В России испытали новый эффективный контрастный агент для УЗИ
Новый контрастный агент для УЗИ на основе белково-полимерных микропузырьков, повышающий эффективность исследования внутренних органов, синтезировали и испытали совместно со своими московскими коллегами ученые Сколковского института науки и технологий, 17 января сообщает пресс-служба вуза.
Белково-полимерные микропузырьки в кровотоке пациента позволяют делать получаемое на аппарате УЗИ изображение органа более четким. Полученный учеными новый контрастный агент уникален для России и превосходит зарубежные аналоги по времени циркуляции в кровотоке, предоставляя врачу дополнительные минуты для исследования.
Такое УЗИ с повышенным контрастом в некоторых случаях сможет заменить более дорогие и небезопасные для организма компьютерную и магнитно-резонансную томографию, тем более что оборудование для УЗИ есть в каждой клинике.
Однако точность результатов ультразвукового исследования в настоящее время недостаточно высока и во многом зависит от оператора. На помощь приходят контрастные агенты для УЗИ, использование которых значительно увеличивает качество визуализации таких внутренних органов, как сердце, мозг, печень, почки, сосуды и женская репродуктивная система.
Контрастные агенты для УЗИ представляют собой препараты, содержащие микропузырьки газа размером 1–8 мкм, оболочка которых может состоять из белков, липидов или полимеров. При этом белки дают лучшее качество визуализации, а липиды и полимеры обеспечивают более длительную циркуляцию препарата в крови пациента.
Современные контрастные агенты для УЗИ недоступны в России, но и они не всегда имеют достаточное время циркуляции. Для решения данной проблемы ученые из Сколтеха аспирант Татьяна Естифеева, научный сотрудник Полина Рудаковская и профессор Дмитрий Горин из Центра фотоники и фотонных технологий объединились с коллегами из других институтов.
Ученые решили для получения более устойчивых оболочек микропузырьков объединить белок альбумин, часто применяемый в медицине, с биосовместимым сополимером. Для определения наиболее эффективного гибридного контрастного агента для УЗИ они исследовали 100 вариантов микропузырьков с разным типом полимера и содержанием его в смеси от 2% до почти 50%.
Эти эксперименты включали оценку размера и концентрации микропузырьков, а также их акустического отклика. Сначала были исключены варианты смеси, которые не давали стабильных пузырьков. Оставшиеся прошли проверку на фантоме, имитирующем кровеносный сосуд. Исследователи измеряли размер пузырьков, концентрацию и акустический отклик от них.
Выбранный самый эффективный гибридный состав сравнили с пузырьками на основе чистого альбумина и контрольной группой с физраствором. Сравнение его с белковым агентом без добавления сополимера показало, что он имеет заметно лучшие основные характеристики: контрастность изображения и время циркуляции в кровотоке, которое у него возросло в полтора-два раза.
После этого лучший образец вводили в хвостовую вену крысы и проводили УЗИ ее сердца. Полученные результаты сравнивались с таковыми при УЗИ без контраста и с агентом в виде чистого альбумина.
Оказалось, что без контрастного агента изображение почти не содержало деталей, белковый агент позволял разглядеть только желудочки сердца, гибридный же агент позволил увидеть всё четырехкамерное сердце целиком, причем яркая контрастность сохранялась до 7 минут, тогда как используемые стандартные препараты дают только 3 минуты контрастности.
Исследователи считают, что новый высококонтрастный агент для УЗИ может оказаться полезен при диагностике бесплодия у женщин и в исследовании сосудов мозга, поэтому хотели бы продолжить свою работу в этих направлениях.
Результаты исследования были представлены в статье Ultrasound protein-copolymer microbubble library engineering through poly (vinylpyrrolidone-co-acrylic acid) structure, опубликованной в журнале Biomaterials Advances.
