KTU mokslininkai mato ultragarso potencialą ir nelengvai įveikiamų ligų gydyme

Naujas Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkų tyrimas rodo, kad ultragarsas gali tiesiogiai paveikti kraujotaką bei raudonųjų kraujo kūnelių elgseną.

„Mūsų tyrimas rodo, kad ultragarsas gali mechaniškai paveikti kraujo savybes. Tai atveria kelią neinvazinėms terapijoms, kurios ateityje galėtų papildyti šiandien taikomus medikamentinius ir chirurginius gydymo metodus“, – sako KTU profesorius Vytautas Ostaševičius.

Medicinoje jau dešimtmečius ultragarsas naudojamas kaip viena svarbiausių technologijų diagnostikai. Jis padeda gydytojams stebėti vidaus organų būklę, vertinti audinių pakitimus ar atlikti įvairius neinvazinius tyrimus. Šiandien mokslininkai vis dažniau ultragarso galimybes vertina plačiau – ieškoma būdų, kaip galima pasitelkti jį ne tik diagnozuojant ligas, bet ir veikiant pačius organizmo procesus.

Pasak KTU atstovų, universiteto tyrėjai nustatė, kad aukšto dažnio ultragarsas sukuria stovinčiąsias akustines bangas, kurios nukreipia eritrocitus į žemo slėgio zonas ir taip skatina jų agregaciją – natūralų raudonųjų kraujo kūnelių telkimąsi tarpusavyje. „Eritrocitai, veikiami aukšto dažnio ultragarso, ima telktis, padidėja kraujo klampumas, gali kilti kraujospūdis bei pulsas, o deguonies apykaita tampa mažiau efektyvi“, – aiškina V. Ostaševičius.

Žemo dažnio ultragarsas priešingai – generuoja sklindančias akustines bangas, kurios sukelia šlyties jėgas, galinčias išskaidyti susitelkusius eritrocitus į pavienes ląsteles. KTU profesoriaus teigimu, iki šiol toks poveikis nebuvo aiškiai pademonstruotas. Kai eritrocitai atsiskiria vieni nuo kitų, tarp jų atsiranda daugiau erdvės, mažėja kraujo klampumas, o visas ląstelės paviršius gali efektyviau dalyvauti deguonies apykaitoje.

Tyrimo idėja gimė COVID-19 pandemijos metu, kai mokslininkai ieškojo neinvazinių būdų padėti pacientams, susidūrusiems su sunkiomis kvėpavimo takų komplikacijomis. „Tuo metu buvo ypač svarbu rasti sprendimų, galinčių greitai padėti pacientams be papildomų medikamentų. Todėl pradėjome tirti, ar ultragarsas galėtų sustiprinti hemoglobino ir deguonies sąveiką plaučiuose“, – pasakoja prof. V. Ostaševičius.

Tyrimo metu mokslininkai pacientų kraują suskirstė į kelis šimtus mėginių ir juos veikė skirtingo intensyvumo ultragarsu. Taip buvo išanalizuoti eritrocitų atsiskyrimo procesai. Tyrinėdama ultragarso sklidimą biologiniuose audiniuose, mokslininkų komanda pasitelkė skaitmeninių dvynių technologiją ir sukūrė žemo dažnio ultragarso keitiklį, galintį akustinius signalus perduoti maždaug keturis kartus giliau nei rinkoje naudojami įrenginiai. Ši technologija jau apsaugota tarptautiniu patentu, – pažymima KTU pranešime.

Nors technologija vis dar yra ankstyvoje tyrimų stadijoje, eksperimentinė, Kauno technologijos universiteto mokslininkų įsitikinimu, jų tyrimai praplečia suvokimą apie ultragarsą kaip daugiau nei vien diagnostikos priemonę.

Ateityje ši technologija galėtų būti taikoma įvairiose medicinos srityse, kur svarbi kraujotaka ir deguonies tiekimas audiniams. Viena iš galimų krypčių – vėžio terapija. Navikinis audinys dažnai yra mechaniškai silpnesnis nei aplinkiniai sveiki audiniai, tad sklindančios akustinės bangos galėtų padėti selektyviai paveikti naviko struktūras. Vis dėlto, ši sritis dar tik pradedama tyrinėti.

„Deguonies trūkumas navikuose išlieka viena didžiausių vėžio gydymo problemų. Kadangi atskirti nuo agregatų eritrocitai plaučiuose visu paviršiumi įsisavina daugiau deguonies, kurio tiekimas ir navikiniams audiniams paspartėja, tai galėtų padidinti kai kurių gydymo metodų veiksmingumą“, – sako V. Ostaševičius.

Anot jo, ultragarsas galėtų būti naudingas ir gydant diabetinės pėdos opas, kai dėl sutrikusios kraujotakos žaizdos gyja itin sunkiai. Naudojant ultragarsą, būtų galima pagerinti kraujotaką pažeistuose audiniuose.

Tyrėjai taip pat mato potencialą Alzheimerio ligos gydyme. Svarstoma, kad ši technologija ateityje galėtų padėti laikinai atverti kraujo ir smegenų barjerą bei pagerinti tikslinį vaistų pristatymą į smegenų audinius. Tarp kitų galimų ultragarso pritaikymo sričių minimas tikslinis vaistų pristatymas bei pagalbinės terapijos sergantiems širdies ir kraujagyslių arba plaučių ligomis.

Naujienų portalas „Kas vyksta Kaune“ primena, jog šių metų Vasario 16-ąją už šalies mokslo ir inovacijų politikos formavimą, aukšto lygio mokslinę veiklą bei įvertinant kitus darbus ir nuopelnus, Lietuvos didžiojo kunigaikščio Gedimino ordino Riterio kryžiais buvo apdovanoti du Kauno technologijos universiteto mokslininkai – Biomedicininės inžinerijos instituto ilgametis direktorius prof. Arūnas Lukoševičius bei KTU Mechatronikos instituto direktorius prof. Vytautas Ostaševičius.