V nadaljevanju preberite:
- Raziskovalci so razvili virtualno ultrazvočno napravo za simulacijo delovanja ultrazvočnih valov.
- Nova metoda omogoča natančnejše preučevanje vpliva ultrazvoka na biološke strukture.
- Orodje lahko pospeši razvoj ultrazvočno vodenih terapij in kliničnih rešitev.
Raziskovalci Kemijskega inštituta so razvili virtualno ultrazvočno napravo, s katero simulirajo delovanje ultrazvočnih valov na mehke biološke strukture. Ker je razumevanje teh interakcij eden večjih izzivov sodobne biomedicine, bi lahko naprava ključno prispevala k razvoju učinkovitejših ultrazvočnih terapij, kot je ciljana dostava zdravil.
Ultrazvok kot orodje za ciljno dostavo zdravil
Ultrazvok predstavlja varno in hitro diagnostično metodo, vse pomembnejšo vlogo pa dobiva tudi pri zdravljenju, so v sporočilu za javnost izpostavili pri Kemijskem inštitutu. Ena najbolj obetavnih smeri razvoja je ciljana dostava zdravil, pri kateri ultrazvok usmerja mikroskopsko majhne plinske mehurčke, napolnjene z zdravilno učinkovino, do obolelega tkiva. Tam pod vplivom ultrazvoka sprostijo zdravilo neposredno na želenem mestu, so na Kemijskem inštitutu pojasnili v sporočilu za javnost.
Takšen pristop, kot so navedli, lahko poveča učinkovitost zdravljenja, hkrati pa zmanjša neželene učinke na zdrava tkiva. Za razvoj takšnih terapij pa moramo natančno razumeti, kako ultrazvočni valovi vplivajo na mikromehurčke, celice, tkiva in druge mehke biološke strukture, so opozorili.
Preboj laboratorija za molekularno modeliranje
Prav na tem področju so raziskovalci laboratorija za molekularno modeliranje na Kemijskem inštitutu dosegli pomemben preboj. Razvili so virtualno ultrazvočno napravo, ki omogoča realistično računalniško simulacijo in podrobnejše raziskovanje vpliva ultrazvočnih valov na mehke biološke strukture. Dosedanje računalniške metode pri teh frekvencah pogosto niso bile dovolj natančne ali numerično stabilne, nova metoda pa te omejitve odpravlja.
Nova simulacijska metoda premaguje omejitve dosedanjih pristopov
"Naša rešitev premaguje eno največjih omejitev dosedanjih simulacij z delci, saj omogoča stabilno in realistično simulacijo ultrazvoka v frekvenčnem območju, ki se uporablja v medicini. Predstavlja osnovo za superračunalniške simulacije interakcije ultrazvoka in biološke snovi, kar bo prispevalo k napredku pri uporabi ultrazvoka za biomedicinske aplikacije," je ob tem poudaril vodja laboratorija Matej Praprotnik.
Raziskovalci so z novim pristopom med drugim simulirali akustoforezo - z ultrazvokom povzročeno gibanje ovitih mikromehurčkov. Tako lahko na računalniku preizkusijo, kako ultrazvočni valovi vplivajo na mikromehurčke, celice in druge biološke strukture, še preden izvedejo zahtevne laboratorijske poskuse.
Nova metoda odpira nove možnosti za razvoj ultrazvočno vodenih terapij in drugih biomedicinskih aplikacij. "S preizkušanjem različnih rešitev v virtualnem okolju bo mogoče hitreje razvijati nove pristope, zmanjšati število zahtevnih laboratorijskih poskusov in pospešiti prenos raziskovalnih dosežkov v klinično prakso," so še navedli.
Fotografija je simbolična.