ภายใต้ความกดดัน

นักวิจัยยังไม่ได้ระบุแน่ชัดว่าเทคนิคนี้ทำให้เกิดการเปิดกลับของสิ่งกีดขวางระหว่างเลือดและสมองได้อย่างไร การระเบิดของอัลตราซาวนด์สั้น ๆ ไม่ก่อให้เกิดความร้อนมากนัก ดังนั้นผู้คนจึงสงสัยว่าผลที่เกิดขึ้นคือความร้อน ในทางกลับกัน แรงทางกลอาจมีบทบาทสำคัญ Kathryn Nightingale วิศวกรชีวการแพทย์ที่ Duke University ในเมือง Durham รัฐนอร์ทแคโรไลนา ผู้ศึกษาเทคนิคการสร้างภาพอัลตราโซนิกขั้นสูงกล่าว

คลื่นเสียงเป็นเพียงคลื่นความแปรปรวนของความดัน 

ดังนั้นเมื่อนักวิจัยกำหนดเป้าหมายฟองอากาศขนาดเล็กด้วยอัลตราซาวนด์ ฟองอากาศจะหดตัวและขยายตัวตามการเปลี่ยนแปลงของความดัน

เมื่อฟองอากาศขนาดเล็กผ่านการสั่นอย่างรวดเร็ว เลือดที่ไหลเวียนรอบๆ ฟองอากาศจะถูกบีบและขยายตัวด้วย เลือดที่ไหลออกมาดูเหมือนจะเฉือนผนังหลอดเลือดที่อยู่ใกล้เคียง ตามรายงานในวารสารAdvanced Drug Delivery Reviews ฉบับเดือนมิถุนายน ทีมของ Hynynen คาดการณ์ว่าแรงที่เกิดจากกระแสเหล่านี้อาจทำให้โมเลกุลตัวรับในเยื่อหุ้มกั้นเพื่อขนส่งโมเลกุลจำนวนมากขึ้นผ่านการแบ่งตัวของเลือดและสมอง

การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างรวดเร็วยังสามารถทำให้ฟองสบู่สั่นไหวกับผนังหลอดเลือดได้ สิ่งนี้อาจยืดเซลล์กั้นที่เชื่อมติดกันแน่น ทำให้ช่องว่างระหว่างเซลล์กว้างขึ้นและปล่อยให้โมเลกุลขนาดใหญ่เล็ดรอดเข้าไปได้

ที่ความดันสูงขึ้น อัลตราซาวนด์จะบังคับให้ฟองสบู่แตกอย่างรุนแรง สร้างคลื่นกระแทกที่ส่งไอพ่นของของเหลวกระแทกเข้ากับผนังหลอดเลือด เครื่องบินไอพ่นอาจเจาะรูเล็ก ๆ เข้าไปในสิ่งกีดขวางที่สารเคมีสามารถผ่านเข้าไปได้

มีคำถามมากมายเกี่ยวกับวิธีที่คู่หูอัลตราซาวนด์แบบไมโครบับเบิลเปิด

สิ่งกีดขวางและวิธีเพิ่มประสิทธิภาพเทคนิค นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาขนาดและการเคลื่อนที่ที่แตกต่างกันของฟองสบู่ขนาดเล็ก เช่น การแตกหรือการสั่นสะเทือน 

เพื่อทำความเข้าใจวิธีการใช้เทคนิคอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพมากที่สุด

การวิจัยเบื้องต้นกำลังเริ่มให้เบาะแส ในการทดลองที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ไม่มีทางรู้ได้เลยว่าฟองอากาศขนาดเล็กหรือใหญ่มีความสำคัญต่อการเปิดสิ่งกีดขวางหรือไม่ แต่ทีมงานของ Konofagou ได้คัดแยกฟองสบู่ขนาดเล็กตามขนาดและศึกษาผลกระทบแยกกัน

กลุ่มของเธอซึ่งรายงานเมื่อวันที่ 1 กรกฎาคมในปารีสในการประชุม Acoustics ’08 พบว่าฟองอากาศที่มีขนาดใหญ่กว่า 4 ไมโครเมตร ซึ่งเป็นฟองอากาศที่มีแนวโน้มที่จะขยายและหดตัวโดยไม่แตกออก มีแนวโน้มที่จะสร้างพื้นที่เปิดขนาดใหญ่ขึ้นในสิ่งกีดขวางเลือดสมอง เมื่อฟองอากาศขนาดใหญ่พองตัวขึ้น พวกมันอาจติดอยู่ในเส้นเลือดฝอยและดันผนังหลอดเลือดที่อยู่รอบๆ พวกมันได้ Konofagou กล่าว ฟองอากาศที่เล็กกว่า—ซึ่งแบบจำลองคาดการณ์ว่ามีแนวโน้มที่จะยุบตัวอย่างรุนแรง—เปิดช่องว่างที่เล็กลง

และการยุบตัวของฟองสบู่อาจส่งผลเสียมากกว่าผลดี ในเดือนสิงหาคมUltrasonics Hynynen และเพื่อนร่วมงานของเขารายงานว่าสิ่งกีดขวางระหว่างเลือดและสมองสามารถเปิดออกได้โดยไม่มีฟองอากาศ ซึ่งดูเหมือนจะสร้างความเสียหายน้อยกว่าต่อเนื้อเยื่อบริเวณใกล้เคียง ฟองสบู่ที่ผุดขึ้นมีการเชื่อมโยงในการศึกษาบางอย่างกับเซลล์เม็ดเลือดแดงจำนวนมากขึ้นที่ซึมเข้าสู่เนื้อเยื่อสมอง ซึ่งเป็นสัญญาณของโรคหลอดเลือดสมอง

โรคต่าง ๆ ฟองอากาศเดียวกัน

หลายกลุ่มได้ใช้ประโยชน์จากพฤติกรรมฟองสบู่นี้เพื่อทดสอบวิธีการรักษาแบบใหม่ที่เป็นไปได้ในสัตว์ กลุ่มวิจัยการบำบัดด้วยยีนของ Shohet ได้ผสมผสานอัลตราซาวนด์และฟองสบู่ขนาดเล็กเพื่อส่งต่อยีนไปยังเนื้อเยื่อสมอง DNA เปลือยที่ฉีดเข้าไปในกระแสเลือดจะถูกเคี้ยวก่อนที่มันจะเข้าสู่เซลล์ แต่การติดยีนไว้ที่ด้านนอกของฟองจะช่วยปกป้อง DNA จนกว่าจะไปถึงเป้าหมาย ดังนั้นกลุ่มของ Shohet จึงแท็กฟองอากาศด้วย DNA แล้วส่งผ่านกระแสเลือดไปยังหลอดเลือดสมอง จากนั้นทีมจะตีฟองด้วยอัลตราซาวนด์

ฟองสบู่ที่ยุบตัวล้อมรอบเซลล์ Shohet คาดการณ์ว่าส่วนหนึ่งของเปลือกฟองสบู่จะทะลุผ่านรูเล็กๆ และพุ่งเข้าไปในเนื้อเยื่อสมองเล็กน้อย ซึ่งยีนดังกล่าวจะเข้าสู่นิวเคลียสของเซลล์สมอง

กลุ่มของ Hynynen ใช้อัลตราซาวนด์แบบเน้นเพื่อส่งสารต้านมะเร็งไปยังสมอง ยาชนิดหนึ่งคือ Herceptin ซึ่งเป็นแอนติบอดีที่ใช้รักษามะเร็งเต้านม เนื่องจากมะเร็งเต้านมมักแพร่กระจายไปยังสมอง ยานี้อาจเป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการต่อสู้กับเนื้องอกชนิดทุติยภูมิ ด้วยตัวของมันเอง โมเลกุลขนาดใหญ่ไม่สามารถข้ามสิ่งกีดขวางได้

เพื่อแก้ปัญหานี้ ทีมงานได้ฉีดฟองสบู่ขนาดเล็กเข้าไปในหนูและกระต่ายที่มีเนื้องอกในสมอง การใช้ MRI เพื่อหาตำแหน่งของเนื้องอกในสมอง นักวิจัยได้สั่งการระเบิดของอัลตราซาวนด์ที่หลอดเลือดใกล้กับเนื้องอก เปิดสิ่งกีดขวางเฉพาะที่และปล่อยให้ Herceptin ที่ให้ทางหลอดเลือดดำเข้าไปได้

ทั้งกลุ่มของ Bacskai และ Konofagou ใช้เทคนิคใหม่เพื่อศึกษาโรคอัลไซเมอร์ Bacskai ใช้อัลตราซาวนด์เพื่อผลักดันสารเคมีขนาดใหญ่เข้าไปในเนื้อเยื่อสมองเพื่อปรับปรุงการถ่ายภาพ ทีมของโคโนฟาโกพุ่งเป้าไปที่ฮิปโปแคมปัส ซึ่งเป็นสมองส่วนสำคัญสำหรับความจำ กลุ่มของเธอหวังว่าจะย้ายแอนติบอดีข้ามสิ่งกีดขวางที่จะกำหนดเป้าหมายการสะสมของแอมีลอยด์เบต้า ซึ่งเป็นกลุ่มของโปรตีนพิษที่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ นอกจากนี้เธอยังศึกษาบริเวณ substantia nigra ของสมองซึ่งมีปัญหาในโรคพาร์กินสัน

Credit : fashionaims.com
umpchampagne.com
vecfat.net
mmofan.net
francktioni.com
zaufanafirma.net
butserancientfarm.org
balthasarburkhard.net
efacasagrande.net
bereanbaptistchurchbatesville.com
sharkgame.org
coachfactoryoutlettcd.net
montichiaricalcio.com