PNAS新式设备翻开血脑屏障助力脑部疾病医治

时间:2020-01-07 13:46:33  阅读:1170+ 作者:健康界
原标题:PNAS:新式设备翻开血脑屏障,助力脑部疾病医治康涅狄格大学的工程师们规划了一种无毒、可生物降解的设备,能够在必定程

原标题:PNAS:新式设备翻开血脑屏障,助力脑部疾病医治

康涅狄格大学的工程师们规划了一种无毒、可生物降解的设备,能够在必定程度上协助药物从血管进入脑安排——这条途径传统上被人体防御机制阻断。该研讨结果宣布在《PNAS》上。

大脑中的血管由紧密连接在一起的细胞摆放而成,构成了所谓的血脑屏障,将细菌和毒素与大脑阻隔开来,但这种血脑屏障也会阻止医治癌症等脑部疾病的药物。翻开这一屏障的安全有效途径是超声波,聚集在正确方位的超声波能够使血管内壁的细胞振荡,足以在血脑屏障中翻开时刻短的裂纹然后使药物经过。可是,当时的超声技能要做到这一点,需求将多个超声源摆放在一个人的头骨周围,然后运用MRI来引导操作超声的人将超声波聚集在正确的方位,这种办法粗笨、困难,并且每次都要服药很贵重。另一种办法是植入设备,在大脑中部分运用超声,它愈加准确和可重复,可是大多数超声换能器包括有毒物质,例如铅,并且运用后有必要将其去除,这需求手术因而可能会损伤大脑安排。

Nguyen教授的试验室专门研讨压电生物资料。压电将物理应变(如曲折或紧缩)转化为电能,反之亦然,是运用电流发生振荡的传感器的抱负资料。研讨人员提出了怎么将可生物降解的聚合物聚L-乳酸(PLLA)纺成宽度仅为200纳米、长度为数十至数百微米的细小纳米纤维的办法。当在此纺丝过程中施加高电压时,纤维就会拉伸并对齐,对齐后能够将它们编织成网格。并且,纤维的摆放增强了它们的压电呼应,然后使纳米纤维PLLA所耗费的电能比惯例的聚合物薄膜所发生的电能少得多。这些高度压电的纳米纤维使研讨人员能够制造出可生物降解的灵敏传感器,该传感器可无线丈量器官内压力,还能够充任超声换能器。

具有可控性和超卓的压电功能的PLLA纳米纤维,用于可生物降解的植入式压电设备

PLLA一般用于溶解外科缝合线,是一种十分安全的生物相容性资料。因而,当研讨人员将PLLA换能器植入小鼠体内时,发现该传感器是安全生物降解的。最重要的是,该设备能够生成操控杰出的超声波,部分翻开血脑屏障,然后协助注入血液的药物进入大脑安排。该超声设备还能够充任扬声器以发生可听见的声响或播映音乐。

体内试验证明了PLLA纳米纤维换能器在翻开血脑屏障和药物投递中的运用

这是第一个由一般且安全的医疗资料制成的可生物降解的换能器,研讨小组还需求研讨怎么优化强度,以在血脑屏障中构成杰出的裂缝,其宽度足以使大分子药物经过,而又不会危害血管或大脑。并且,要想让这种设备被同意用于人类,还需求在比老鼠大的动物身上进行更长的时刻测验。

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参考资料:

[1] Biodegradable nanofiber-basedpiezoelectric transducer

[2] Buzzing through the blood-brain barrier

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