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SALUD. Nanogotas y "taladros" de ultrasonidos para combatir coágulos de sangre resistentes

 

Una nueva técnica, desarrollada por investigadores de NC State, UNC y Michigan, utiliza un “taladro” de ultrasonido para reventar nanogotas dentro y alrededor de los coágulos de sangre endurecidos. A medida que las nanogotas se convierten en microburbujas, el ultrasonido hace que las microburbujas oscilen, alterando la estructura física del coágulo. Fuente: Leela Goel

Los investigadores de ingeniería han desarrollado una nueva técnica para eliminar los coágulos de sangre particularmente resistentes, utilizando nanogotas de ingeniería y un “taladro” de ultrasonido para romper los coágulos de adentro hacia afuera. La técnica aún no ha pasado por pruebas clínicas. Las pruebas in vitro han mostrado resultados prometedores.

Específicamente, el nuevo enfoque está diseñado para tratar los coágulos de sangre retraídos, que se forman durante períodos de tiempo prolongados y son especialmente densos. Estos coágulos son particularmente difíciles de tratar porque son menos porosos que otros coágulos, lo que dificulta que los medicamentos que disuelven los coágulos de sangre penetren en el coágulo.

La nueva técnica tiene dos componentes clave: las nanogotas y el taladro de ultrasonido.

Las nanogotas consisten en diminutas esferas de lípidos que están llenas de perfluorocarbonos líquidos (PFC). Específicamente, las nanogotas están llenas de PFC de bajo punto de ebullición, lo que significa que una pequeña cantidad de energía de ultrasonido hará que el líquido se convierta en gas. A medida que se convierten en gas, los PFC se expanden rápidamente, vaporizando las nanogotas y formando burbujas microscópicas.

“Introducimos nanogotas en el sitio del coágulo y, dado que las nanogotas son tan pequeñas, pueden penetrar y convertirse en microburbujas dentro de los coágulos cuando se exponen al ultrasonido”, dice Leela Goel, primera autora de un artículo sobre la trabajo.

Después de que las microburbujas se forman dentro de los coágulos, la exposición continua de los coágulos al ultrasonido hace oscilar las microburbujasLa rápida vibración de las microburbujas hace que se comporten como pequeños martillos neumáticos, alterando la estructura física del coágulo y ayudando a disolver los coágulos. Esta vibración también crea agujeros más grandes en la masa del coágulo que permiten que los medicamentos anticoagulantes de la sangre penetren profundamente en el coágulo y lo descompongan aún más.


Los investigadores de ingeniería han desarrollado una nueva técnica para eliminar los coágulos de sangre particularmente resistentes, utilizando nanogotas de ingeniería y un “taladro” de ultrasonido para romper los coágulos de adentro hacia afuera. La técnica aún no ha pasado por pruebas clínicas. Las pruebas in vitro han mostrado resultados prometedores.

La técnica es posible gracias al taladro de ultrasonido, que es un transductor de ultrasonido lo suficientemente pequeño como para introducirse en el vaso sanguíneo a través de un catéter. El taladro puede apuntar el ultrasonido directamente hacia adelante, lo que lo hace extremadamente preciso. También es capaz de dirigir suficiente energía de ultrasonido a la ubicación objetivo para activar las nanogotas, sin causar daño al tejido sano circundanteEl taladro incorpora un tubo que permite a los usuarios inyectar nanogotas en el sitio donde se aloja el coágulo resistente.

En las pruebas in vitro, los investigadores compararon varias combinaciones de tratamiento farmacológico, el uso de microburbujas y ultrasonido para eliminar los coágulos, y la nueva técnica, que utiliza nanogotas y ultrasonido.

Los científicos descubrieron que el uso de nanogotas, ultrasonido y tratamiento farmacológico fue el más efectivo, reduciendo el tamaño del coágulo en un 40% promedio. El uso de nanogotas y ultrasonido solo redujo la masa en un 30% de promedio. El siguiente mejor tratamiento involucró el tratamiento con medicamentos, microburbujas y ultrasonido, y eso redujo la masa del coágulo solo en un 17% promedio. Todas estas pruebas se realizaron con el mismo período de tratamiento de 30 minutos.

Estos primeros resultados de las pruebas son muy prometedores ya que el uso de ultrasonido para interrumpir los coágulos de sangre se ha estudiado durante años, incluidos varios estudios sustanciales en pacientes en Europa, con un éxito limitado. Sin embargo, la adición de nanogotas de bajo punto de ebullición, combinada con el taladro de ultrasonido, ha demostrado un avance sustancial en este campo.

Los próximos pasos incluirán pruebas preclínicas en modelos animales que ayudarán a evaluar qué tan segura y efectiva puede ser esta técnica para tratar la trombosis venosa profunda.

Fuente: “Nanodroplet-mediated catheter-directed sonothrombolysis of retracted blood clots” by Leela Goel, Huaiyu Wu, Bohua Zhang, Jinwook Kim, Paul A. Dayton, Zhen Xu and Xiaoning Jiang, 6 January 2021, Microsystems & NanoengineeringDOI: 10.1038/s41378-020-00228-9

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