Antivascular photo-mediated ultrasound therapy and its application in the eye

超声波 神经血管束 激光器 生物医学工程 血流 微循环 体内 离体 材料科学 医学 光学 病理 放射科 生物 物理 生物技术
作者
Xinmai Yang,Yannis M. Paulus,Xueding Wang
出处
期刊:Journal of the Acoustical Society of America [Acoustical Society of America]
卷期号:145 (3_Supplement): 1810-1810 被引量:1
标识
DOI:10.1121/1.5101620
摘要

Antivascular therapy can improve the prognosis of a variety of pathological conditions, including cancer and many eye diseases. By synergistically applying laser pulses and ultrasound bursts, we developed a photo-mediated ultrasound therapy (PUT) technique as a localized antivascular method. PUT takes advantage of the high native optical contrast among biological tissues and has the unique capability to self-target microvessels without damaging surrounding tissue. The technique utilizes an integrated therapeutic ultrasound and laser system. The laser system emits 5-ns, 10-Hz pulses, which is synchronized with 10-ms, 10-Hz ultrasound bursts. Experiments were carried out on chicken yolk sac membrane and rabbit eyes. With radiant exposures around 5 mJ/cm2at 532 nm and ultrasound pressures around 0.4 MPa at 1 MHz or 0.5 MHz, microvessels were able to be removed. Furthermore, ex vivo tests with human blood demonstrated that cavitation was induced when laser and ultrasound were utilized synergistically. On the rabbit eye model, the blood flow in microvessels could be greatly reduced after PUT, and the occlusion of microvessels could last up to 4 weeks. In conclusion, PUT holds significant promises as a non-invasive method to precisely remove microvessels in neurovascular eye diseases by more selectively treating vasculature with minimized side-effects.

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