p Se você recebeu "ultrassom" em um jogo de associação de palavras, "onda sonora" pode facilmente vir à mente. Mas nos últimos anos, um novo termo surgiu:bolhas. Aqueles efêmeros, formas globulares estão se mostrando úteis na melhoria da imagem médica, detecção de doenças e distribuição direcionada de medicamentos. Há apenas uma falha:as bolhas desaparecem logo após a injeção na corrente sanguínea. p Agora, depois de 10 anos de trabalho, uma equipe de pesquisa multidisciplinar construiu uma bolha melhor. Suas novas formulações resultaram em bolhas em nanoescala com camadas externas personalizáveis ​​- tão pequenas e duráveis ​​que podem viajar e penetrar em algumas das áreas mais inacessíveis do corpo humano.

p O trabalho é uma colaboração entre Al C. de Leon e co-autores, sob a supervisão de Agata A. Exner do Departamento de Radiologia da Case Western Reserve University School of Medicine em Cleveland e Amin Jafari Sojahrood sob a supervisão de Michael Kolios do Departamento de Física da Ryerson University e do Institute for Biomedical Engineering, Ciência e Tecnologia (iBEST) em Toronto. Seus resultados foram publicados recentemente em ACS Nano , em um artigo intitulado "Rumo a uma resposta acústica precisamente controlável de nanobolhas estabilizadas com casca:alto rendimento e dispersão estreita".

p "O avanço pode levar a imagens de ultrassom mais claras, "diz Kolios." Mas de forma mais ampla, nossas descobertas teóricas e experimentais conjuntas fornecem uma estrutura fundamental que ajudará a estabelecer nanobolhas para aplicações em imagens biomédicas - e potencialmente em outros campos, da ciência dos materiais à limpeza e mistura de superfícies. "

p Bolhas no ultrassom:diminuindo para a nanoescala

p O ultrassom é a segunda modalidade de imagem médica mais utilizada no mundo. Tal como acontece com outras modalidades, um paciente pode engolir ou ser injetado com um agente para criar contraste de imagem, assim, tornando as estruturas corporais ou fluidos mais fáceis de ver.

p Com ultrassom, as bolhas servem como agente de contraste. Esses globos cheios de gás são envolvidos por uma concha de fosfolipídeo. O contraste é gerado quando as ondas de ultrassom interagem com as bolhas, fazendo com que oscilem e reflitam ondas sonoras que diferem significativamente das ondas refletidas pelos tecidos do corpo. As bolhas são usadas rotineiramente em pacientes para melhorar a qualidade da imagem e aumentar a detecção de doenças. Mas, devido ao seu tamanho (quase o mesmo dos glóbulos vermelhos), microbolhas estão confinadas a circular nos vasos sanguíneos, e não pode alcançar o tecido doente do lado de fora.

p "Nossa equipe de pesquisa na CWRU agora foi projetada de forma estável, bolhas de longa circulação em nanoescala - medindo 100-500 nm de diâmetro, "diz Exner." Eles são para que possam até mesmo se espremer através da vasculatura com vazamento de tumores cancerosos. "

p Com esses recursos, nanobolhas são bem adequadas para aplicações mais finas, como imagem molecular e entrega de drogas direcionadas. Trabalhando junto com a equipe Ryerson, os pesquisadores desenvolveram uma compreensão mais clara da teoria de como as nanobolhas são visualizadas com ultrassom, e quais técnicas de imagem são necessárias para melhor visualizar as bolhas no corpo.

p Controlando o comportamento das nanobolhas

p Deixando de lado as questões de tamanho, bolhas também são osciladores complexos, exibindo comportamentos que são difíceis de controlar. No trabalho atual, a equipe de pesquisa também desenvolveu uma maneira de controlar e prever com precisão como as bolhas interagem e respondem acusticamente ao ultrassom.

p "Ao introduzir aditivos de membrana em nossas formulações de bolhas, demonstramos a capacidade de controlar o quão rígidas (ou flexíveis) as cápsulas de bolha se tornam, "afirma de Leon." As formulações de bolhas podem então ser personalizadas para atender às necessidades específicas de diferentes aplicações. "

p Por exemplo, mais duro, designs de bolhas estáveis ​​podem durar o suficiente para atingir os tecidos do corpo de difícil acesso. Bolhas mais suaves podem produzir imagens de ultrassom mais claras de certos tipos de tecido corporal. A oscilação da bolha pode até ser ajustada para aumentar a permeabilidade celular, aumentando potencialmente a entrega de drogas às células doentes, o que pode, por sua vez, diminuir a dosagem necessária.

p Pacientes, os Beneficiários Finais

p Tendo demonstrado com sucesso a capacidade de personalizar as propriedades do invólucro de bolha e sua interação com as ondas sonoras, o trabalho atual tem implicações empolgantes para a potência das nanobolhas - em aplicações diagnósticas e terapêuticas.

p Sojahrood vê muitos benefícios potenciais, para biomedicina e para pacientes na clínica. "Comparado a outras opções de imagem ou tratamento, como cirurgia com bisturis, maquinário de ressonância magnética volumoso, ou o risco de iodo radioativo em tomografias computadorizadas, ultrassom poderia ser muito mais rápido, mais barato, mais eficaz e menos invasivo, ", diz ele." Ao fazer o ultrassom avançar através das nanobolhas, poderíamos eventualmente tornar o diagnóstico e o tratamento mais disponíveis e eficazes, mesmo em áreas mais remotas do mundo, em última análise, melhorando os resultados dos pacientes e salvando mais vidas. "