Praha - Budoucnost chirurgie spočívá v minimálně invazivních zákrocích. Nedochází při nich k traumatu spojenému s tradiční operací. Znamenají tak menší riziko pro pacienty, zvýšení jejich komfortu a rychlejší zotavení. Minimálně invazivní zákroky také pomáhají snižovat náklady na léčbu a umožňují pomoci více lidem. Díky tomu představují všestranně výhodné řešení pro lékaře, nemocnice, zdravotnické systémy a pacienty. Aby lékaři při minimálně invazivních zákrocích viděli, co se děje, potřebují přidané informace - například snímky pořizované v reálném čase lékařskými skenery. Proto se například u katetrizace srdce nebo jehlových biopsií používají zobrazovací techniky jako skiaskopie s nízkými dávkami rentgenového záření nebo ultrazvukové zobrazování. Ultrazvuk by se nově nemusel uplatňovat jen k zobrazování toho, co se při minimálně invazivních procedurách děje uvnitř těla pacienta. Jde využít i při lokálním podávání léků nebo jiných terapeutických molekul do konkrétní tkáně. Mikrobubliny jako nosiče léků Nově vyvíjená technologie společností Philips navrhuje využít k přenosu léků mikrobubliny zhruba o velikosti červených krvinek. Ty se vstřikují do krevního řečiště pacienta, sledují ultrazvukovým zobrazováním a poté se protrhnou cíleným ultrazvukovým impulzem. Tak, aby se jejich obsah uvolnil přesně v místě nemocné tkáně a omezilo se působení léků na jiné části těla pacienta. U určitých typů léčby – například při chemoterapii proti rakovině prsu – by technologie mohla snížit nepříznivé vedlejší účinky. Mikrobubliny plněné plynem se běžně klinicky používají jako kontrastní činidla pro zkvalitnění obrazu z ultrazvukových vyšetření, například ke zvýraznění krve v cévách. Plyn v mikrobublinách totiž odráží ultrazvuk daleko lépe než krev nebo měkké tkáně. Pro podávání léků se však mikrobubliny zatím klinicky nepoužívají. Philips Research stojí v čele výzkumu technologie, která využívá mikrobubliny pro podávání léků. Usiluje o podávání přesných dávek léků právě tam, kde jsou v těle potřeba. Úspěšný výzkum by mohl vést k tomu, že se z ultrazvuku stane mocný nástroj spojující tradiční zobrazovací prostředky se zatím originálním terapeutickým přístupem. Technologie lokálního podávání léků (chemoterapie) by se mohla využít při léčbě určitých typů rakoviny, například prsu. Výzkumným pracovníkům společnosti Philips se už podařila výroba mikrobublin naplněných léčivem a také přesné zacílení ultrazvukových impulsů nutných k jejich protržení a uvolnění léčiv v místě nemoci. Jedná se o klíčové předpoklady proto, aby se technologie mohla v budoucnu využít v praxi. Syntéza mikrobublin Mikrobubliny jsou obvykle v průměru menší než 5 mikronů (milióntin metru), což odpovídá zhruba velikosti červených krvinek. Díky tomu projdou i nejmenšími cévkami. Pokud se používají jako kontrastní činidla, mají obal z albuminu nebo biologicky odbouratelného materiálu jako je polylaktid nebo galaktóza a uvnitř jsou vyplněny vzduchem nebo inertním plynem jako je perfluorokarbon nebo dusík. Vědci z výzkumných pracovišť společnosti Philips objevili nový způsob, jak syntetizovat mikrobubliny zčásti naplněné léčivem a zčásti plynem. Na jedné straně mají vlastnosti nutné pro zvýšení kontrastu při ultrazvukovém zobrazování, na straně druhé se dají použít jako „přepravní“ prostředky pro podávání léků. Technologie navíc umožňuje přesnou kontrolu nad velikostí a tloušťkou obalu mikrobublin a nad množstvím léčiva. To je nesmírně důležité proto, aby se mikrobubliny protrhly při vhodné ultrazvukové frekvenci a energii. Mířený ultrazvuk Výzkumní pracovníci Philips rovněž vyvinuli nové počítačově řízené ultrazvukové zařízení, kterým lze ovládat a zaměřovat ultrazvukové impulzy na protržení mikrobublin tak, aby se léčivo uvolnilo přesně v místě nemoci. Tento specifický rozfázovaný měnič dokáže zamířit ultrazvukové impulzy do malého elipsoidického objemu až do hloubky 10 cm v cílové tkáni. U experimentálního prototypu ultrazvukového zařízení společnosti Philips se rozfázovaný měnič nachází vedle standardního klinického zobrazovacího měniče, což umožňuje současně ultrazvukové zobrazování i podávání léků. Nová technologie také ukázala, že se při protržení mikrobubliny ozve charakteristický akustický signál. Ten umožňuje odhadnout, kolik mikrobublin se protrhlo a na základě toho lze kvantifikovat a kontrolovat dávkování léku. Kromě generování ultrazvukových impulzů, kdy díky tlaku dochází k protržení mikrobublin, je možné měnič laboratoří Philips Research optimalizovat i pro jiné biologické účinky, například trombolýzu (rozbíjení sraženin) nebo termální zahřívání. Lokalizovaná aplikace pomocí mikrobublin se může uplatnit i v genové terapii i v jiných terapeutických oblastech. Výhled K plnému vývoji nové technologie je ještě třeba udělat spoustu práce. Philips na zdokonalování technologie spolupracuje s několika akademickými partnery včetně Univerzity ve Virginii (USA) a Univerzity v Münsteru (Německo). Novou a vzrušující oblast podávání léků pomocí ultrazvuku zkoumají také klinické instituce, jako třeba Metodistická nemocnice v Houstonu (USA). „Čím dál víc pacientů si chce během léčebného procesu uchovat kvalitu života, aniž by to bylo na úkor účinnosti léčby,“ uvedl King Li, MD, předseda oddělení radiologie v Metodistické nemocnici v Houstonu (USA) a profesor radiologie na Weill Cornell Medical College (USA). „Neinvazivní podávání pomocí ultrazvuku je krok správným směrem. Předklinické studie našeho ústavu a dalších institucí zaměřené na využití ultrazvuku při podávání léků a řízení léčby ukázaly potenciál nové technologie.“ Technologie podávání léků zprostředkovaného ultrazvukem 1. Technologie ultrazvukového zobrazování se běžně používají k zobrazování dění v těle pacienta. Vědci v laboratořích Philips Research vyvíjejí systém lokálního podávání léků založený na ultrazvuku a mikrobublinách, které jsou zčásti naplněny léky proti rakovině. 2. Mikrobubliny jsou miniaturní kuličky, velké zhruba jako červené krvinky, z biologicky odbouratelného materiálu naplněné plynem. Vstříknou se do krevního řečiště pacienta, které je dopraví na místo nádoru. Pohyb mikrobublin do nemocné tkáně je možné sledovat pomocí ultrazvukového zobrazování.
3. Mikrobubliny se po dopravení do místa nádoru protrhnou mířeným ultrazvukovým impulzem. Tím se uvolní účinné látky - léky. 4. Díky lokálnímu uvolnění léků přímo v místě nádoru se omezí působení chemoterapie na celé tělo pacienta. To u některých typů rakoviny může výrazně zmenšit nepříjemné vedlejší účinky léčebného procesu. |