2023-01-23 ノースカロライナ州立大学(NCState)
◆CVSTは、脳から血液を排出する役割を担う静脈に血栓が形成されると発症します。CVSTの発生率は、2018年と2019年に米国で10万人あたり2～3人であり、発生率は増加しているようです。”私たちのここでの研究が重要であるもう一つの理由は、CVSTの現在の治療が20～40%の症例で失敗することです “とJiang氏は言います。
◆新しいツールは、渦巻き状のボルテックス効果を生み出すように特別に設計された1つのトランスデューサで構成されています。この変換器は、カテーテルに組み込むことができるほど小型で、循環系を経由して血栓のある部位に送り込まれる。
◆研究者らは、3Dプリントした脳静脈洞のモデルに牛の血液を入れ、体外での概念実証試験を行った。「これまでのデータでは、CVSTの血栓を溶解するための薬剤投与には、少なくとも15時間、平均で約29時間かかっています」とShiは言います。「試験管内テストでは、急性血栓を30分以内に溶かすことができました。
◆カテーテル治療や外科手術の際には、血管そのものを傷つけてしまうなどの危険性があります。そこで研究者たちは、動物の血管に渦流超音波を当てる実験を行いました。その結果、血管の壁を傷つけることはありませんでした。また、赤血球に大きなダメージを与えるかどうかの実験も行った。その結果、赤血球には大きなダメージがないことがわかりました。
◆「次のステップは、動物モデルを用いた試験で、この技術がCVST治療に有効であることを確認することです」とJiang氏は言います。「この試験が成功すれば、臨床試験に進みたいと考えています。
◆論文は、オープンアクセス誌「Research」に掲載され、Science Partner Journalとして掲載されています。
<関連情報>
- https://news.ncsu.edu/2023/01/new-tool-uses-ultrasound-tornado-to-break-down-blood-clots/
- https://spj.science.org/doi/abs/10.34133/research.0048
脳静脈洞血栓症に対する渦状超音波誘起シアストレスによる高速血管内ソノトロンボリシス治療モデル A model of high-speed endovascular Sonothrombolysis with vortex ultrasound-induced shear stress to treat cerebral venous sinus thrombosis
Bohua Zhang,Huaiyu Wu,Howuk Kim,Phoebe J. Welch,Ashley Cornett,Greyson Stocker,Raul G. Nogueira,Jinwook Kim,Gabe Owens,Paul Dayton,Zhen Xu,Chengzhi Shi ,Xiaoning Jiang
Science Partner Journal Published:11 Jan 2023
DOI: 10.34133/research.0048
Abstract
This research aims to demonstrate a novel vortex ultrasound enabled endovascular thrombolysis method designed for treating cerebral venous sinus thrombosis (CVST). This is a topic of significant importance since current treatment modalities for CVST still fail in as many as 20-40% of the cases and the incidence of CVST has increased since the outbreak of the COVID-19 pandemic. Compared with conventional anticoagulant or thrombolytic drugs, sonothrombolysis has the potential to remarkably shorten the required treatment time owing to the direct clot targeting with acoustic waves. However, previously reported strategies for sonothrombolysis have not demonstrated clinically meaningful outcomes (e.g., recanalization within 30 minutes) in treating large, completely occluded veins or arteries. In this paper, we demonstrated a new vortex ultrasound technique for endovascular sonothrombolysis utilizing wave-matter interactioninduced shear stress to enhance the lytic rate substantially. Our in vitro experiment showed that the lytic rate was increased by at least 64.3 % compared with the nonvortex endovascular ultrasound treatment. A Downloaded from https://spj.science.org on January 23, 2023 2 3.1 g, 7.5 cm long, completely occluded in vitro 3D model of acute CVST was fully recanalized within 8 minutes with a record-high lytic rate of 237.5 mg/min for acute bovine clot in vitro. Furthermore, we confirmed that the vortex ultrasound causes no vessel wall damage over ex vivo bovine veins. This vortex ultrasound thrombolysis technique potentially presents a new life-saving tool for severe CVST cases that cannot be efficaciously treated using existing therapies.
