Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • vsh25
  • mmif-2019
  • Vitacoin

Гистотрипсия – операция без скальпеля

Ультразвук режет по живому

Владимир Корягин, Газета.Ру

Как с помощью ультразвука можно проводить хирургические операции на живом организме, не повреждая при этом кожу, выяснили в совместной работе ученые из США и России. Ведущий автор исследования Татьяна Хохлова, выпускница физфака МГУ, работающая ныне в Сиэтле, рассказала «Газете.Ru» подробности этой работы.

– Вы ведущий автор опубликованной на днях в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences статьи, посвященной хирургии с помощью ультразвука (Khokhlova et al., Ultrasound-guided tissue fractionation by high intensity focused ultrasound in an in vivo porcine liver model). В чем же состоит главный вывод этой работы?

– В этой работе мы впервые реализовали метод кипящей гистотрипсии (от греческих слов histos (ткань) и tripsis (растирание, раздробление) – механическое разрушение ткани при образовании в ней под действием ультразвука. – «Газета.Ru») на живой модели – в свиной печени.

Было показано, что локальное разрушение мягких тканей ультразвуком на субклеточные фрагменты возможно в живом организме, в этом заключается главный вывод работы.

Кроме того, оказалось, что этот процесс обладает избирательностью по типу ткани: структуры с высоким содержанием коллагена (то есть кровеносные сосуды, желчные протоки и т.п.) более устойчивы к ультразвуковому воздействию, нежели клеточные составляющие. Это чрезвычайно важно как в клинической реализации этого метода для механической абляции (в медицине термин «абляция», по сути, является аналогом хирургического удаления. – «Газета.Ru») мягких тканей – можно не бояться повреждения, скажем, крупного кровеносного сосуда, непосредственно граничащего с областью разрушения, – так и в биоинженерных приложениях, потому что предоставляет простую и удобную возможность децеллюляризации (то есть процесса избавления от родительских клеток. – «Газета.Ru») тканей для изготовления биосовместимых каркасов. Результаты этой работы открывают принципиально новое направление в ультразвуковой хирургии в частности и в терапевтических методах вообще и вызвали большой интерес и энтузиазм среди медиков.

– Какие методы при этом использовались? В чем состоит непосредственно ваш вклад?

– В работе использовался особый вид импульсного ультразвукового воздействия, который мы и называем кипящей гистотрипсией: высокоинтенсивные, но очень короткие (миллисекундной длительности) ударно-волновые ультразвуковые импульсы фокусируются внутрь биоткани, в результате чего в фокусе происходит локальное вскипание ткани, образуется паровая полость миллиметрового размера. Взаимодействие ультразвука с этой полостью приводит к разрушению биоткани вокруг нее на субклеточные компоненты размером не более ядра клетки. В нашей работе кипящая гистотрипсия применялась для создания одиночных разрушений в живой свиной печени на разной глубине и на разных расстояниях от крупных кровеносных сосудов, после чего образцы печени, содержащие разрушение, обрабатывались для гистологических исследований.


Снимок из статьи в PNAS – ВМ.

Мой вклад состоит в подготовке и оптимизации протокола облучения и непосредственном исполнении режима кипящей гистотрипсии в данном исследовании, а также в анализе результатов гистологии и подготовке статьи.

– Как можно применять ультразвуковую абляцию? Каковы плюсы и минусы ее применения?

– Основными преимуществами ультразвуковой абляции являются полная неинвазивность метода и отсутствие ионизирующего воздействия. Недостатками тепловой абляции являются ее дороговизна, обусловленная наиболее часто используемым способом мониторинга такого воздействия (МРТ-термометрия), а также опасность перегрева промежуточных тканей – ребер и кожи. Метод гистотрипсии еще не введен в клиническую практику, но потенциально может решить многие проблемы, которые существуют в тепловой абляции, и применяться в тех же задачах. Метод мониторинга – ультразвук, поскольку образующиеся пузырьки пара хорошо видны на УЗИ, это гораздо дешевле и проще, чем МРТ. Тепловой эффект практически отсутствует, поэтому можно не беспокоиться об ожогах ребер или кожи. Селективность по типу ткани я уже упоминала. Наиболее перспективными приложениями я считаю те, в которых перемолотая, жидкая ткань может быть выведена из организма естественным путем, например при абляции опухолей в почках или предстательной железе.

Наличие субклеточных компонентов опухоли в организме очень важно для стимуляции иммунного отклика, который может способствовать излечению, например рассасыванию метастазов. Этот аспект гистотрипсии открывает принципиально новые возможности в терапии рака, и сейчас мы занимаемся исследованием механизма такого иммунного отклика.

Кроме того, сейчас мы работаем над методом неинвазивной биопсии с помощью гистотрипсии – точечного механического разрушения ткани с целью высвобождения в кровообращение биомаркеров рака или других заболеваний. Следующий за таким воздействием анализ крови позволит диагностировать заболевание с высокой точностью и, возможно, подобрать эффективный метод лечения.

Что касается минусов, то, как и в любом неинвазивном воздействии, необходим надежный способ подтверждения того, что все клетки в объеме ткани, подлежащей разрушению, действительно разрушены. В частности, этому будут посвящены наши дальнейшие работы.

– Какие перспективы у направления, которому посвящена данная работа?

– Я уже отметила некоторые медицинские направления, в которых метод механической ультразвуковой абляции имеет преимущества. Существует, кроме того, важное биоинженерное направление – создание децеллюляризованных биосовместимых каркасов из тканей животных. Благодаря селективности гистотрипсии по типу ткани и сохранению структур с высоким содержанием коллагена имеется возможность значительно упростить децеллюляризацию тканей для таких каркасов просто путем ультразвуковой абляции.

– Где проводились изыскания? Помогали ли вам российские учреждения или работа шла только за рубежом?

– Я закончила аспирантуру физического факультета МГУ, но сейчас работаю в Университете штата Вашингтон. Работы в области ультразвуковой хирургии и, в частности, гистотрипсии уже более 15 лет выполняются в тесном сотрудничестве с кафедрой акустики физического факультета МГУ. Это работы по численному моделированию процесса облучения, развитию методов характеризации источников для ультразвуковой абляции, исследование физических механизмов, совместные эксперименты.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
28.05.2014

Читать статьи по темам:

внедрение высоких технологий медицина Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Роботы-пациенты

Казанская компания «Эйдос-Медицина» производит ряд тренажеров и симуляторов, предназначенных для подготовки врачей. Среди них робот-симулятор пациента ЭНСИМ-РП.01, который позволяет научить оказанию помощи при неотложных состояниях.

читать

Международная конференция ФизтехБио – 2014

IV ежегодная международная научно-практическая конференция ФизтехБио пройдёт 29-30 мая 2014 года в Московском физико-техническом институте (МО, г. Долгопрудный, Институтский пер., д. 9).

читать

Керамика на замену

В прошлом году завершилась работа по проекту, результатом которой стала уникальная для России разработка – протезы мелких суставов (пальцев кисти и ноги), сделанные из нанокерамики.

читать

Биосовместимые имплантаты: сделано в Томске

Ученые ТПУ разрабатывают технологии получения материалов и изделий для «щадящей» регенеративной медицины. Открытые политехниками биосовместимые покрытия для имплантов не отторгаются организмом, чем ускоряют регенерацию.

читать

Биомедицина на форуме «Открытые инновации»

Одной из наиболее примечательных особенностей прошедшего в столице международного форума «Открытые инновации» стало расширение его научной программы за счет обсуждения проектов по биомедицине.

читать