In einer kleinen klinischen Studie Forscher verwaltet eine neue Methode zur Behandlung von chronischen Wunden, mit Hilfe eines neuartigen Ultraschall Applikator , der wie ein Pflaster getragen werden kann. Der Applikator liefert niederfrequente , niedriger Intensität Ultraschall direkt auf Wunden , und es wurde gefunden , um die Heilung zu beschleunigen wesentlich bei fünf Patienten mit venösen Geschwüren. Venengeschwüreverursacht , wenn die Ventile in den Venen Störung verursacht Blutes im Bein , anstatt zum Herzen zu bündeln. Diese Bündelung , die so genannte venöse Stase , können Proteine und Zellen verursachen in der Vene , in die die zu umliegenden Gewebe austreten Entzündung und die Bildung eines Geschwürs .
Die Technologie wurde von Forschern an der Drexel University in Philadelphia entwickelt , mit Mitteln aus dem National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering ( NIBIB ) , Teil der National Institutes of Health .
Venösen Ulzera machen 80 Prozent aller chronischen Wunden am unteren Extremitäten gefunden und beeinflussen etwa 500.000 US-Patienten pro Jahr , eine Zahl, die erwartet wird , um zu erhöhen, wie Fettleibigkeit zu klettern. Es wird geschätzt , dass die Behandlung für venösen Ulzera kostet die US-Gesundheitssystem über $ 1 Milliarde Dollar pro Jahr.
Standard-Behandlung für venösen Ulzera beinhaltet die Steuerung Schwellung , kümmert sich um die Wunde , indem sie es feucht und verhindert Infektionen und Kompressionstherapie - eine Technik, bei der die Patienten tragen elastische Socken, die das Bein , um Blut aus rückwärts fließt quetschen.
Trotz dieser Maßnahmen nehmen Wunden oft Monate und manchmal Jahre , um zu heilen .
"Jetzt setzen wir vor allem auf passive Behandlungen ", sagte Michael Weingarten, MD, Leiter der Gefäßchirurgie an der Drexel Medizin und ein Forscher in der Studie. " Mit Ausnahme der teuren Hauttransplantation Operationen, gibt es sehr wenige Technologien aktiv stimulieren die Heilung dieser Geschwüre . "
In einem Artikel in der Zeitschrift der Acoustical Society of America veröffentlicht werden , berichten die Forscher Drexel dass Patienten, die Niederfrequenz , niedriger Intensität Ultraschallbehandlung während ihrer wöchentlichen Check-up (zusätzlich zu den Standard- Kompressionstherapie ) erhielten , zeigten ein netto-Reduktion der Wundgröße nach nur vier Wochen . Im Gegensatz dazu Patienten , die nicht erhalten Ultraschallbehandlung hatte eine durchschnittliche Erhöhung der Wundgröße während des gleichen Zeitraums .
"Es gibt auf den therapeutischen Nutzen von Ultraschall für die Wundheilung wurden Studien , aber die meisten der bisherigen Forschung wurde bei viel höheren Frequenzen etwa 1-3 Megahertz ( MHz) durchgeführt wird, ", sagte Peter A. Lewin , Ph.D., Richard B. Beard Professor für Biomedizinische Technik an der Drexel , und der primäre Ermittler an diesem Projekt. " Wir hatten eine Idee , dass, wenn wir gingen in den Bereich von 20 bis 100 Kilohertz ( kHz) , die mindestens eine Größenordnung niedriger , könnten wir weitere tiefgreifende Veränderungen zu sehen ist ; . Das ist genau das , was passiert ist "
Um die optimale Ultraschallfrequenz als auch die Behandlungsdauer zu bestimmen , behandelten die Forscher Patienten entweder 15 Minuten der 20 kHz Ultraschall 45 Minuten von 20 kHz Ultraschall 15 Minuten von 100 kHz Ultraschall oder 15 Minuten vor einer Schein (Placebo) Ultraschall. Die Gruppe, die 15 Minuten von 20 kHz Ultraschall zeigte die größte Verbesserung , wobei alle fünf Patienten, bei denen eine vollständige Heilung nach der vierten Behandlung .
"Wir waren überrascht , dass die Gruppe, die 45 Minuten der Behandlung hat die gleichen Vorteile wie die 15 Minuten -Gruppe nicht zu erreichen, aber manchmal erfahren wir, dass mehr ist nicht immer besser ", sagte Joshua Samuels , ein Ph.D. Kandidaten und führen Autor der Studie. " Es kann eine Dosierung wirksam sein."
Erlebt im Durchschnitt eine 32 -Prozent-Zunahme des Zellstoffwechsels und einer 40-prozentigen Anstieg der Zellproliferation im Vergleich zu Kontrollzellen 24 Stunden - klinischen Befunde des Teams wurden von ihren in vitro-Studien , in der Maus-Fibroblasten -Zellen , die bei der Wundheilung eine aktive Rolle bestätigt nach dem Empfang von 20 kHz Ultraschall für 15 Minuten.
Lewin und Kollegen , sagte eine der größten Herausforderungen der Studie wurde der Konzeption und Erstellung ihrer batteriebetriebenen Ultraschall- Patch.
"Die meisten Ultraschallwandlern erfordern eine große Apparatur und müssen in die Wand eingesteckt werden. Wir wollten, dass dies voll tragbar und tragbar sein , so mussten wir es batteriebetriebene zu machen. Um das zu erreichen , die wir hatten , einen Wandler zu entwerfen dass die Verwendung von minimalen Spannungs medizinisch relevanten Energieniveaus erzeugen können ", sagte Lewin .
Die daraus resultierenden Ultraschall- Patch wiegt nur 100 Gramm - das entspricht einem Kingsize- Schokoriegel - und ist mit zwei Lithium-Ionen- Batterien, die wiederaufladbar sind vollständig angeschlossen . Lewin , sagt der Design gibt den Patienten die Möglichkeit, den Wandler in einem Heimnetzwerk , während immer noch in ihrer Kompressionsstrümpfe . Es verhindert auch die Notwendigkeit für einen Arztbesuch , die eine schwierige Aufgabe für Patienten mit chronischen Wunden sein kann.
" Die Wundheilung Technologie in dieser Studie beschrieben ist eine besonders spannende Ultraschalltherapie -Anwendung, die große Verheißung für die künftige Behandlung von chronischen Wunde Patienten hält ", sagte Hector Lopez , Ph.D., NIBIB Programmdirektor für Diagnostische und therapeutische Ultraschall . " Dies ist ein hervorragendes Beispiel dafür, wie NIBIB bringt die körperliche und Lebenswissenschaften , neue Technologien, die Gesundheit verbessert zu produzieren. " Lopez schloss mit den Worten , dass, bevor die neue Behandlung wäre es in eine Klinik zu machen, Studien mit größeren Patientenzahlen sind erforderlich, um zu bestätigen , dass die Technologie effektiv und sicher zu bedienen.
In Zukunft Lewin und Weingarten erwarten, dass Patienten mit anderen Arten von chronischen Wunden, wie diabetischen oder Druckgeschwüre können auch aus therapeutischen Ultraschall profitieren. Weil die ideale Behandlung Häufigkeit, Dauer und Intensität kann eindeutig für jede Art der Wunde sein , Lewin und seine Kollegen entwickelt und testen derzeit eine diagnostische Überwachung Bestandteil ihrer Ultraschall- Patches , die dazu beitragen würden Ärzte optimieren Behandlung für jeden Patienten .
Diese Überwachungskomponente - mit Hilfe von Leonid Zubkov , D.Sc. entwickelt der Schule für Biomedizinische Technik , Wissenschaft und Gesundheitssysteme, Drexel - verwendet Nahinfrarot-Spektroskopie (NIRS ), um nicht-invasiv zu beurteilen Veränderungen im Wundbett , die zeigen können , ob eine Behandlung im frühesten Stadium arbeiten , wenn die Heilung schwer zu erkennen mit dem bloßen Auge .
" Durch die Überwachung subtile Veränderungen in Gewebereaktion wie wir den Ultraschall und sofort nach der Lieferung , können wir die Behandlung für jeden Patienten zu optimieren ", sagte Lewin . "Unser Ziel ist es, ein Gerät, das auf viele verschiedene Arten von Wunden für so lange wie nötig , ohne dass Nebenwirkungen eingesetzt werden können . Sobald diese universelle Applikator wir haben , können wir die Nahinfrarotspektroskopie nutzen, um besonders anzufertigen , die Behandlung auf den einzelnen Patienten . "
Ein Versuch zu testen, die NIRS- Komponente mit zwanzig Patienten ist derzeit im Gange .
Das Team wird auch in der Hoffnung, mehr darüber, warum niederfrequenten Ultraschall fördert die Heilung durch die Ausweitung ihrer in vitro-Studien zu lernen. Sie prüfen derzeit die Auswirkungen von Niederfrequenz- Ultraschall auf Makrophagen - Immunzellen, die eine entscheidende Rolle bei der Wundheilung spielen - und auf die Produktion von Kollagen .
" In der Wundheilung besteht die Entzündungsphase , die Proliferationsphase und der Umbauphase . Wir werden an den primären Zell Teilnehmer in jeder Phase der Suche und Prüfung der Auswirkungen von Ultraschall auf jeden einzeln und dann gemeinsam ", so Samuels .