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超声波疗法成为医学领域的“多面手”


帕金森病的多面手超声治疗试验。图片来源:加拿大日溪健康科学中心。超声

科技日报记者 刘霞。波疗

超声扫描检查是法成妊娠期间最常用的非侵入性成像技术。据《新科学家》杂志网站报道,为医科学家们正在进行一些临床试验,学领将超声波作为治疗各种疾病的多面手强大新工具,从摧毁癌症肿瘤到消除体脂,超声从缓解背痛到对抗抑郁症。波疗

多才多艺。法成

威廉·弗莱和弗兰西斯·弗莱在20世纪40年代和50年代发现超声波也可以作为手术工具。为医兄弟俩开发了一种设备,学领可以将超声波从多个方向聚焦到组织的多面手某个点,从而破坏目标部位的超声细胞,保护周围组织免受伤害。波疗

20世纪60年代初,弗莱兄弟等人开始使用高强度聚焦超声波(HIFU)以治疗帕金森病相关症状为目标,破坏人脑不健康组织,取得一定成功。20世纪末,研究人员开始探索HIFU是否能破坏动物和人类的肿瘤,并在眼科手术中使用它。

如今,除了治疗前列腺癌等癌症外,还有证据表明HIFU可用于治疗背痛和肥胖。

治疗抑郁。

HIFU是非侵入性的,能够准确地击中目标,使其能够在大脑研究中“展示自己的技能”。例如,HIFU靶向大脑边缘系统(在处理情绪方面发挥作用)可以帮助治疗强迫症。

20世纪50年代末,弗莱兄弟发现,当超声波强度降低时,细胞的行为方式可以改变,而不会破坏细胞。例如,低强度聚焦超声(LIFU)猫大脑中与视觉相关的区域的应用会暂时降低其对光的反应能力。2010年,亚利桑那州立大学的威廉姆·泰勒团队发现LIFU可以在不植入电极的情况下准确刺激大脑区域的神经元。

研究人员还利用LIFU调节脑细胞,对抑郁、焦虑、癫痫等一系列疾病进行了临床试验。

对抗脑癌。

超声波不仅可以用来操纵细胞,还可以用来打开血脑屏障。

血脑屏障会防止血液中的病原体进入神经组织,大约98%的药物会阻塞大脑,从而影响癌症和阿尔茨海默病的治疗。

为此,研究人员将充满空气(或其他气体)的0.5至1微米宽气泡注入血液,当气泡通过脑血管时使用LIFU破裂,冲击波会暂时破坏血脑屏障,使药物进入脑组织。

2015年,加拿大多伦多桑尼·布鲁克研究所的尼尔·利普斯曼首次使用该技术打开了血脑屏障;亚利桑那州立大学的杰夫瑞·科道尔致力于将基因疗法引入大脑,用LIFU和微气泡治疗帕金森病。科学家说,一旦基因治疗通过血脑屏障,许多神经退行性疾病可能会一劳永逸地得到治疗。

逆转衰老。

科学家们认为,LIFU可以恢复脑细胞的活力,逆转身体其他部位的衰老迹象。在LIFU的帮助下,高兹团队打开了小鼠的血脑屏障,发现了预期的效果,他们正在考虑在老年人身上尝试这项技术。

德克萨斯大学医学分公司米歇尔·希茨的团队也发现,在低频超声波下暴露老鼠更像年轻的老鼠,驼背和不方便的老鼠甚至开始正常活动。

希茨指出,超声波似乎正在逆转这些动物的衰老,能否在人类中发挥同样的作用还有待观察。他计划对骨关节炎或糖尿病患者进行一项试验,这两种疾病都可能与衰老细胞有关。

仍待观察。

即便如此,研究人员仍然对LIFU和更常见的低频超声如何产生如此明显的结果感到困惑。

希茨认为机械力很重要。当低强度超声波“冲刷”细胞时,会在组织内引起微小的压力变化,影响脑细胞上的一些受体通道,改变细胞的行为和相互交流方式。其他人认为,衰老的主要因素之一是自噬被阻断,超声波似乎以某种方式激活了衰老细胞的自噬,使细胞能够清除碎片,恢复正常行为。

研究人员指出,超声治疗效果能持续多久也是一个问题。许多研究表明,这种影响将持续一到两个小时,但临床应用需要更持久的效果。

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