Ученые разработали акустические голограммы для лечения болезни Альцгеймера
Акустические голограммы для контролируемого открытия гематоэнцефалического барьера мозга, необходимого при медикаментозном лечении болезней Паркинсона или Альцгеймера, разработали исследователи Политехнического университета Валенсии (UPV) и Высшего совета по научным исследованиям (CSIC) Испании, 17 мая сообщает сайт новостей науки EurekAlert.
Голограммы печатаются на 3D-принтере и позволяют избирательно, эффективно и целенаправленно открывать гематоэнцефалический барьер мозга, облегчая введение терапевтических препаратов.
Сфокусированный ультразвук способен оказывать терапевтическое воздействие для лечения неврологических заболеваний точным и неинвазивным образом. Однако его применение в случае болезней мозга затруднено из-за эффектов аберрации (искажения) и ослабления звуковых волн, вносимых черепом, а также наличия нескольких областей, на которые нужно воздействовать одновременно, распределенных по объему мозга.
Акустические голограммы могут исправлять аберрации, внесенные черепом, а также создавать ультразвуковой мультифокальный пучок в особо важных структурах мозга. Исследователь из UPV Ноэ Хименес поясняет:
«Благодаря нашим голограммам ультразвуковой луч фокусируется и адаптируется двусторонне и очень точно к частям мозга, которые представляют большой терапевтический интерес, например, к двум частям гиппокампа, связанного с болезнью Альцгеймера, которые имеют причудливую трехмерную форму».
Это позволяет точнее определять область лечения, сведя к минимуму объем здоровой ткани головного мозга, на который воздействует ультразвук. Кроме того, в этом случае стоимость и время операции будут снижены.
Для фокусировки голограмма, которая создается индивидуально для каждого конкретного случая и печатается на 3D-принтере, помещается перед источником ультразвука, а на череп помещается конус с водой, через который волна распространяется до того, как достигнет мозг пациента.
Далее ультразвук проходит через мозг и затем фокусируется на области мозга, подлежащей лечению. Одновременно в кровоток вводятся микропузырьки. Когда они достигают капилляров мозга и их собственные колебания совпадут с колебаниями ультразвуковой волны, они начинают вибрировать.
При этом эпителиальная ткань гематоэнцефалического барьера капилляров начинает поддаваться, и через «маленькие щели проникают молекулы лекарства, предназначенного для лечения патологии, поразившей центральную нервную систему.
Результаты экспериментов применения голограмм были приведены в статье «Акустические голограммы для двустороннего открытия гематоэнцефалического барьера в модели мыши», опубликованной в журнале IEEE Transactions on Biomedical Engineering.
В настоящее время команда исследователей из UPV, CSIC и Колумбийского университета проверяет действие этой новой технологии при открытии гематоэнцефалического барьера у нечеловеческих приматов, а также разрабатывает первые протоколы экспериментов на людях для лечения опухолей головного мозга и проведения исследований нейростимуляции мозга.
