi, kas tiek izmantota pēc intensīva išēmiska insulta. Paredzams, ka magnētiskā lauka radītais mitrinošais efekts uz kavitāciju ietekmēs dažādu citu kavitācijas starpniecības stratēģiju terapijas gala rezultātus, ja tiek izmantotas ar MRI vadītas fokusētas ultraskaņas sistēmas.