Лазер не оставит шанса тромбам

Лазер не оставит шанса тромбам

Лазеры в медицине, Новости науки и техники Комментариев к записи Лазер не оставит шанса тромбам нет

Исследователи Университета медицинских наук штата Арканзас (США), совместно с сотрудниками Университетских клиник Франкфурта и Дрездена, под руководством профессора Владимира Жарова, при участии Александра Мелерзанова, декана факультета биологической и медицинской физики МФТИ, провели на мышах экспериментальную работу по обнаружению тромбов при помощи фотоакустической проточной цитометрии, нового метода неинвазивной диагностики и удаления тромбов. Результаты исследования опубликованы журналом PLOS ONE.

Real-Time Label-Free Embolus Detection Using In Vivo Photoacoustic Flow Cytometry
PAFC platform was built upon the Eclipse E400 microscope (Nikon Instruments, Inc.) and equipped with a 1064 nm pulsed fiber-based laser (model MOPA-M-1-10-1, Multiwave Photonics S.A., Portugal) (Fig 1A and 1B). The laser was set to operate at a 10 kHz pulse repetition rate, 10 ns pulse width, and 10 μJ pulse energy. Laser beam was focused into vessels using a 40x micro-objective (NA 0.65, model PlanFluor, Nikon Instruments Inc.). Laser energy was controlled using a PM100USB power and energy meter and an S314C sensor (both from Thorlabs, Inc.). An LED light source and a CCD camera (model Xli DX-2M, Brunel Microscopes Ltd, UK) were used to visualize the tissue and align the laser beam onto a vessel. Data acquisition was triggered by a photodetector (150 MHz, model PDA10A, Thorlabs Inc.). Laser-induced acoustic waves were detected by an ultrasound transducer (2.25 MHz bandwidth, model V-323-SM, Olympus NTD, Waltham, MA) and further amplified by a preamplifier (50 kHz– 5 MHz bandwidth, 54 dB gain, model 5662, Panametrics NDT). Standard ultrasound gel (Aquasonic Clear, Parker Labs Inc.) was placed on the skin for acoustic coupling.
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371%2Fjournal.pone.0156269

Тромбоэмболией называют перемещение тромбов в потоке крови. Тромбы делятся на два вида: белые (тромбоцитарные) и красные (тромбо-эритроцитарные). Сгустки в норме образуются в результате естественной реакции свертывающей системы человека для остановки кровотечения. Однако тромб может повлечь за собой закупорку кровеносного сосуда, что в зависимости от локализации и диаметра «закупоренного» сосуда приводит к острому нарушению кровообращения и тяжелым последствиям, вплоть до смерти. Тромб, оторвавшийся от стенки сосуда в месте образования и начавший циркуляцию по руслу крови, называется эмболом (может состоять не только из тромбоцитов, но и, например, из капель жира). Тромбоэмболия может развиться внезапно: по данным ВОЗ (Всемирной организации здравоохранения) на 2014 год от неё страдают в среднем 100–150 человек из каждых 100 тысяч.

Несмотря на серьёзность проблемы, на данный момент высокочувствительные методы диагностики тромбоэмболов не развиты. Методы, используемые сейчас, имеют низкую чувствительность и не позволяют уничтожать тромбы в режиме реального времени.

Учёные решили исследовать возможность использования для обнаружения тромбов альтернативного метода тераностики — фотоакустической проточной цитометрии. Тераностика — это новый медицинский подход, при котором препараты и методики являются одновременно и средством ранней диагностики, и лечением.

Общий принцип фотоакустической проточной цитометрии состоит в следующем: клетки, на которые предварительно наносят флуоресцентные красители, пропускают через сфокусированный лазерный световой пучок. Свет определённой длины волны возбуждает молекулы этих красителей. Далее сигнал, испускаемый красителями, собирают ультразвуковым преобразователем и детектируют в электрические импульсы, распознаваемые компьютером. На компьютере анализируют полученные данные и строят графики, по которым и ставится диагноз. При исследовании живого организма мышам вводили в кровь краситель, и лазер направляли непосредственно на исследуемую область (в нашем случае, на сосуды мышиной лапы).

В данной работе были проведены доклинические исследования на мышах. В группе здоровых мышей проводили два типа исследований: у первой половины мышей конечности передавливали с помощью зажимов, а второй делали кожный надрез. В группе мышей с опухолью некоторым из них давили на опухоль (как во время пальпации при осмотре опухоли), другим же её удаляли. На место воздействия направляли лазер. У всех мышей в ответ на манипуляции появилась тромбоэмболия, но виды тромбов различались.

Анализ появления эмболов выполнялся следующим образом: нормальное количество эритроцитов в крови создавало фон, и если прибор показывал положительный пик, это было связано с наличием красных тромбов, обогащённых эритроцитами. Наоборот, если пик был отрицательным, то это было вызвано появлением белых тромбов, которые состояли из тромбоцитов. Фотоакустическая проточная цитометрия оказалась уникальным способом проведения анализа наличия малых тромбоэмболов на глубине порядка нескольких миллиметров с потенциальной возможностью уничтожения обнаруженного сгустка.

«Мы показали, что при помощи метода фотоакустической проточной цитометрии можно обнаружить тромбоэмболы в потоке крови. Потенциально существует возможность тут же уничтожать обнаруженный сгусток, но это тема следующего исследования », — рассказывает Александр Мелерзанов, кандидат медицинских наук, декан факультета биологической и медицинской физики МФТИ.

Применение этой техники в реальном времени на крупных сосудах во время операции пока что является сложной задачей. Однако то, что данный метод принципиально позволяет отслеживать динамику появления тромбоэмболов во время медицинских процедур и в постоперационном периоде, в том числе при раковых заболеваниях, позволяет надеяться, что в будущем он поможет предотвратить смертельные тромбоэмболические осложнения на ранних стадиях.

Источник: https://mipt.ru/newsblog/lenta/lazer_ne_ostavit_shansa_trombam


© Интернет журнал "ЛАЗЕРНЫЙ МИР", 2016
Напишите нам:
laser.w@yandex.ru

Back to Top