L'absence d'une méthode cliniquement viable pour suivre et diriger les médicaments anticancéreux vers les tumeurs est un gros problème pour les thérapies ciblées.

Mais une nouvelle méthode à ultrasons proposée par les ingénieurs biomédicaux de l'équipe de Qifa Zhou à l'Université de Californie du Sud à Los Angeles pourrait permettre le contrôle acoustique et le suivi en temps réel de la libération de médicaments dans le corps. Les chercheurs rendent compte de leur manipulation des ondes ultrasonores pour localiser l'administration de médicaments dans Lettres de physique appliquée .

"Dans l'administration conventionnelle de médicaments, le tissu est examiné ex vivo au microscope, ou des matières radioactives sont utilisées pour tracer des médicaments in vivo. Nous proposons une nouvelle façon d'imager et de déplacer le médicament avec précision à l'intérieur du corps humain en combinant la nouvelle méthode d'imagerie par ondes planes avec un transducteur à ultrasons focalisé, ", a déclaré le chercheur post-doctoral Xuejun Qian.

Une administration précise du médicament est cruciale pour assurer l'oblitération de la tumeur, tout en évitant les effets secondaires toxiques des traitements anticancéreux sur les tissus sains. L'échographie est une méthode populaire pour l'imagerie non invasive à l'intérieur du corps. Mais parce que la méthode conventionnelle manque de sensibilité, il n'a pas été utilisé dans l'administration de médicaments auparavant. L'équipe de Zhou a adapté un nouveau, méthode d'échographie ultrarapide qui élimine le bruit de fond pour suivre avec précision un véhicule d'administration de médicament dans un vaisseau sanguin fantôme.

Hanmin Peng, chercheur invité de l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Nanjing, Chine, et des collègues ont pompé de l'eau à travers un tube en silicone étroit pour imiter le flux sanguin dans un vaisseau sanguin. Ils ont placé le tube sous de vrais tissus de porc et l'ont imagé pour rendre la configuration plus réaliste. Microbulles, minuscules poches d'air, qui peuvent être utilisés comme véhicules pour l'administration de médicaments ont été introduits dans les faux vaisseaux sanguins.

Dans les années récentes, il y a eu beaucoup d'excitation sur la possibilité de concentrer les ondes sonores dans "une pince à épiler acoustique, " qui peut manipuler les particules. L'équipe de Zhou a appliqué un transducteur à ultrasons focalisé pour piéger les microbulles identifiées par leur système d'imagerie ultrarapide.

L'équipe a prédit le mouvement des microbulles et calculé les forces de rayonnement acoustique nécessaires pour piéger et déplacer les bulles vers des zones spécifiques du vaisseau sanguin fantôme.

En équilibrant la force de rayonnement acoustique du transducteur, l'équipe a déplacé les microbulles piégées vers un emplacement spécifique sur la paroi du tube et a augmenté la puissance acoustique pour faire éclater les bulles.

Les ondes ultrasonores font vibrer l'air contenu dans les microbulles, qui a permis à Peng et à ses collègues d'utiliser leur nouveau système d'imagerie par ultrasons ultrarapide pour suivre avec précision les microbulles à des profondeurs allant jusqu'à 10 millimètres dans le tissu. Ils espèrent que cette combinaison de suivi et de ciblage par ultrasons pourra être traduite en dirigeant de manière non invasive des microbulles contenant des médicaments vers les vaisseaux sanguins adjacents aux emplacements des tumeurs dans le corps.

"Nous voulons essayer des études in vivo sur le rat ou le lapin pour voir si la méthode proposée peut surveiller et libérer l'administration de médicaments à base de microbulles dans un corps réel, " a déclaré Qian. "Nous espérons améliorer encore la résolution de l'imagerie, sensibilité et vitesse dans un cas réel, et si ça marche, l'objectif à long terme serait d'évoluer vers une étude humaine."