«Этот проект использует инновационные технологии и применяет их к критической проблеме здоровья, сводя к минимуму потерю сердечной ткани в результате сердечного приступа», — объясняет Стивен Кросник, доктор медицины, директор программы NIBIB для вмешательств с визуальным контролем. «Такой подход может реально изменить качество жизни миллионов людей с ишемической болезнью сердца».Сердечный приступ происходит, когда закупорка коронарной артерии, питающей кровь к сердцу, приводит к гибели сердечной мышцы из-за недостатка свежей, несущей кислород крови.
Как правило, человека, перенесшего сердечный приступ, срочно отправляют в больницу, где врачи используют методы визуализации, такие как ангиография, для определения места тромба, подготовки пациента и затем выполнения интервенционной катетеризации сердца при открытии артерии, также известной как баллонная ангиопластика. и стентирование. Эта процедура, которая включает введение баллонного катетера и стента в забитую область и открытие артерии путем надувания баллона, может быть весьма успешной для восстановления кровотока. Однако существует критический период — часто несколько часов или более — между началом сердечного приступа и возможным открытием артерии с помощью этой интервенционной техники.
Этот период времени может варьироваться в широких пределах. Это период, когда драгоценная сердечная мышца умирает от кислородного голодания.
Старший автор Томас Р. Портер, доктор медицины из Медицинского центра Университета Небраски, и его коллеги из Медицинского центра Сан-Паулу в Сан-Паулу, Бразилия, сосредоточены на этом критическом периоде. Результаты их исследований на модели сердечного приступа свиньи, которая сохранила сердечную мышцу в этот решающий период, опубликованы в сентябрьском номере журнала Heart за 2015 год.Микропузырьки травят маленькие каналы живительной крови
Лечение состоит из введенных микропузырьков, которые обнаруживаются диагностическим ультразвуком, когда они достигают сердца. Затем микропузырьки перемешиваются импульсами диагностического ультразвука высокой интенсивности. Быстрое взбивание (так называемая кавитация) пузырьков разрушает сгусток. Микропузырьки размером всего 1/100 человеческого волоса проникают в очень маленькие каналы внутри сложного сгустка, и их колебания от ультразвука также вызывают разрушение сгустка изнутри. «Сочетание микропузырьков, отколотых снаружи и внутри сгустка, похоже на проделывание отверстий в сгустке и превращение его в швейцарский сыр, позволяющий крови достигать сердечной мышцы», — говорит Портер.
Исследователи выбрали модель свиньи, потому что размер сердца и физиология свиньи очень похожи на человеческие. Кроме того, микропузырьки и ультразвук, используемые в экспериментах, очень похожи на те, которые обычно используются для диагностики у людей. Портер уточняет: «Использование активируемых ультразвуком микропузырьков для вскрытия сгустков не ново, но уже применялось на более мелких моделях животных или в ограниченных экспериментальных исследованиях на крупных животных. Наша работа отчасти вызвана разочарованием, что многообещающие результаты не были воплощены в Это исследование было разработано для использования легко доступных агентов в принятой модели сердечного приступа человека на крупных животных с целью получения доказательств того, что это лечение готово для проведения клинических испытаний на людях ».
Кроме того, во многих предыдущих исследованиях участвовал оператор, вводивший катетер в артерию и импульсный ультразвук через катетер непосредственно на сгусток. Текущие исследования гораздо менее инвазивны, они используют поверхностный ультразвук, направленный на место сгустка извне тела, который потенциально может быть выполнен медицинским техником.
Ультразвук проникает через ткань грудной клетки, чтобы поразить и активировать внутривенно введенные микропузырьки в месте закупорки. Процедура легко и неинвазивно выполняется так же, как ультразвук, который обычно используется в диагностике, с той лишь разницей, что используются импульсы немного большей интенсивности, чем те, которые используются для диагностики.Уменьшение повреждения сердца и повышение функциональности
Команда проверила несколько комбинаций терапии в группах по шесть атеросклеротических свиней, каждая с острой блокадой левой передней коронарной артерии. Лечение включало только ультразвук / микропузырьки; ультразвук / микропузырьки и низкая доза tPA; только низкие дозы tPA; и только полная доза tPA.Успех лечения определялся несколькими показателями: размером инфаркта (меньший размер инфаркта означает меньшую гибель мышц; утолщением стенки (более толстая стенка сердца во время сокращения указывает на сохранение здоровой функционирующей сердечной мышцы); и скоростью реканализации, которая является показателем восстановление кровотока к сердцу.Показатели реканализации улучшились с 36% для одной половинной дозы tPA до 83% с добавлением ультразвука / микропузырьков.
Это сравнивается с 50% реканализацией только для ультразвука / микропузырьков или только для полной дозы tPA.В целом сочетание ультразвука / микропузырьков и низкой дозы tPA привело к наиболее значительному сохранению здоровой ткани сердца и наименьшему размеру инфаркта.
Затем последовали только ультразвук / микропузырьки, что было следующим лучшим лечением по сравнению с одним только низкой или высокой дозой tPA.Результаты группы ясно продемонстрировали, что лечение ультразвуком / микропузырьками заслуживает серьезного дальнейшего тестирования, что подтверждается клиническими испытаниями, которые сейчас проводятся.
Клиническое испытание отличается от испытания на свиньях тем, что оно проверяет, приводит ли только ультразвук / микропузырьки, вводимые пациентам с сердечным приступом как до, так и после баллонной ангиопластики и стентирования, к лучшим результатам для пациентов по сравнению с баллонной ангиопластикой и стентированием.Портер отмечает, что tPA не был включен в клиническое испытание, потому что хороший результат был получен только при использовании ультразвука / микропузырьков в исследовании на свиньях. Этот результат оправдал испытание ультразвука / микропузырьков на людях в первую очередь без включения мощного тромбодифицирующего tPA, который может вызвать кровотечение у некоторых пациентов.Переход от часов к минутам между сердечным приступом и лечением
Тщательный выбор модели свиньи, а также использование легкодоступных микропузырьков и ультразвука сыграли важную роль в переходе к клиническим испытаниям. Тем не менее, дизайн также позволяет достичь еще более амбициозной цели группы — как можно скорее внедрить это лечение для пациентов.Портер объясняет, что конечная цель — заставить техников скорой медицинской помощи лечить пациентов с сердечным приступом, направляющихся в больницу. Поскольку существуют небольшие портативные ультразвуковые системы для диагностики в местах оказания медицинской помощи, возможно, что такие системы можно будет разместить в машинах скорой помощи, а техников скорой медицинской помощи можно будет обучить проводить терапию.
Это открыло бы новую эру в лечении сердечного приступа — потенциально доставляя кровь к сердечной мышце, чтобы сердце продолжало работать в течение нескольких минут после сердечного приступа.