结合超声波和气泡有助于药物到达大脑

超声波和气泡有助于药物到达大脑
声波集群疗法的原理,ACT。资料来源:EXACT Therapeutics

幸运的是,大脑有一个过滤器,可以保护它和中枢神经系统的其他部分不受外来因素的影响,比如病原体会损害组织。

我们把这个过滤器叫做血液过滤器障碍。它由蛋白质组成,结合血管壁的细胞,形成一个有效的物理屏障,通常是绝对重要的。

过滤器通常会100%停止98%的小细胞在血液中被发现。

不能通过保护屏障的药物

然而,当我们治疗疾病时,这种过滤器也会出现问题:药物无法穿透屏障。

NTNU物理系教授Catharina de Lange Davies说:“血脑屏障阻碍了许多脑部疾病的有效治疗。”

这7000种药物中只有5%是为中枢神经系统设计的。其中很少有特别有效的。这主要是由于血脑屏障。

例如,过滤器可以阻止脑肿瘤患者所需的细胞毒性药物,以及阿尔茨海默病或帕金森病等疾病的药物。

超声波和气泡欺骗了过滤器

一个几位研究人员正在研究的是将微气泡注入血液,并对大脑进行集中治疗

超声波和气泡有助于药物到达大脑
这张图比较了用于超声成像的普通微泡与直接接触大部分血管壁的“声簇治疗”大泡的大小。资料来源:EXACT Therapeutics

超声波会导致在大脑的血管中振动。这就产生了作用于血管壁的机械力,打开了血脑屏障。

NTNU物理系的研究人员与EXACT Therapeutics公司合作,使用了一种全新的气泡,它比空气中的气泡更大之前使用。这种技术被称为“声波集群疗法”,简称ACT。

  • 小簇由一个带负电荷的微泡组成,它附着在带正电荷的油滴上。这些被注射到血液中。
  • 然后将超声波对准大脑。这使得微泡振动并将能量传递给油滴,然后它们合并成一个体积比其他商用超声波微泡大1000倍的单个放大的微泡。
  • 微泡的大尺寸使它与许多细胞接触,这些细胞沿着毛细血管壁形成血脑屏障。一组新的超声波脉冲使大气泡振动,有效地打开血脑屏障。

与此同时,药物(如包在纳米颗粒中的药物)可以被注射。NTNU的研究人员已经证明,当使用ACT时,这些纳米颗粒可以穿过血脑屏障,到达小鼠的脑组织。

结果是非常有希望和安全的。

药物通过

“这种方法增加了血脑屏障的渗透性。它还增加了大脑对大分子和纳米颗粒的吸收,”德兰格·戴维斯说。“在我们的小鼠实验中,我们已经证明血脑屏障在大约一天后关闭,我们还没有发现任何明显的损伤

超声结合微气泡是目前唯一的穿透方法以一种只影响局部情况而不破坏组织的方式。

超声波和气泡有助于药物到达大脑
该图显示了经ACT治疗后穿过血脑屏障(染成绿色)并进入脑组织的红色纳米颗粒。在左边,我们看到在未经处理的大脑中,没有红色纳米颗粒穿过血脑屏障。右边是ACT治疗后纳米颗粒(称为CCPM)数量的增加(3.7倍多),与未治疗的对照组相比。来源:台湾

将该方法应用于脑癌患者

德兰格·戴维斯说:“这是朝着更好地治疗各种脑部疾病迈出的一大步。”

目前正在患者身上进行测试以及其他国家的老年痴呆症。超声与较小的气泡结合使用,气泡是超声成像的造影剂。这些研究表明这种治疗没有副作用。

“我们认为这些结果令人兴奋和鼓舞。现在我们想研究恶性脑癌患者的ACT技术,”德兰格·戴维斯说。


进一步探索

越来越多的证据表明超声波可以帮助对抗阿尔茨海默病

更多信息:Marieke Olsman等人,声簇疗法(ACT®)增强了小鼠大脑中聚合胶束的积累,可控释放杂志(2021)。DOI: 10.1016 / j.jconrel.2021.07.019
期刊信息: 可控释放杂志

所提供的挪威科技大学
引用:结合超声和气泡帮助药物到达大脑(2022,8月2日)检索于2022年8月7日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-08-combining-ultrasound-medicines-brain.html
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