工程师们利用短超声波脉冲通过血脑屏障到达神经元

哥伦比亚工程学院的研究人员开发了一种新技术，可以通过血脑屏障(BBB)到达神经元，并安全地、无创地给药。到目前为止，科学家们一直认为长时间的超声波脉冲会造成附带损害，这是必需的。但在这项新研究中，哥伦比亚工程团队表明，极短的超声波脉冲可以打开血脑屏障——加上安全性和均匀的分子传递的额外优势——而且，系统注射的分子可以非侵入性地到达并突出目标神经元。

这项研究是由马里兰大学的副教授Elisa Konofagou领导的生物医学工程和放射学，将发表在在线早期版美国国家科学院院刊2011年9月19日那周。

“这是向前迈出的一大步，”科诺法古说。影响数百万人的阿尔茨海默氏症和帕金森氏症等毁灭性疾病目前严重得不到治疗。我们希望我们的新研究将为根除它们开辟新的途径。”

高度专一的药物递送到人体器官是有效治疗许多疾病所必需的。但是大脑提出了一个难题:它有一个独特的血管系统——血脑屏障——它就像一扇关闭的门，阻止外国人进入分子。虽然它保护大脑免受潜在有毒物质的伤害，但它也阻止了治疗药物对大脑的传输。由于许多分子不能穿过血脑屏障，对神经系统疾病患者的治疗受到了严重限制。科诺法古和她的团队专注于打开这扇门，以便安全地到达那些需要治疗的细胞。

Konofagou和她的团队设计了一种聚焦超声方法，该方法只能针对早期阿尔茨海默氏症中受影响的海马体区域。在这项研究中，他们使用微泡来增强预期的力学效果，并使用高场MRI来检测和绘制血脑屏障开口面积，并量化已开口血脑屏障的通透性。他们还使用荧光共聚焦显微镜三维可视化分子扩散和神经元增强，以识别突出的神经元及其网络。

更多的测试计划与治疗药物治疗。Konofagou的团队已经证明，治疗分子通过血脑屏障扩散后会引发下游效应，从细胞膜开始，一直穿过细胞核。他们还揭示了开口的机制，包括稳定的振荡或气泡的崩溃，前者是首选的机制，因为它是。完全由压力和微气泡大小控制。

的血脑屏障根据上述使用的参数，恢复时间在3小时到3天之间。Konofagou的研究小组最近也报道了经颅人类对人脑海马、尾状核和壳核的靶向作用在模拟和体外实验中都是可行的，从而为临床应用铺平了道路。

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