วิศวกรทางการแพทย์ได้พิสูจน์แล้วว่าโครงสร้างภายในที่เป็นเอกลักษณ์ของเซลล์มะเร็งสามารถทำให้พวกเขาเสี่ยงต่อการสั่นสะเทือนจากความถี่เฉพาะของอัลตราซาวนด์ คลื่นอัลตราซาวนด์แบบพัลซิ่งความเข้มต่ำเหล่านี้เป็นวิธีการรักษาที่ปลอดภัยสำหรับการกำหนดเป้าหมายมะเร็งในเลือด บางครั้งอัลตราซาวนด์ที่เน้นความเข้มสูงมักใช้เพื่อทำลายเซลล์มะเร็งที่อยู่ลึกเข้าไปในเนื้อเยื่อ
แต่พลังงานความร้อนที่ส่งผ่านยังสามารถทำลายเซลล์
ที่มีสุขภาพดีได้จากการโฟกัสด้วยอัลตราซาวนด์ ในทางกลับกัน อัลตราซาวนด์แบบพัลซิ่งความเข้มต่ำ (LIPUS) ไม่ได้ทำให้เซลล์ร้อนขึ้น แต่ใช้เพื่อปรับเซลล์ด้วยกลไก เช่น การกระตุ้นการซ่อมแซมกระดูก เป็นต้น แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ได้แสดงให้เห็นก่อนหน้านี้ว่าการสั่นสะเทือนจาก LIPUS สามารถเลือกฆ่าเซลล์มะเร็งได้ สิ่งนี้นำไปสู่ทฤษฎี oncotripsy ซึ่งคาดการณ์ว่าการตอบสนองของเซลล์ต่อคลื่นอัลตราซาวนด์ขึ้นอยู่กับโครงสร้างเซลล์ ซึ่งคล้ายคลึงกับความเปราะบางของอาคารต่อแผ่นดินไหวขึ้นอยู่กับโครงสร้างของมัน ตามทฤษฎีนี้ โครงสร้างภายในที่เปลี่ยนแปลงไปของเซลล์มะเร็งที่แบ่งตัวอย่างรวดเร็วทำให้เสี่ยงต่อความถี่ของอัลตราซาวนด์บางอย่าง ความร่วมมือล่าสุดระหว่างนักวิจัยที่California Institute of TechnologyและBeckman Research Instituteสนับสนุนสมมติฐานนี้ ( Appl. Phys. Lett. 10.1063/1.5128627 )
“โครงการนี้แสดงให้เห็นว่าอัลตราซาวนด์สามารถใช้เพื่อกำหนดเป้าหมายเซลล์มะเร็งโดยพิจารณาจากคุณสมบัติทางกลของพวกมัน” ผู้เขียนนำDavid Mittelsteinกล่าว “เป็นแนวความคิดที่น่าตื่นเต้นสำหรับการรักษามะเร็งรูปแบบใหม่ที่ไม่ต้องการให้มะเร็งมีเครื่องหมายโมเลกุลที่เป็นเอกลักษณ์หรือแยกจากเซลล์ที่มีสุขภาพดีเพื่อกำหนดเป้าหมาย”
การเลือกขนาดMittelstein และคณะได้ทดสอบ LIPUS
เกี่ยวกับสารแขวนลอยของเซลล์มะเร็ง (เต้านม ลำไส้ใหญ่ หรือมะเร็งเม็ดเลือดขาว) ผสมกับภูมิคุ้มกันหรือเซลล์เม็ดเลือดแดงที่แข็งแรง พวกเขาวางสารแขวนลอยเหล่านี้ในเพลตโปร่งแสง โดยใช้ความถี่สั้น 60 วินาที 0.5–0.67 MHz
อัลตราซาวนด์ชีพจรเป้าหมายทีมทดสอบรูปแบบชีพจรอัลตราซาวนด์ที่หลากหลายและพบว่า 0.5 MHz พร้อมพัลส์ 20 มิลลิวินาทีในระยะเวลามีประสิทธิภาพมากที่สุด โปรตีนโครงสร้างสำคัญของเซลล์มะเร็ง แอกติน ถูกรบกวนทันทีหลังการรักษา นำไปสู่การทำลายเซลล์มะเร็งเกือบทั้งหมด
“ที่ความถี่อัลตราซาวนด์บางอย่าง อัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มต่ำทำให้โครงกระดูกของเซลล์มะเร็งสลายไปในขณะที่เซลล์ที่มีสุขภาพดีในบริเวณใกล้เคียงไม่ได้รับบาดเจ็บ” มิทเทลสไตน์กล่าว
ภายใต้ความกดดันทีมงานพบว่าคลื่นนิ่งที่เกิดจากคลื่นต้นทางที่รบกวนการสะท้อนกลับมีอยู่ในการทดลอง คลื่นประเภทนี้มีรูปแบบคงที่ โดยพื้นที่ที่มีแรงดันสูงและต่ำคิดว่าจะสร้างความเสียหายภายในเซลล์ นักวิทยาศาสตร์พิสูจน์สิ่งนี้โดยใช้คิวเวตต์ที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งกำจัดการสะท้อนของคลื่นและการตายของเซลล์มะเร็งตามลำดับ
ต่อมา นักวิจัยได้ตรวจวัดการส่งสัญญาณเสียงภายในเซลล์
และสังเกตว่าคลื่นนิ่งจะขยายแรงดันในเซลล์อย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดโพรงขนาดเล็กและยุบตัว กระบวนการ cavitation นี้เกิดขึ้นเกือบพร้อมกับการหยุดชะงักของ cytodisruption ของเซลล์ และเมื่อ cavitation ถูกป้องกันโดยการทำการทดลองภายในห้องที่มีแรงดันเกิน เซลล์มะเร็งจะรอดชีวิต แม้ว่าสิ่งนี้จะพิสูจน์ได้ว่าคลื่นนิ่งและการเกิดคาวิเทชันเกี่ยวข้องกับการตายของเซลล์มะเร็ง นักวิทยาศาสตร์ยังตรวจพบการเกิดคาวิเทชันในเซลล์เม็ดเลือดแดงที่รอดตายจาก LIPUS
“เราพบว่าคลื่นนิ่งและการเกิดโพรงอากาศมีความจำเป็น แต่ยังไม่เพียงพอสำหรับผลกระทบที่เราสังเกตพบ” มิทเทลสไตน์อธิบาย “ดังนั้นเราจึงแนะนำว่าการเกิดคาวิเทชันที่อาศัยเซลล์นี้อาจทำหน้าที่เป็นเครื่องขยายสัญญาณอัลตราซาวนด์ในท้องถิ่น การตอบสนองของเซลล์แต่ละประเภทต่อความเครียดทางกลที่เกิดขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางชีวฟิสิกส์ของมัน”
อัลตร้าซาวด์เป้าหมายในคลินิก?นักวิจัยคิดว่าเทคนิคอัลตราซาวนด์สามารถใช้เพื่อกำหนดเป้าหมายเป็นมะเร็งเม็ดเลือดหรือหมุนเวียนเซลล์เนื้องอกได้ พวกเขายังทดสอบการกำหนดเป้าหมาย LIPUS ภายในเจลที่เป็นของแข็ง แต่ก็ไม่ได้ผลในการฆ่าเซลล์มะเร็ง อย่างไรก็ตาม Mittelstein หวังว่าการตายของเซลล์มะเร็งบางส่วนภายในเนื้องอกที่เป็นของแข็งสามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันให้ตอบสนองและกำจัดมะเร็งที่เหลืออยู่ได้
“ขั้นตอนต่อไปของเราคือการตรวจสอบผลของการรักษาแบบผสมผสาน: โดยใช้ประโยชน์ของเทคนิคอัลตราซาวนด์ที่ปลอดภัยนี้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเคมีบำบัด ภูมิคุ้มกันบำบัด และการรักษามะเร็งอื่นๆ” มิทเทลสไตน์กล่าว
นักวิจัยทดสอบเทคนิค LUS ของพวกเขาโดยใช้เจลาติน phantom เนื้อเยื่อหมู ex vivoและอาสาสมัคร 4 คน โดยเปรียบเทียบผลลัพธ์กับผลลัพธ์จากเครื่องสร้างภาพอัลตราซาวนด์มาตรฐาน แม้ว่า LUS จะไม่ตรงกับคุณภาพของภาพที่ได้จากวิธีการทั่วไป แต่ก็ยังประสบความสำเร็จในการเลือกคุณลักษณะเนื้อเยื่ออ่อนและเนื้อเยื่อแข็งแบบเดียวกัน
แง่มุมหนึ่งที่ LUS ขาดไปในขณะนี้คือการไม่สามารถให้ผลลัพธ์ในแบบเรียลไทม์ เนื่องจากต้องสร้างภาพขึ้นใหม่จากการวัดจุดเดียวแบบต่อเนื่อง ในแง่นี้ Zhang คาดว่าการพัฒนาเทคนิคนี้จะสะท้อนภาพอัลตราซาวนด์แบบเดิม
“เมื่อมองย้อนกลับไปในอดีต อัลตราซาวนด์ทางการแพทย์เริ่มต้นด้วยการย้ายทรานสดิวเซอร์ตัวเดียวเพื่อสร้างภาพ คล้ายกับการย้ายจุดเลเซอร์จุดเดียวใน LUS และในที่สุดก็ขยายไปสู่อาร์เรย์ของทรานสดิวเซอร์หลายร้อยหรือหลายพันตัวในโพรบทางการแพทย์ในปัจจุบัน ฉันเชื่อว่าเส้นทางที่คล้ายคลึงกันนั้นกำลังรออยู่ข้างหน้าสำหรับ LUS” จางกล่าว
ความคืบหน้าในเส้นทางนี้ควรเร่งให้เร็วขึ้นโดยบังเอิญ: เช่นเดียวกับในอุดมคติสำหรับ LUS แล้ว 1500 นาโนเมตรเป็นความยาวคลื่นที่อุตสาหกรรมโทรคมนาคมชื่นชอบ ซึ่งหมายความว่าเทคโนโลยีด้านการมองเห็นทั้งแบบใหม่และแบบผู้ใหญ่พร้อมสำหรับการแปล แม้จะอยู่ในสถานะการพัฒนาในปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม เทคนิคนี้สามารถนำไปใช้ได้ทันทีโดยที่ไม่จำเป็นต้องใช้รูปภาพคุณภาพสูงอย่างเข้มงวด Zhang กล่าว
Credit : eltinterocolectivo.com europeancrafts.net eyeblinkentertainment.com fitflopclearancesale.net fullmoviewatchonline.net girlsonthewallmovie.com gp32europe.com halowarscentral.com hatterkepekingyen.info hopendream.net
