.
Pesquisadores desenvolveram uma nova ferramenta e técnica que usa “ultrassom de vórtice” – uma espécie de tornado ultrassônico – para quebrar coágulos de sangue no cérebro. A nova abordagem funcionou mais rapidamente do que as técnicas existentes para eliminar coágulos formados em um modelo in vitro de trombose do seio venoso cerebral (CVST).
“Nosso trabalho anterior analisou várias técnicas que usam ultrassom para eliminar coágulos sanguíneos usando o que são essencialmente ondas voltadas para a frente”, diz Xiaoning Jiang, co-autor correspondente de um artigo sobre o trabalho. “Nosso novo trabalho usa ultrassom de vórtice, onde as ondas de ultrassom têm uma frente de onda helicoidal.
“Em outras palavras, o ultrassom está girando à medida que avança”, diz Jiang, que é o professor Dean F. Duncan de Engenharia Mecânica e Aeroespacial na North Carolina State University. “Com base em nossos testes in vitro, esta abordagem elimina os coágulos sanguíneos mais rapidamente do que as técnicas existentes, principalmente por causa do estresse de cisalhamento induzido pela onda de vórtice.”
“O fato de nossa nova técnica funcionar rapidamente é importante, porque os coágulos CVST aumentam a pressão nos vasos sanguíneos do cérebro”, diz Chengzhi Shi, co-autor correspondente do trabalho e professor assistente de engenharia mecânica na Georgia Tech. “Isso aumenta o risco de hemorragia no cérebro, o que pode ser catastrófico para os pacientes.
“As técnicas existentes dependem em grande parte de intervenções que dissolvem o coágulo sanguíneo. Mas este é um processo demorado. Nossa abordagem tem o potencial de lidar com esses coágulos mais rapidamente, reduzindo o risco para os pacientes”.
A CVST ocorre quando um coágulo sanguíneo se forma nas veias responsáveis pela drenagem do sangue do cérebro. As taxas de incidência de CVST ficaram entre 2 e 3 por 100.000 nos Estados Unidos em 2018 e 2019, e a taxa de incidência parece estar aumentando.
“Outra razão pela qual nosso trabalho aqui é importante é que os tratamentos atuais para CVST falham em 20-40% dos casos”, diz Jiang.
A nova ferramenta consiste em um único transdutor especificamente projetado para produzir o efeito de redemoinho e vórtice. O transdutor é pequeno o suficiente para ser incorporado a um cateter, que é então conduzido através do sistema circulatório até o local do coágulo sanguíneo.
Para testes in vitro de prova de conceito, os pesquisadores usaram sangue de vaca em um modelo impresso em 3D do seio venoso cerebral.
“Com base nos dados disponíveis, as intervenções farmacêuticas para dissolver os coágulos sanguíneos CVST levam pelo menos 15 horas e a média é de cerca de 29 horas”, diz Shi. “Durante o teste in vitro, fomos capazes de dissolver um coágulo de sangue agudo em menos de meia hora.”
Durante qualquer cateterização ou intervenção cirúrgica, existe um risco potencial de danos, como danos ao próprio vaso sanguíneo. Para resolver esse problema, os pesquisadores realizaram experimentos aplicando ultrassom de vórtice em amostras de veias de animais. Esses testes não encontraram danos nas paredes dos vasos sanguíneos.
Os pesquisadores também realizaram testes para determinar se o ultrassom do vórtice causou danos significativos aos glóbulos vermelhos. Eles descobriram que não houve danos substanciais aos glóbulos vermelhos.
“O próximo passo é realizarmos testes usando um modelo animal para melhor estabelecer a viabilidade dessa técnica para o tratamento CVST”, diz Jiang. “Se esses testes forem bem-sucedidos, esperamos prosseguir com os ensaios clínicos.”
“E se o ultrassom de vórtice se tornar uma aplicação clínica, provavelmente seria comparável em custo a outras intervenções usadas para tratar CVST”, diz Shi.
O trabalho foi feito com o apoio dos Institutos Nacionais de Saúde sob as subvenções R01HL141967, R41HL154735 e R21EB027304; e a National Science Foundation, sob o número de concessão CMMI-2142555.
.
