精确到毫米的药物输送到大脑

苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的研究人员开发了一种精确地在大脑中集中和释放药物的方法。这将使未来有可能将精神病和癌症药物以及其他药物运送到医学上需要的大脑区域。

今天，这几乎是不可能的——药物通过血液到达整个大脑和身体，在某些情况下会导致副作用。这种新方法是无创的，在大脑中精确的药物传递由头部外部控制超声波。神经技术教授Mehmet Fatih Yanik和他的科学家团队在该杂志上发表了他们的发现自然通讯。

为了防止药物作用于整个大脑和身体，这种新方法采用了特殊的药物载体，将药物包裹在球形脂质小泡中，小泡附着在含有超声波敏感气体的微泡上。它们被注射到血液中，血液将它们运送到大脑。接下来，科学家们在两阶段的过程中使用聚焦超声波。聚焦超声已经被用于肿瘤学领域，在体内精确定义的点摧毁肿瘤组织。在新发明然而，科学家们使用低得多的能量水平工作，这不会损害组织。

用声波捕获药物

第一步，科学家们利用低能超声波使药物载体聚集在大脑所需的位置。“我们所做的基本上是利用超声波脉冲，在期望的地点周围用声波创造一个虚拟笼子。随着血液循环，药物携带者会被冲入整个大脑。但是那些进入笼子的动物无法再出来，”Yanik解释道。

在第二步，研究人员使用更高水平的超声能量让药物载体在这个位置振动。剪切力破坏药物周围的脂质膜，释放药物，使其被所在部位的神经组织吸收。

研究人员已经在老鼠身上的实验中证明了这种新方法的有效性。首先，他们在药物载体中封装了一种神经抑制药物。然后，利用这项新技术，他们成功地阻断了连接大脑两个区域的特定神经网络。科学家们在实验中证明，只有这一特定的神经元网络被阻断，而药物并不作用于整个大脑。

更有效的药物传递

“因为我们的方法将药物聚集在大脑中想要产生效果的位置，所以我们不需要那么大的剂量，”Yanik说。例如，在他们对老鼠进行的实验中，他们使用的药物剂量比通常需要的剂量少1300倍。

其他研究小组已经尝试使用聚焦超声来增强药物对大脑特定区域的输送。然而，这些方法不能在局部诱捕和浓缩药物，而是依靠对血管细胞的局部损伤来增加血管细胞的数量药物从血液到神经组织的运输有潜在的长期有害后果。“在我们的方法中，血液和神经组织之间的生理屏障保持完整，”Yanik说。

科学家们目前正在精神疾病的动物模型上测试他们的方法的有效性，例如减少焦虑、神经障碍和瞄准致命目标大脑手术无法切除的肿瘤。一旦它的有效性和优点在动物身上得到证实，研究人员将能够推进该方法在人类身上的应用，以减轻痛苦。

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