应深圳大学医学部生物医学工程学院陈思平教授邀请,台湾清华大学生医工程与环境科学系特聘教授叶秩光作为“丽湖生工大讲坛”第三期嘉宾,于2023年5月22日上午在丽湖校区A2-517会议室主讲题为“声涡流于超声诊断与治疗应用”的学术报告。本次讲坛吸引来自学院的50多名师生参加。
叶教授在报告中讲到,超声结合微泡递送药物及超声的脑疾病神经调控是目前研究的热点,但鉴于现阶段人造微泡的包膜成分、人体生理结构特征及应用安全考虑,超声联合微泡递送药物的研究还存在效率低、药量少、难以达到治疗需求等问题。
其课题组多年来一直专注于声涡流技术的开发及应用,根据能够对粒子进行捕捉的非接触性操控技术-超声声钳(Acoustic Tweezer)的原理,开发出了一种名为“Acoustic Vortex(超声龙卷风)”的超声新方法。它是以多阵元的单一探头发射类似龙卷风结构的声场,利用龙卷风中心处的位能梯度差,形成向中心捕捉的作用力来捕捉粒子。
漩涡式声钳最大的优势在于结合了驻波式与高频式声钳的优点,其龙卷风声场属于单一波束形式,且作用机制与驻波式的位能梯度井概念类似,它能够将载药微泡聚集在声波照射处的血管壁上,进行超声爆破使药物释放,从而达到药物浓度定点富集并延长药物停留时间的目标。该技术已经经过仿真实验、体外实验和动物体内实验验证,通过调控超声参数能够在不损害血细胞及周围组织的前提下达到数十倍于普通超声联合微泡递送药物方法的药物浓度,具有良好的应用前景。
叶教授及其团队不断对该方法进行打磨,取得了一系列引领国内外的研究成果:从体外应用到开发出能够实现体内溶解血栓并实时监测的“导管”;从单一声应用到“声涡旋光纤”;从声涡旋结合微泡进行药物递送到实现无需借助微泡进行血脑屏障的无损可逆开放;从微泡富集定点爆破到开发微泡驱动的“干细胞火箭”理论等。
未来叶教授及其团队将持续推进该技术,并结合平面波成像、超分辨率超声成像、剪切波成像等进行后续研究,为超声应用于临床诊断和治疗提供更多技术支撑。