精巧的穿越:控制器可以精确地打开血脑屏障

血脑屏障——围绕大脑的半透膜——为脆弱的器官提供了重要的保护，但在某些情况下，临床医生需要通过这一屏障来输送治疗大脑的关键药物。布里格姆妇女医院的研究人员正在研究一种通过微气泡的帮助暂时放松血脑屏障来输送药物的方法。在一项新的进展中，他们在临床前模型中开发了一种系统，在打开屏障时提供了更好的控制程度——因此，安全。他们的发现发表在本周的《泰晤士报》上美国国家科学院院刊．

“我们希望能够监控我们打开的能力血脑屏障“通过听回声——这可以给我们关于微气泡振荡稳定性的即时信息，并给我们快速、实时的控制和分析，”第一作者孙涛说，他是BWH放射系聚焦超声实验室的Nathan McDannold博士和塔夫茨大学电气与计算机工程系主席和教授Eric Miller博士的实验室的博士候选人。

麦克丹诺德和他的同事多年来一直致力于利用聚焦超声和微气泡来破坏血液-大脑将药物输送到大脑。然而，将这一领域的研究进展转化为临床影响的主要挑战是缺乏一种可靠的方法来获得大脑内微泡振动情况的即时反馈。微气泡可以帮助暂时打开血脑屏障，而不需要切口或辐射，但如果这些气泡不稳定并破裂，它们就会损害大脑中的关键血管系统。

在实验室里，研究团队用老鼠模型开发了一个闭环控制器，这个设备可以给他们提供一个进入大脑的隐喻窗口。通过在大脑外部放置像二级麦克风一样的传感器，研究小组可以听到超声波反射的回声微气泡来确定气泡的稳定性。然后他们可以随时调整他们的超声波输入来稳定气泡，刺激它们打开障碍在保证安全性的前提下，按预定剂量给药超声波曝光。该团队在健康的大鼠和患有胶质瘤脑癌的动物模型上测试了这种方法。

将这项技术应用于人类还需要进一步的研究，但这种方法可以为人类临床试验提供更好的安全性和有效性控制，目前该试验正在加拿大进行。