Ultragarsas medicinoje jau dešimtmečius naudojamas kaip viena svarbiausių technologijų diagnostikai. Jis padeda gydytojams stebėti vidaus organų būklę, vertinti audinių pakitimus ar atlikti įvairius neinvazinius tyrimus. Šiandien mokslininkai vis dažniau ultragarso galimybes vertina plačiau – ieškoma būdų, kaip galima pasitelkti jį ne tik diagnozuojant ligas, bet ir veikiant pačius organizmo procesus. Naujas Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkų tyrimas rodo, kad ultragarsas gali tiesiogiai paveikti kraujotaką ir raudonųjų kraujo kūnelių elgseną.
„Mūsų tyrimas rodo, kad ultragarsas gali mechaniškai paveikti kraujo savybes. Tai atveria kelią neinvazinėms terapijoms, kurios ateityje galėtų papildyti šiandien taikomus medikamentinius ir chirurginius gydymo metodus“, – sako KTU profesorius Vytautas Ostaševičius.
Neinvazinis būdas gerinti deguonies apykaitą
Tyrėjai nustatė, kad aukšto dažnio ultragarsas sukuria stovinčiąsias akustines bangas, kurios nukreipia eritrocitus į žemo slėgio zonas ir taip skatina jų agregaciją – natūralų raudonųjų kraujo kūnelių telkimąsi tarpusavyje. „Eritrocitai, veikiami aukšto dažnio ultragarso, ima telktis, padidėja kraujo klampumas, gali kilti kraujospūdis bei pulsas, o deguonies apykaita tampa mažiau efektyvi“, – aiškina V. Ostaševičius.
Žemo dažnio ultragarsas priešingai – generuoja sklindančias akustines bangas, sukeliančias šlyties jėgas, galinčias išskaidyti susitelkusius eritrocitus į pavienes ląsteles. Pasak V. Ostaševičiaus, iki šiol toks poveikis nebuvo aiškiai pademonstruotas.
Kai eritrocitai atsiskiria vieni nuo kitų, tarp jų atsiranda daugiau erdvės, mažėja kraujo klampumas, o visas ląstelės paviršius gali efektyviau dalyvauti deguonies apykaitoje.
Tyrimo idėja gimė COVID-19 pandemijos metu, kai mokslininkai ieškojo neinvazinių būdų padėti pacientams, susidūrusiems su sunkiomis kvėpavimo takų komplikacijomis.
„Tuo metu buvo ypač svarbu rasti sprendimų, galinčių greitai padėti pacientams be papildomų medikamentų. Todėl pradėjome tirti, ar ultragarsas galėtų sustiprinti hemoglobino ir deguonies sąveiką plaučiuose“, – pasakoja V. Ostaševičius.
Tyrimo metu mokslininkai pacientų kraują suskirstė į kelis šimtus mėginių ir juos veikė skirtingo intensyvumo ultragarsu. Taip buvo išanalizuoti eritrocitų atsiskyrimo procesai. Be to, tyrinėdama ultragarso sklidimą biologiniuose audiniuose, mokslininkų komanda pasitelkė skaitmeninių dvynių technologiją ir sukūrė žemo dažnio ultragarso keitiklį, galintį akustinius signalus perduoti maždaug keturis kartus giliau nei rinkoje naudojami įrenginiai. Ši technologija jau apsaugota tarptautiniu patentu.
Potencialas gydant Alzheimerio ligą ir diabetą
Nors technologija vis dar yra ankstyvoje tyrimų stadijoje, mokslininkai mano, kad ateityje ji galėtų būti taikoma įvairiose medicinos srityse, kur svarbi kraujotaka ir deguonies tiekimas audiniams.
Viena iš galimų krypčių – vėžio terapija. Kadangi navikinis audinys dažnai yra mechaniškai silpnesnis nei aplinkiniai sveiki audiniai, sklindančios akustinės bangos galėtų padėti selektyviai paveikti naviko struktūras. Vis dėlto, ši sritis dar tik pradedama tyrinėti.
„Deguonies trūkumas navikuose išlieka viena didžiausių vėžio gydymo problemų. Kadangi atskirti nuo agregatų eritrocitai plaučiuose visu paviršiumi įsisavina daugiau deguonies, kurio tiekimas ir navikiniams audiniams paspartėja, tai galėtų padidinti kai kurių gydymo metodų veiksmingumą“, – sako V. Ostaševičius.
Tyrėjai taip pat mato potencialą Alzheimerio ligos gydyme. Svarstoma, kad ši technologija ateityje galėtų padėti laikinai atverti kraujo ir smegenų barjerą bei pagerinti tikslinį vaistų pristatymą į smegenų audinius.
Pasak KTU profesoriaus, ultragarsas galėtų būti naudingas ir gydant diabetinės pėdos opas, kai dėl sutrikusios kraujotakos žaizdos gyja itin sunkiai.
„Naudojant ultragarsą būtų galima pagerinti kraujotaką pažeistuose audiniuose“, – teigia jis.
Tarp kitų galimų pritaikymo sričių minimas tikslinis vaistų pristatymas bei pagalbinės terapijos sergant širdies ir kraujagyslių ar plaučių ligomis.
Nors technologija vis dar eksperimentinė, mokslininkai įsitikinę, kad jų tyrimai praplečia suvokimą apie ultragarsą kaip daugiau nei vien diagnostikos priemonę.
Straipsnį „Advances in Ultrasonic Rehabilitation“ galima rasti čia.
