Unul dintre întrebările care m-a preocupat pe parcursul doctoratului meu a fost surprinzător de simplă: De ce sunt unele țesuturi mult mai rezistente la descompunerea cu histotripsie decât altele? Histotripsia este o tehnică de ultrasunete focalizate care folosește bule de cavitație pentru a descompune mecanic țesutul. Spre deosebire de ablația termică, scopul nu este de a încălzi țesutul. În schimb, activitatea rapidă a acestor bule generează stres mecanic care disruptează progresiv structura țesutului.
Acest proces poate fi foarte eficient în multe țesuturi moi. În schimb, țesuturile fibroase pot avea un comportament diferit. Aceasta a fost deosebit de interesant pentru mine deoarece cercetarea mea doctorală a fost motivată în parte de hiperplazia benignă de prostată, sau HBP. Ţesutul HBP poate conține cantități semnificative de mușchi netezi și colagen, iar acești compoziții fibromusculare pot face țesutul mecanic rezistent și mai rezistent la histotripsie.
Pentru a studia această problemă într-un mod controlat, am dezvoltat materiale care imitau țesuturile fibroase, reproducând caracteristicile mecanice importante ale țesutului prostatic și fiind intenționat dificile de descompus. Odată ce am avut un material rezistent la tratament, o altă întrebare a devenit din ce în ce mai importantă pentru mine: Dacă livrăm aceeași cantitate totală de expunere la ultrasunete, contează cum este distribuită acea expunere în timp?
Un mod obișnuit de a rezuma expunerea la ultrasunete pulsate este duty cycle-ul, fracția de timp în care ultrasunetele sunt efectiv pornite. Două tratamente pot avea același duty cycle, dar pot fi construite foarte diferit. Unul ar putea folosi multe pulsații extrem de scurte livrate rapid, în timp ce altul ar putea folosi pulsații mult mai lungi cu mai mult timp între ele.
În studiul nostru recent publicat în Scientific Reports, am variat sistematic durata pulsului și frecvența de repetiție a pulsului menținând același duty cycle de 1% în diferite condiții de tratament. Dacă doar duty cycle-ul ar fi factorul dominant, am putea să ne așteptăm ca tratamentele rezultate să arate similar. Nu a fost cazul. Un duty cycle egal a produs rezultate de tratament foarte diferite.
Expunerile cu pulsuri mai lungi și frecvență mai mică de repetiție au produs o lichefiere mult mai continuă a materialului fibros rezistent. Dintre condițiile testate, pulsurile de 1.000 de cicluri livrate la 10 Hz au produs cele mai ridicate rate de lichefiere volumetrică. În contrast, expunerile cu pulsuri scurte și frecvență mare de repetiție ar putea genera daune semnificative fără a produce un volum mare, complet lichefiat.
Un mod în care mă gândesc la rezultatul cu pulsuri mai lungi este încărcarea mecanică repetată. Materialele fibroase se pot întinde, rearanja și disipa energie înainte de a ceda. În timpul unui puls mai lung de histotripsie, cavitația poate încărca repetat materialul, iar acest lucru
Sursa articol https://medicalxpress.com
Editor RevistaSanatatii.ro. Isi doreste ca activitatea lui sa aduca speranta milioanelor de oameni bolnavi din Romania, sa le aline suferintele si sa le ofere speranta.
