הפקולטה להנדסה - המגמה להנדסה מכנית

המחלקה להנדסה ביו-רפואית

השפעת tPA (Tissue Plasminogen Activator) הקשור לננו-חלקיקים מגנטיים על פירוק קריש דם במערכת זורמת

מגיש: אוצ'יטל אילן

ת.ז.: 306161175

מנחה: ד"ר מיקי שיינוביץ

מקום ביצוע: מכון לחקר הלב, מרכז רפואי "שיבא", תל-השומר.     

דצמבר 2001

העברה בררנית של תרופות היא נושא שנחקר בהיקף רחב בשנים האחרונות. בניסוי הנוכחי נחקר שימוש בחלקיקי פוליסטירן פרומגנטיים בקוטר 60 ננו-מטרים, כנשאים של תרופה טרומבוליטית (tPA- tissue Plasminogen Activator ) במערכת זורמת בספיקה פיסיולוגית.

המטרות העיקריות של העבודה הנוכחית היו:

• בדיקת פעילות האנזים הקשור במערכת זורמת.
• לבדוק האם האנזים הקשור לחלקיקים מצליח להביא לפירוקו המלא או החלקי של קריש הדם והאם נשאר פעיל לאורך זמן במערכת.

• השוואת פעולתו של האנזים הקשור לחלקיקים לזאת של האנזים החופשי ביכולת פירוק הקריש.
• השוואת פעולת האנזים הקשור לחלקיקים על קריש דם שנלקח בזמנים שונים.

לשם כך נבנתה מערכת המכילה צינורות פוליאתילן בקוטר 3 מ"מ , מיכל קיבול, משאבה חשמלית (0-350 מ"ל לדקה), ווסת ספיקה ומד ספיקה אולטרה-סוני. מטרת מערכת זאת היה לדמות זרימה בכלי דם. השיקולים בהרכבת המערכת היו מצד אחד לאפשר קיבול נמוך ככל האפשר בשל עלות החומר ומצד שני לאפשר זרימה בספיקה אופיינית לכלי דם גדולים ולהימנע מזרימה קפילרית. במערכת הוזרמה תמיסת פיזיולוגית (NaCl,15%) ובספיקה של כ-30 מ"ל לדקה. דם טרי נלקח מארנבת והוזרק מיידית לתוך שתל כלי דם מלאכותי. קריש דם נוצר כתוצאה מכך בתוך השתל. משך הקרישה נע בין 3 ל- 5 שעות. השתל ובתוכו קריש הדם שולב במערכת הצינורות במערכת והדגים חסימה מלאה בזרימה, בהתאם למתרחש בגוף במצבי חולי שונים.

למערכת נוספו שלושה סוגי טיפולים:

1. tPA אנזים חופשי אשר פעולתו הפרמקולוגית אמורה להשרות הרס על קריש הדם, והוא משמש כבקרה חיובית.

2. חלקיקים פרומגנטיים ללא האנזים הקשור עליהם, אשר לא אמורה להיות להם שום פעילות פרמקולוגית, והם אינם אמורים להרוס את קריש הדם (להשרות טרומבוליזה) ולכן משמשים כבקרה שלילית.

3. tPA הקשור לחלקיקים, כאשר זאת קבוצת הניסוי.

הקריש נבחן כשינוי בספיקה במערכת לאורך זמן ממצב של חסימה מלאה (ספיקה 0) עד למצב של פתיחה מקסימלית. בוצעו שלוש חזרות עבור כל קבוצת ניסוי פעם עם קריש בן שלוש שעות ופעם עם קריש בן חמש שעות.

לאחר ביצוע המדידות נבנו גרפים המשווים את השפעת כל אחד מהטיפולים עבור קריש צעיר ועבור קריש בוגר. לשם השוואת התוצאות מבחינה סטטיסטית בוצעו מבחני ANOVA ו- t-test.

התוצאות העיקריות של הניסוי הן:

· האנזים הקשור לחלקיקים פעיל במערכת הזורמת ומביא לפתיחה מלאה של החסימה הן עבור קריש צעיר והן עבור קריש בוגר.

· הקינטיקה של האנזים הקשור לחלקיקים שונה מזאת של האנזים החופשי. בעוד שהאנזים החופשי מתחיל לפעול כמעט מייד ומאט את פעולתו במהלך הניסוי, האנזים הקשור מתחיל את פעולתו מאוחר יותר אך שומר על קצב פירוק יחסית קבוע.

· החלקיקים לבדם לא הביאו לשינוי כלשהו במערכת.

· תוצאות סטטיסטיות הראו כי בעוד שבקריש צעיר אופן הפירוק המבוצע על ידי האנזים הקשור והאנזים החופשי שונה משמעותית, בקריש בוגר אין שוני משמעותי באופן פירוק הקריש על ידי שני סוגי הטיפולים.

מסקנות:

· tPA הקשור לחלקיקים פעיל במערכת זורמת ויכול להביא לפירוק קריש דם.

· משך זמן הקרישה משפיע על יכולת הפירוק. ככל שהקריש צעיר יותר כך קל יותר להביא לפירוקו.

· דרושים ניסוים נוספים על מנת לבחון את פעילות האנזים במערכת הניסוי הנוכחית אך עם דם מלא.