INTERRUPÇÃO DE SANGUE-CÉREBRO-BARREIRA COM ALTA FREQUÊNCIA PULSADA COM CAMPOS ELÉTRICOS

A microvasos cortical  corado para a proteína
do sangue-cérebro-barreira.

Uma equipe de pesquisadores da Virginia Tech e Acorde Escola de Engenharia Biomédica e Ciências Forest University desenvolveram uma nova técnica para a utilização de energia elétrica pulsada para abrir a-barreira hematoencefálica (BHE) para o tratamento de câncer no cérebro e distúrbios neurológicos.

Seu procedimento Vascular Ativado pulso Integrado Nanosecond (veia do pulso) consiste na inserção de eletrodos de agulha minimamente invasivos para o tecido doente e aplicar várias rajadas de 850 nanossegundos energia elétrica pulsada com polaridade alternada.

Os investigadores pensam que as rajadas perturbar proteínas de junções apertadas responsáveis ​​por manter a integridade da BHE, mas sem causar danos no tecido circundante.

Esta técnica será descrita na próxima edição da revista TECNOLOGIA .

Tratamento de doenças cerebrais

Para o tratamento de cancro do cérebro, "veia impulsos pode ser aplicada ao mesmo tempo como biopsia ou através da mesma via que a sonda de biópsia, a fim de minimizar os danos ao tecido saudável, limitando o número de inserções de agulha," diz Rafael V. Davalos , Ph.D, diretor do Laboratório de Sistemas Bioelectromechanical na Virginia Tech.

O BBB é uma rede de junções apertadas, que normalmente age para proteger o cérebro de substâncias estranhas, impedindo-os de vazamento de vasos sanguíneos em estruturas neurais. Mas isso também limita a eficácia de medicamentos para tratar doenças cerebrais. Temporariamente abertura da BBB é uma maneira de assegurar que os fármacos podem ainda ser eficaz.

Evidência patológica e ressonância magnética de sangue-cérebro-barreira (BBB) ​​perturbação induzida pela veia (Vascular Ativado Nanosecond Integrado) sistema de geração de pulso. Dois eléctrodos de agulha minimamente invasivas com um milímetro de comprimento activo foram espaçadas de 4,0 milímetros para além e inserido no hemisfério cerebral direito 1,5 milímetros abaixo da superfície da dura-máter. Uma rajada de impulsos 200, 500 ns duração quadrados de polaridade alternada com uma relação de tensão-de-distância de 250 V / cm aplicada através dos eléctrodos. No caso acima, rajadas foram repetidas uma vez por segundo durante 10 min. A extensão de certificação perturbação é mostrado pela linha pontilhada circundante Evans azul-albumina absorção complexa na preparação fatia cerebral bruto (à esquerda) e a correspondente imagem fluorescente (meio). Além disso, as áreas de certificação interrupção aparecer como hiperintensas (branco) no exame de ressonância magnética ponderadas em T1, devido à absorção de um azul tracer gadolínio-Evans. A barra de escala representa 5 milímetros. (Crédito: John H. Rossmeisl Jr., Neurologia e Neurocirurgia, Virginia-Maryland Faculdade de Medicina Veterinária e Escola Regional Forest University Virginia Tech-Wake de Engenharia Biomédica e Ciências).

A pesquisa também mostra que os pulsos da veia pode ser aplicada, sem provocar contracções musculares, o que pode desalojar os eléctrodos e exigem o uso de um neuroblocker e anestesia geral. De acordo com Christopher B. Arena, Ph.D., co-autor principal do artigo, "o fato de que o suplente pulsos de polaridade ajuda a evitar a indesejável movimento, induzido eletricamente. Portanto, pode ser possível realizar este procedimento sem a utilização de um neuroblocker e com pacientes sob sedação consciente. Isto é semelhante à forma como a estimulação cerebral profunda é implementado clinicamente para tratar a doença de Parkinson ".

A equipe agora planeja traduzir a tecnologia em aplicações clínicas através de uma empresa universidade spin-out, VoltMed, Inc.

Pesquisadores da Virginia-Maryland Faculdade de Medicina Veterinária Regional , onde também envolvidos no estudo.

Esta pesquisa foi apoiada em parte por doações do National Science Foundation, o Golfers Contra o Cancro, eo Center for Biomolecular imagem no Wake Forest School of Medicine.

Resumo de Tecnologia papel
A-barreira hematoencefálica (BHE), uma rede de junções apertadas, que impedem o transporte molécula grande, limita a utilidade de entrega sistémica quimioterapêutico para o tratamento de gliomas malignos e outras doenças neurológicas. Aqui, apresentamos uma ferramenta para a certificação perturbação que usa rajadas de sub-microssegundos pulsos bipolares para melhorar a transferência de grandes moléculas para o cérebro. Eléctrodos de agulhas rombas foram avançados no córtex motor de ratos adultos anestesiados, e uma série de 90-900 rajadas foram entregues com voltagem para relações de distância de 250 ou 2000 V / cm, de um total de tempo programado energizado de 100 uS, e um taxa de repetição de 1 Hz. BBB rompimento foi avaliada através de um gadolínio-Evans azul albumina traçador, e foram encontradas todas as condições experimentais para causar a certificação imediatamente após a interrupção do tratamento sem induzir as contrações musculares locais ou distais. A condição de menor energia, 300 rajadas que consistem em 850 ns pulsos bipolares, resultou na interrupção BBB significativa (0,51 centímetros 3 ), sem apresentar lesão necrótica ou apoptótica de tecido neurológico.