Исследователи объединили сверхбыструю ультразвуковую систему визуализации с ультразвуковыми пинцетами для отслеживания и направления лекарственных препаратов в организме.

Лечение онкологических заболеваний сегодня — палка о двух концах. С одной стороны, самый распространенный метод — химиотерапия — может эффективно уничтожать раковые клетки, а с другой — она убивает и здоровые. Это вызывает риск смерти не от рака, а от побочных эффектов химиотерапии. Поэтому медики всего мира ведут работу по созданию способов адресной доставки препаратов, с помощью которой лекарственные соединения попадали бы точно в клетки опухоли, по минимуму задевая здоровые ткани.

Один из таких способов предложила команда ученых из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе. Они прокачивали воду через узкую силиконовую трубку, чтобы имитировать кровоток по кровеносному сосуду. Затем ученые поместили трубку под свиную кожу. В поддельные кровеносные сосуды исследователи ввели микропузырьки — крошечные воздушные карманы, которые можно использовать в качестве транспортных средств для доставки лекарств.

В последние годы было много исследований на тему фокусировки звуковых волн в «акустические пинцеты», которые могут манипулировать частицами. Американские ученые использовали ультразвуковой преобразователь для улавливания микропузырьков и контролирования их движения. Обнаружить такие воздушные структуры авторам работы помогла сверхбыстрая и очень чувствительная ультразвуковая диагностика.

Команда предсказала движение микропузырька и рассчитала силы акустического излучения, необходимые для его захвата и перемещения в определенные области в искусственном кровеносном сосуде. Уравновешивая силу акустического излучения от датчика, ученые переместили захваченные микропузырьки в определенное место на стенке трубки. Затем они увеличили амплитуду колебаний волн, из-за чего пузырек лопнул. Это позволило сделать вывод о возможности точной доставки и высвобождения лекарственных средств в необходимом месте кровеносного сосуда.

Теперь исследователи планируют провести испытания in vivo на крысах или кроликах. В будущем авторы работы хотят еще больше улучшить разрешение, чувствительность и скорость визуализации метода в реальном времени. Если это удастся, долгосрочной целью ученых будут исследования на людях.