רוכב על גלי קול במוח

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


גידולי מוח, דימומים במוח ומצבים נוירולוגיים ופסיכולוגיים קשים לרוב לטיפול באמצעות תרופות. וגם כאשר זמינות תרופות יעילות, אלו נוטות להיות תופעות לוואי קשות מכיוון שהן מסתובבות בכל המוח ולא רק באזור בו הם נועדו לטפל. לאור המצב הזה, לחוקרים יש תקוות גדולות שיוכלו יום אחד לספק גישה ממוקדת יותר שתספק תרופות למקומות מוגדרים מאוד. לשם כך, הם נמצאים בתהליך של פיתוח מיני-טרנספורטרים שניתן להוביל במבוך הצפוף של כלי הדם.

פרסומת

חוקרים ב-ETH ציריך, אוניברסיטת ציריך ובית החולים האוניברסיטאי בציריך הצליחו כעת לראשונה להנחות כלי רכב מיקרו דרך כלי הדם במוח של בעל חיים באמצעות אולטרסאונד.

אולטרסאונד במקום מגנטיות

בהשוואה לטכנולוגיות ניווט חלופיות כמו אלו המבוססות על שדות מגנטיים, אולטרסאונד מציע יתרונות מסוימים. דניאל אחמד, פרופסור לרובוטיקה אקוסטית ב-ETH ציריך ומפקח על המחקר, מסביר: "בנוסף לשימוש נרחב בתחום הרפואי, אולטרסאונד בטוח וחודר לעומק הגוף".

עבור המיקרו-רכב שלהם, אחמד ועמיתיו השתמשו במיקרו-בועות מלאות בגז מצופות בליפידים – אותם חומרים שמהם עשויים קרומי התא הביולוגי. הבועות בעלות קוטר של 1.5 מיקרומטר וכיום משמשות כחומר ניגוד בהדמיית אולטרסאונד.

כפי שהראו החוקרים כעת, ניתן להוביל את המיקרו-בועות הללו דרך כלי דם. "מכיוון שהבועות האלה, או השלפוחיות, כבר מאושרות לשימוש בבני אדם, סביר להניח שהטכנולוגיה שלנו תאושר ותשמש בטיפולים לבני אדם מהר יותר מאשר סוגים אחרים של כלי רכב מיקרו שנמצאים כעת בפיתוח", אומר אחמד. הוא זכה במענק התחלה על ידי מועצת המחקר האירופית ERC בשנת 2019 עבור הפרויקט שלו לחקר ופיתוח טכנולוגיה זו.

יתרון נוסף של המיקרו-בועות מונחות האולטרסאונד הוא שהן מתמוססות בגוף לאחר שסיימו את עבודתן. כשמשתמשים בגישה אחרת, שדות מגנטיים, המיקרו-רכבים צריכים להיות מגנטיים, וזה לא קל לפתח מיקרו-רכבים מתכלים. יתר על כן, המיקרו-בועות שפותחו על ידי חוקרי ETH ציריך הן קטנות וחלקות. "זה מקל עלינו להדריך אותם לאורך נימי דם צרים", אומרת אלקסיה דל קמפו פונסקה, דוקטורנטית בקבוצתו של אחמד והמחברת הראשית של המחקר.

הולך נגד הזרם

במהלך השנים האחרונות, אחמד וקבוצתו עבדו במעבדה על מנת לפתח את השיטה שלהם להנחיית בועות מיקרו דרך כלי דם צרים. כעת, בשיתוף חוקרים מאוניברסיטת ציריך ומבית החולים האוניברסיטאי ציריך, הם בדקו את השיטה הזו על כלי דם במוחם של עכברים. החוקרים הזריקו את הבועות למערכת הדם של המכרסמים, שם הם נסחפים בזרם הדם ללא כל עזרה מבחוץ. עם זאת, החוקרים הצליחו להשתמש באולטרסאונד כדי להחזיק את השלפוחיות במקומן ולהוביל אותן דרך כלי המוח נגד כיוון זרימת הדם. החוקרים אפילו הצליחו להוביל את הבועות דרך כלי דם מפותלים או לגרום להן לשנות כיוון מספר פעמים על מנת לנתב אותן לענפים הצרים ביותר של זרם הדם.

כדי לשלוט בתנועות המיקרו-רכבים, החוקרים צירפו גם ארבעה מתמרים קטנים לחלק החיצוני של הגולגולת של כל עכבר. מכשירים אלה מייצרים רעידות בטווח האולטראסוני, שמתפשטות במוח כגלים. בנקודות מסוימות במוח, הגלים הנפלטים על ידי שני מתמרים או יותר יכולים להגביר זה את זה או לבטל זה את זה. החוקרים מנחים את הבועות באמצעות שיטה מתוחכמת להתאמת הפלט של כל מתמר בודד. הדמיה בזמן אמת מראה להם לאיזה כיוון הבועות נעות.

כדי ליצור את ההדמיה עבור מחקר זה, החוקרים השתמשו במיקרוסקופיה של שני פוטונים. בעתיד, הם גם רוצים להשתמש באולטרסאונד עצמו לצורך הדמיה ומתכננים לשפר את טכנולוגיית האולטרסאונד למטרה זו.

במחקר זה, המיקרו-בועות לא היו מצוידות בתרופות. החוקרים רצו תחילה להראות שהם יכולים להנחות את כלי הרכב המיקרוניים לאורך כלי הדם ושהטכנולוגיה הזו מתאימה לשימוש במוח. זה המקום שבו יש יישומים רפואיים מבטיחים, כולל בטיפול בסרטן, שבץ ומצבים פסיכולוגיים. הצעד הבא של החוקרים יהיה הצמדת מולקולות תרופה לחלק החיצוני של מעטפת הבועות לצורך הובלה. הם רוצים לשפר את השיטה כולה עד לנקודה שבה ניתן יהיה להשתמש בה בבני אדם, בתקווה שהיא תספק יום אחד את הבסיס לפיתוח טיפולים חדשים.



קישור לכתבת המקור – 2023-12-07 23:15:02

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר