一种微妙的交叉:控制器开发用于用精确度打开血脑屏障
![Representation of the drug delivery system. Serving as the acoustic indicator of drug delivery dosage, the microbubble emission signal y(t) is used to find the expected controller output u(f) which is fed back to help control ultrasound transducer transmission. Credit: Tao Sun, Brigham and Women's Hospital 一种微妙的交叉:控制器开发用于用精确度打开血脑屏障](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2017/5a0c9075aa23d.jpg)
血脑屏障 - 围绕脑的半透膜 - 为细腻器官提供重要的保护,但在某些情况下,临床医生需要通过障碍物来提供重要的药物来治疗大脑。Brigham和Wigham和Women的医院的研究人员正在调查一种暂时放松血脑屏障的方法,以在微泡的帮助下递送药物。在新的进步中,他们在临床前模型开发了一个系统,提供了更精细的控制程度 - 以及安全 - 打开屏障时。他们的调查结果本周出版了国家科学院的诉讼程序。
“我们希望能够监控我们打开的能力血脑屏障通过聆听回声实时 - 这可以使我们立即有关微泡振荡的稳定性的信息,并提供快速,实时控制和分析,“在合作社实验室的博士候选人博士候选人说作者Nathan McDannold,博士,在BWH放射科的聚焦超声实验室,在塔夫茨省电气和计算机工程系中的Eric Miller,Phd,椅子和教授。“
McDannold和他的同事多年来一直在使用聚焦的超声波和微泡来破坏血液 -脑屏障并向大脑提供药物。然而,将该地区的研究进步转化为临床影响的主要挑战是缺乏可靠的方法来实现微泡的瞬间反馈如何在大脑内振动。微泡可以帮助暂时打开血脑屏障而没有切口或辐射,但如果这些气泡不稳定和崩溃,它们可能会损坏大脑中的临界脉管系统。
在实验室中,研究团队使用了大鼠模型来开发闭环控制器 - 一个可以将隐喻窗口的设备进入大脑。通过将传感器放置在大脑外的动作,如次要麦克风,研究团队可以听取超声回声弹跳微泡确定气泡是多么稳定。然后他们可以调整和调整他们的超声输入,以稳定气泡,激励它们打开障碍,并提供预定剂量的药物,同时保持安全超声接触。该团队在健康的大鼠以及胶质瘤脑癌的动物模型中进行了测试。
需要进一步的研究来调整人类的技术,但该方法可以为人类临床试验提供改善的安全性和功效控制,现在正在加拿大正在进行中。
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