سونوگرافی به جنگ بیماری‌های درمان‌ناپذیر می‌رود

به گزارش جام جم آنلاین؛ امروزه از دستگاه سونوگرافی بیشتر برای دیدن درون بدن ازجمله بررسی اندام‌ها، چکاب بارداری، نظارت بر جریان خون و تشخیص بیماری‌ها بدون نیاز به جراحی استفاده می‌شود اما دانشمندان به تازگی دریافتندکه امواج فراصوت می‌توانند فراتر از تصویربرداری عمل کنند.

نتایج پژوهش گروهی از پژوهشگران دانشگاه فناوری «کاوناس» (Kaunas) در لیتوانی نشان داد که برخی امواج فراصوت می‌توانند به‌طور مستقیم رفتار خون را تغییر دهند. به گفته آنان، امواج فراصوت با فرکانس پایین ممکن است گردش خون و رسیدن اکسیژن به بافت‌های بدن را بهبود ببخشند و روش نوینی برای درمان بیماری‌های ناشی از جریان ضعیف خون ایجاد کنند.

این پژوهشگران روی گلبول‌های قرمز خون تمرکز کردند، سلول‌هایی که اکسیژن را از ریه‌ها به تمام بافت‌های بدن می‌رسانند. در شرایط عادی، این گلبول‌ها به شکل برگشت‌پذیری به هم می‌چسبند که به آن «اَگریگیشن» می‌گویند و وقتی این چسبندگی زیاد شود، خون غلیظ‌تر شده و به سختی از رگ‌های باریک عبور می‌کند، در نتیجه گردش خون و تبادل اکسیژن مختل می‌شود.

ویتوتاس اوستاشویچیوس، سرپرست این گروه پژوهشی اظهار کرد که فرکانس‌های مختلف تاثیرهای متفاوتی بر سلول‌های خونی دارند. امواج فراصوت با فرکانس بالا موجب چسبندگی بیشتر سلول‌ها و غلیظ‌تر شدن خون می‌شوند و می‌توانند فشار خون را بالا ببرد و رساندن اکسیژن را تحت تاثیر قرار دهد. دانشمندان کشف کردند که این اتفاق به این دلیل رخ می‌دهد که سونوگرافی با فرکانس بالا امواج صوتی ایستایی ایجاد می‌کند که سلول‌های خونی را به سمت نواحی کم‌فشار هل می‌دهد و در آنجا جمع می‌شوند.

در مقابل، امواج فراصوت با فرکانس پایین، امواج سیاری تولید و نیروی برشی ملایمی ایجاد که خوشه‌های سلولی را از هم جدا می‌کند. این جداشدن فاصله بین گلبول‌ها را بیشتر کرده و عبور اکسیژن از بافت‌ها را آسان‌تر خواهد کرد.

به گفته دانشمندان، احتمالا این نخستین پژوهشی است که به روشنی نشان می‌دهد امواج فراصوت با فرکانس پایین می‌توانند توده‌های گلبول قرمز را به سلول‌های منفرد تبدیل کنند.

این پروژه در دوران همه‌گیری کووید-۱۹ آغاز شد، هنگامی که پژوهشگران جهان به دنبال روش‌های غیرتهاجمی برای کمک به بیمارانی بودند که از عوارض شدید تنفسی رنج می‌بردند. گروه پژوهشی «کاوناس» با الهام از این نیاز، نمونه‌های خون بیماران را در معرض فرکانس‌ها و شدت‌های مختلف امواج فراصوت قرار داد.

آنان همچنین از شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای پیشرفته به نام «دوقلوی دیجیتال» استفاده کردند تا چگونگی عبور امواج از بافت زنده را مدل‌سازی کنند. با کمک این شبیه‌سازی‌ها، مبدل مخصوصی طراحی کردند که امواج فراصوت را تا چهار برابر عمیق‌تر از دستگاه‌های معمولی به درون بدن می‌فرستد.

هرچند این پژوهش هنوز در مراحل اولیه است، اما دانشمندان معتقدند این فناوری می‌تواند روزی در درمان چند بیماری بزرگ نقش داشته باشد.

درمان بیماری قلبی-عروقی و دیابت

بهبود گردش خون و رساندن اکسیژن به بافت‌ها می‌تواند نقش مهمی در سلامت قلب و عروق داشته باشد. امواج فراصوت با فرکانس پایین با کاهش غلظت خون و جدا کردن گلبول‌های قرمز از یکدیگر، جریان خون را در رگ‌ها روان‌تر می‌کند و اکسیژن‌رسانی به اندام‌ها را افزایش می‌دهد.

این ویژگی برای بیماران دیابتی که اغلب از جریان ضعیف خون در پاها رنج می‌برند نیز حیاتی است. در این بیماران، زخم‌ها به‌دلیل کم‌خونی بافت‌ها دیر ترمیم می‌شوند و خطر عفونت و حتی قطع عضو وجود دارد. امواج فراصوت می‌توانند با بهبود جریان خون در بافت آسیب‌دیده، فرایند ترمیم زخم را تسریع کنند.

بیماری آلزایمر و درمان سرطان

در بیماری آلزایمر، سد خونی-مغزی که به‌طور طبیعی از مغز محافظت می‌کند، مانع از رسیدن موثر داروها به بافت مغز می‌شود. نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد که امواج فراصوت احتمالا قادر خواهند بود به‌طور موقت و بی‌خطر این سد را باز کنند تا داروها بتوانند به نواحی هدف در مغز برسند.

بر اساس گزارش ساینس، همچنین این روش در درمان سرطان موثر خواهد بود، بسیاری از تومورها به دلیل اکسیژن‌رسانی ناکافی، در برابر درمان‌هایی مانند شیمی‌درمانی و پرتودرمانی مقاومت نشان می‌دهند. بهبود اکسیژن‌رسانی به تومور توسط امواج فراصوت ممکن است اثربخشی این درمان‌ها را افزایش دهد. هرچند دانشمندان تاکید دارند که این ایده هنوز در مراحل کاملا تجربی قرار دارد و نیاز به پژوهش‌های بیشتری پیش از استفاده بالینی دارد.

این یافته‌ها نشان می‌دهند که نگاه دانشمندان به فناوری فراصوت در حال تغییر است و از یک ابزار تصویربرداری تشخیصی به سوی روشی می‌رود که بتواند به‌طور مکانیکی روی بافت‌ها، جریان خون و فرایندهای زیستی تاثیر بگذارد.  

نتایج این پژوهش در نشریه Sensors منتشرشده است.