微泡技术提供药物以毫米的精确度大脑

苏黎世联邦理工学院的研究人员已经开发出一种方法集中在大脑中释放药物和定位精度。这可能会使其在未来可能带来精神和癌症药物和其他药物只对那些地区的大脑,这是医学上可取的。

今天,这几乎是不可能的——药物在血液中达到旅行整个大脑和身体,这在某些情况下会导致副作用。非侵入性的新方法,与精确的药在大脑中控制头部以外使用超声波。穆罕默德Fatih Yanik,脑科学,教授和他的团队的科学家发表了他们的研究结果在《华尔街日报》自然通讯。

为了防止药物作用于整个大脑和身体,新方法需要特殊的药物载体,将药物球形脂质囊泡ultrasound-sensitive微气泡气度。这些将其注射到血液中,传输给大脑。接下来,科学家们使用聚焦超声波在一个两阶段的过程。聚焦超声已经用于肿瘤破坏癌组织在体内精确定义的点。在新的发明,然而,科学家们使用更低的能级,不损伤组织。

捕获与声波药物

在第一步中,科学家们利用低能量的超声波使药物载体聚集在大脑内所需的网站。“我们所做的是使用脉冲超声波本质上创建一个虚拟的笼子从声波在所需的网站。随着血液循环,它通过整个大脑刷新药物载体。但那些进入笼子里不能回来,”Yanik解释道。

在第二步中,研究人员使用一个更高层次的超声波能量的药物载体振动在这个网站。剪切力摧毁周围的脂质膜药物释放吸收的药物神经组织出席现场。

研究人员已经证明了新方法的有效性在老鼠身上做试验。首先他们封装neuro-inhibitory药物在药物载体。然后,使用新技术,他们成功阻止了一个特定的神经网络连接大脑的两个区域。科学家能够显示在实验中,只有这一个特定的神经元网络的一部分是阻塞的,药物没有作用于整个大脑。

更有效的药

”,因为我们的方法聚合的药物在大脑中的网站他们的效果是理想的,我们不需要那么高的剂量,”Yanik说。在老鼠身上的实验,例如,药物,他们用1300倍的数量小于所需的典型的剂量。

其他研究小组已经试图利用聚焦超声波提高交付的药物到特定的大脑区域。然而,这些方法不能陷阱和集中在本地药物,而他们依靠当地损害血管细胞,以提高药物从血液运输到神经组织与潜在的长期不利的后果。”在我们的方法中,血液和神经组织之间的生理障碍仍然完好无损,“Yanik说。

科学家们正在测试他们的方法的有效性在精神疾病动物模型,例如减少焦虑、神经疾病和手术难以接近目标致命的脑癌。一旦其有效性和优势已在动物研究人员能够提前减轻痛苦的方法应用于人类。

参考:

Ozdas女士,沙,约翰逊点,等。非侵入性molecularly-specific millimeter-resolution操纵大脑回路ultrasound-mediated聚集和释放的药物载体。自然通讯。2020;11 (1):4929。doi:10.1038 / s41467 - 020 - 18059 - 7

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