Ultraschall-unterstützte Thrombolyse

Ziel der Studie: Untersucht wird der Effekt von Ultraschall bei der Auflösung von Thromben in vitro, wobei der Schall von einer externen Quelle durch das Gewebe eingestrahlt wird. Die Thrombolyse-unterstützende Wirkung des Ultraschalls wird unter Verwendung gebräuchlicher Thrombolytika, sowie unter Beigabe zusätzlicher Substanzen, die bei der Thrombolyse häufig Anwendung finden, quantitativ bestimmt. In mehreren Versuchsreihen werden die optimalen akustischen Parameter (Frequenz, akustische Energiedichte, Beschallungsmodus und -zeit) für die Ultraschall-unterstützte Thrombolyse ermittelt. Die Resultate sollen als Basis für künftige Versuchsreihen in vivo dienen. Hintergrund: Myokardinfarkt: In den letzten 20 bis 30 Jahren hat sich die Prognose von Patienten mit akutem Herzinfarkt wesentlich verbessert. Die Therapie mit intravenös applizierten Thrombolytika innerhalb von 6 Stunden nach Auftreten des Infarkts führt zu einer signifikanten Reduktion der 30-Tage-Mortalität. Die möglichst frühzeitige Wiederherstellung der Durchblutung und die damit verbundene Reperfusion des gesamten Infarktareals haben auch entscheidende Bedeutung im Hinblick auf das Langzeitergebnis bei der Infarkt-Behandlung. Potential der Ultraschall-unterstützten Thrombolyse: Eine rasche Reperfusion des Infarktareals bewirkt insbesondere die folgenden positiven Effekte: Verkleinerung des Infarktareals, Erhaltung der Funktion des linken Ventrikels (linke Herzkammer), Verringerung von post-infarkten Komplikationen und Erhöhung der Langzeit- Überlebenswahrscheinlichkeit. Die Anwendung von Ultraschall führt zu einer Erhöhung der thrombolytischen Aktivität und ermöglicht somit eine signifikante Verkürzung der Zeitspanne bis zum Einsetzen der Reperfusion. Weiters ist die Thrombolyse mittels externem Ultraschall (im Gegensatz zu Katheter-Methoden) im Prinzip mit relativ geringem klinischen Aufwand und entsprechend niedrigen Kosten realisierbar. Folglich könnte die Ultraschall-Thrombolyse in der Zukunft die Behandlungsmethoden bei akuten Herzinfarkten nachhaltig beeinflussen. Niederfrequenter Ultraschall bewirkt eine mechanische Zerstörung und Desintegration des Thrombus. Hingegen führen höhere Frequenzen nicht zu einer primär mechanischen Auflösung des Thrombus, sondern vornehmlich zu einer Verstärkung der Wirkung des pharmakologischen Thrombolytikums. Dabei sind mehrere Faktoren von Bedeutung, insbesondere Kavitation, induzierte Mikroströmung im Thrombus, akustischer Druck, sowie thermische Effekte. Versuchsdurchführung: Im Labor hergestellte Thromben aus dem Blut freiwilliger Testpersonen werden unter Beigabe eines Thrombolytikums (rt-PA) in einer Salzlösung einem Ultraschallfeld ausgesetzt. Die verstärkende Wirkung des Ultraschalls auf die Thrombolyse wird durch Vergleich mit Kontroll-Thromben ermittelt, die jeweils die gleiche Dosis an Thrombolytikum, jedoch keine Ultraschall-Behandlung, erhalten. Der thrombolytische Effekt wird aus der prozentuellen Gewichtsabnahme der Thromben während der Versuchsläufe bestimmt. Die maximale Beschallungsdauer für jeden einzelnen Versuch ist mit 1 Stunde festgesetzt. Diese in vitro Studie wird anhand von insgesamt 354 Thromben in 34 Gruppen durchgeführt, wobei die Wirkung von stehenden und laufenden Ultraschallwellen bei unterschiedlichen Frequenzen, Schallenergiedichten, Schallfeldgeometrien und Beschallungsmoden (kontinuierlich/intermittierend) untersucht wird. Weiters werden verschiedene pharmakologische Zusatzstoffe (Heparin, Hirudin, Abciximab) beigefügt und deren unterstützende Wirkung evaluiert. Alle Experimente werden unter Einhaltung definierter Werte für die akustische Energiedichte am Ort des Thrombus durchgeführt, wodurch ein direkter quantitativer Vergleich der unter verschiedenen Versuchsbedingungen erzielten Ergebnisse möglich ist. Das Neuartige dieser Studie liegt einerseits in der Einbeziehung sowohl stehender als auch laufender Schallfelder und andererseits in der Evaluierung verschiedener pharmakologischer Zusatzstoffe zur Thrombolyse, welche schon im klinischen Gebrauch stehen aber bisher noch nicht im Zusammenhang mit Ultraschall-Thrombolyse getestet wurden. Ziel dieser Studie ist die Basisentwicklung für ein beim Menschen anwendbares Verfahren der Ultraschall-unterstützten Thrombolyse.