Fullafk.com – Koronavirüs kabuğu ultrason tedavisi ile kırılabilir mi?

COVID-19’un ultrason yardımı ile tedavisi?

Koronavirüsler, tıbbi tanısal görüntülemede kullanılan frekans aralığında bulunan ultrasonik titreşimlere duyarlı görünmektedir. Bu muhtemelen tedavi için ve ayrıca koronavirüs enfeksiyonlarının önlenmesi için kullanılabilir.

Uluslararası üne sahip Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) araştırmacıların katılımıyla yapılan bir çalışmanın sonucuna göre, koronavirüsleri ultrason yardımıyla istikrarsızlaştırmak ve hatta kabuklarını kırmak mümkün. Çalışma, İngilizce “Journal of the Mechanics and Physics of Solids” dergisinde yayınlandı.

Koronavirüsler nasıl yapılandırılır?

Koronavirüsün yapısı, yoğun şekilde paketlenmiş yüzey reseptörleri nedeniyle dikenli bir tacı andırıyor. Başak benzeri proteinler kendilerini sağlıklı hücrelere bağlar ve viral RNA’nın istilasını tetikler. Uzmanlar, virüsün geometrisi ve enfeksiyon stratejisi artık oldukça iyi bilinirken, fiziksel bütünlüğü hakkında çok az şey biliniyor.

Ekip, koronavirüsün titreşim modelini oluşturdu

Ekip, bilgisayar simülasyonlarını kullanarak virüsün çeşitli ultrasonik frekanslardaki titreşimlere mekanik tepkisini modelledi. Uzmanlar, 25 ila 100 megahertz arasındaki titreşimlerin, virüsün kabuğunun ve sivri uçlarının bir milisaniyenin kısa bir süre içinde çökmesine ve bunların kırılmasına neden olduğunu buldular. Bu etki, virüsün hem havada hem de sudaki simülasyonlarında gözlemlendi.

Koronavirüslerin ultrason temelli tedavisi?

Araştırma grubuna göre, sonuçlar sadece başlangıç ​​niteliğindedir ve virüsün fiziksel özelliklerine ilişkin sınırlı verilere dayanmaktadır. Yine de ekip, sonuçlarının SARS-CoV-2 de dahil olmak üzere koronavirüsler için olası bir ultrason temelli tedaviye ilk ipucu sağlayabileceğini bildirdi.

Ultrasonun tedavi için tam olarak nasıl kullanılabileceği ve insan vücudunun karmaşıklığında virüse ne kadar etkili bir şekilde zarar vereceği, uzmanların hala açıklığa kavuşturması gereken en önemli sorulardan biridir.

Titreşimler virüse zarar verdi

“Ultrason uyarımı altında koronavirüsün kabuğunun ve sivri uçlarının titreştiğini ve bu titreşimin genliğinin çok büyük hale geldiğini, virüsün belirli kısımlarını kırabilecek gerilimler yaratarak dış kabuğa ve muhtemelen görünmez olanlara görünür hasar bıraktığını kanıtladık. Hasar MIT’den çalışma yazarı Profesör Tomasz Wierzbicki bir basın bülteninde açıkladı.

Araştırma grubunun ana odağı, katı ve yapısal mekanik ve malzemelerin farklı gerilimler ve yükler altında nasıl kırıldığının araştırılmasıdır. Uzmanlar, mevcut araştırmalarında koronavirüsün kopma potansiyeli hakkında daha fazla bilgi edinmek istediler ve bu nedenle yeni koronavirüsü ve titreşimlere mekanik tepkisini simüle etmeye başladılar.

Araştırmacılar, virüsün kabuğunun ve dikenlerinin mikroskobik görüntüleri gibi bilimsel literatürdeki sınırlı bilgilere dayanan virüsün yapısının geometrik ve hesaplamalı bir modelini oluşturmak için katıların mekaniği ve fiziğinin basit kavramlarını kullandılar. .

Koronavirüsün kabuğu nasıl inşa edilir?

Daha önceki çalışmalarda uzmanlar zaten koronavirüslerin genel yapısını deşifre etmişlerdi. Araştırmacılar, bu yapının düz bir lipid protein kabuğundan ve kabuktan çıkıntı yapan sıkıca paketlenmiş, sivri uçlu reseptörlerden oluştuğunu açıklıyor.

Ekip, bu geometriyi göz önünde bulundurarak virüsü, yaklaşık 100 elastik sivri uçla kaplı ince, elastik bir kabuk olarak modelledi. Virüsün tam fiziksel özellikleri henüz bilinmediğinden, teknikte uzman kişiler bu basit yapının davranışını hem zarf hem de dikenler için bir dizi esneklik üzerinde simüle etti.

Sivri uçların malzeme özellikleri hala bilinmemektedir

“Sivri uçların malzeme özelliklerini bilmiyoruz çünkü çok küçükler – yaklaşık on nanometre boyutlarında. Daha da az bilinmeyen şey, virüsün içinde ne olduğu, yani boş olmayan, ancak RNA ile dolu, bu da bir protein kapsid kabuğu ile çevrili. Bu nedenle bu modelleme birçok varsayım gerektiriyor ”diye açıklıyor Profesör Wierzbicki.

Akustik titreşimler virüsü kırabilir mi?

Uzman, “Bu elastik modelin iyi bir başlangıç ​​noktası olduğundan eminiz” diye ekliyor. Virüsün hangi gerilimler ve suşlar yoluyla kırılabileceği sorusu kalır. Bu soruyu cevaplamak için araştırmacılar simülasyonlarda akustik titreşimler kullandılar ve titreşimlerin virüsün yapısında bir dizi ultrasonik frekans üzerinden nasıl dalgalandığını gözlemlediler.

Ekip başlangıçta, virüsün fiziksel özellikleri hakkında bilinenlere dayanarak, muhtemelen zarfın doğal salınım frekansı olan 100 megahertz’lik veya saniyede 100 milyon döngü salınımlarıyla başladı.

Titreşimler kabuğun deformasyonuna neden oldu

Virüsü 100 MHz ultrason uyarımlarına maruz bıraktıklarında, virüsün doğal salınımları başlangıçta tespit edilemezdi. Ancak, virüsün doğal titreşimlerinin frekansı ile rezonansa giren harici titreşimler, bir milisaniyeden daha kısa bir süre içinde, kabuğun ve sivri uçların, yere düşen bir top gibi içe doğru şişmesine neden oldu.

Virüs tedaviden geçti

Araştırmacılar titreşimlerin genliğini veya yoğunluğunu arttırdığında, kabuk kırılabilir – rezonans olarak bilinen akustik bir fenomen, bu da opera sanatçılarının tam olarak doğru perde ve ses seviyesinde şarkı söylerlerse bir şarap kadehini nasıl kırabileceklerini açıklıyor.

25 MHz ve 50 MHz gibi daha düşük frekanslarda virüs, hem simüle edilmiş hava ve su ortamlarında, vücuttaki sıvılara benzer yoğunlukta, daha da hızlı şişer ve kırılır. Profesör Wierzbicki’ye göre, bu frekanslar ve yoğunluklar, tıbbi görüntüleme için de kullanılan aralıktadır ve bu nedenle güvenli kabul edilir.

Tedavi domuzlarda test ediliyor

Ekip, simülasyonlarını iyileştirmek ve doğrulamak için, ultrasonik titreşimlerin yalnızca domuzlarda meydana gelen bir tür koronavirüs üzerindeki etkilerini gözlemlemek için atomik kuvvet mikroskobu kullanan İspanya’daki mikrobiyologlarla birlikte çalışıyor.

Ultrasonun SARS-CoV-2 dahil koronavirüslere zarar verdiği deneysel olarak kanıtlanabilirse ve bu hasarın terapötik bir etkiye sahip olduğu gösterilirse, çığır açan bir keşif olur. Ekip, örneğin böbrek taşlarını parçalamak ve lipozomlar yoluyla ilaç salmak için zaten kullanılan ultrasonun koronavirüs enfeksiyonlarını tedavi etmek ve muhtemelen önlemek için kullanılabileceğini bildirdi.

Ayrıca araştırmacılar, telefonlara ve diğer taşınabilir cihazlara yerleştirilmiş minyatür ultrason dönüştürücülerinin insanları virüsten koruyabileceğini düşünüyor.

Ancak Profesör Wierzbicki, ultrasonun koronavirüslere karşı etkili bir tedavi ve önleme stratejisi olup olmadığını kontrol etmek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu vurguluyor. Ekibi yeni deneysel verilerle mevcut simülasyonları iyileştirmek için çalışırken, Wierzbicki yeni ve hızla mutasyona uğrayan SARS-CoV-2 virüsünün belirli mekanizmalarını daha ayrıntılı olarak araştırmayı planlıyor. Uzman, “Genel koronavirüs ailesine baktık ve şimdi özellikle COVID-19’un morfolojisine ve geometrisine bakıyoruz” diye ekliyor. (gibi)

• Önemli Not:
  Bu makale yalnızca genel rehberlik amaçlıdır ve kendi kendine teşhis veya kendi kendine tedavi için kullanılması amaçlanmamıştır. Doktor ziyareti yerine geçemez.