Zakrzepica to stan tworzenia się skrzepów w zdrowym naczyniu krwionośnym, które utrudniają krążenie1,2. Żylna choroba zakrzepowo-zatorowa wiąże się z rocznym kosztem opieki zdrowotnej w wysokości 7-10 miliardów dolarów, z 375 000-425 000 przypadków w Stanach Zjednoczonych3. Zatorowość płucna jest niedrożnością tętnicy płucnej i jest najpoważniejszą konsekwencją żylnej choroby zakrzepowo-zatorowej. Głównym źródłem niedrożności płuc jest skrzepliny żył głębokich, głównie z odcinków żył biodrowo-udowych4,5,6. Zakrzepica żył głębokich (DVT) ma nieodłączne następstwa oprócz niedrożności płuc, z długotrwałymi powikłaniami, które skutkują bólem, obrzękiem, owrzodzeniami nóg i amputacjami kończyn7,8,9. W przypadku krytycznych niedrożności, trombolityki kierowane cewnikiem (CDT) są pierwszym podejściem do rekanalizacji naczyń10. Wynik CDT zależy od wielu czynników, w tym wieku skrzepliny, lokalizacji, wielkości, składu, etiologii i kategorii ryzyka pacjenta11. Co więcej, CDT wiąże się z uszkodzeniem naczyń krwionośnych, infekcjami, powikłaniami krwotocznymi i długim czasem leczenia10. Urządzenia nowej generacji mają na celu połączenie trombektomii mechanicznej z trombolitykami (tj. trombektomią farmakomechaniczną)12,13. Stosowanie tych urządzeń obniża dawkę lityczną, co prowadzi do zmniejszenia powikłań krwotocznych i skrócenia czasu leczenia12,13,14 w porównaniu do CDT. Urządzenia te nadal borykają się z problemami związanymi z krwotocznymi skutkami ubocznymi i niepełnym usuwaniem przewlekłych zakrzepów15. W związku z tym potrzebna jest strategia adiuwantowa, która może całkowicie usunąć skrzeplinę przy mniejszych powikłaniach krwotocznych.
Jednym z możliwych podejść jest leczenie trombolityczne wspomagane histotrypsją, określane jako lizotrypsja. Histotripsy to nieinwazyjna metoda leczenia, która wykorzystuje skoncentrowane ultradźwięki do zarodkowania chmur bąbelkowych w tkankach16. Aktywność pęcherzyków jest generowana nie przez jądra egzogenne, ale przez zastosowanie impulsów ultradźwiękowych o napięciu wystarczającym do aktywacji jąder nieodłącznie związanych z tkankami, w tym skrzepu17,18. Mechaniczna oscylacja chmury bąbelkowej nadaje skrzepowi napięcie, rozkładając strukturę na bezkomórkowe szczątki19. Aktywność pęcherzyków hestotrypsji zapewnia skuteczną degradację cofniętych i niecofniętych skrzepów krwi zarówno in vivo, jak i in vitro20,21,22. Wcześniejsze badania wykazały23,24 wykazały, że połączenie histotrypsji i litycznego rekombinowanego tkankowego aktywatora plazminogenu (rt-PA) znacznie zwiększa skuteczność leczenia w porównaniu z samym litykiem lub samą histotrypsją. Przypuszcza się, że dwa podstawowe mechanizmy związane z aktywnością pęcherzyków histotrypsji są odpowiedzialne za poprawę skuteczności leczenia: 1) zwiększona fibrynoliza spowodowana zwiększonym dostarczaniem litów oraz 2) hemoliza czerwonych krwinek w skrzepie. Większość masy skrzepu składa się z czerwonych krwinek24, a zatem śledzenie degradacji erytrocytów jest dobrym substytutem ablacji próbki. Inne utworzone elementy skrzepu są również prawdopodobnie rozpadane pod wpływem aktywności pęcherzyków histotrypsji, ale nie są uwzględniane w tym protokole.
Tutaj przedstawiono podejście laboratoryjne do leczenia zakrzepicy żył głębokich in vitro za pomocą lizotrypsji. Protokół opisuje krytyczne parametry operacyjne źródła histotrypsji, ocenę skuteczności leczenia oraz wskazówki dotyczące obrazu. Protokół obejmuje zaprojektowanie kanału przepływowego naśladującego odcinek żyły biodrowo-udowej i wytwarzanie ludzkich skrzepów krwi pełnej. Procedura eksperymentalna określa umiejscowienie źródła histotrypsji i matrycy obrazowania w celu uzyskania ekspozycji histotrypsji wzdłuż skrzepu umieszczonego w kanale przepływowym. Zdefiniowano odpowiednie parametry insonacji w celu osiągnięcia zakłócenia skrzepu i zminimalizowania aktywności pęcherzyków poza celem. Zilustrowano zastosowanie obrazowania ultrasonograficznego do prowadzenia i oceny aktywności pęcherzyków24. Wskaźniki określające skuteczność leczenia, takie jak utrata masy skrzepu, D-dimer (fibrynoliza) i hemoglobina (hemoliza), są przedstawione23,24,25,26,27. Ogólnie rzecz biorąc, badanie dostarcza skutecznych środków do wykonywania i oceny skuteczności lizotrypsji w leczeniu zakrzepicy żył głębokich.