研究人员在昆士兰大学开发了一种定制设备,结合超声波和成像技术,用于监测在实验性脑部药物输送过程中个体细胞的反应。这种方法专注于改进一种名为声孔化(sonoporation)的技术的安全性和有效性,该技术利用声波和微观气泡使药物穿过血脑屏障。
血脑屏障
一种保护性的血管和细胞网络,可阻止大多数物质,包括许多药物,从血液进入大脑。
声孔化
一种药物输送方法,将超声波与微泡相结合,暂时打开细胞膜或组织屏障,如血脑屏障,以允许物质通过。
昆士兰大学生物医学科学学院和昆士兰脑研究所的Pranesh Padmanabhan博士领导了为期五年的新系统设计工作。该系统能够在超声波暴露期间和之后以高分辨率实时观察细胞。研究团队表示,这种工具提供了一种方法,可以追踪细胞在治疗后的变化和恢复情况,从而提高对这一技术在分子和细胞水平上的理解。
声孔化涉及将微泡注入血液。当暴露在超声波下时,这些气泡振动并对附近的血管(包括大脑中的血管)产生机械应力。这种应力会在屏障上打开一个小而短暂的孔,允许药物进入脑组织。
通过捕捉整个过程中的细胞级变化,研究人员希望开发出更安全、更精准的药物输送方案。虽然该工具的设计初衷是针对神经退行性疾病,如阿尔茨海默病和帕金森病,但它也可能在心脏病学和肿瘤学中有应用,因为声孔化正在这些领域探索其他类型的药物输送。
目前,只有不到2%的小分子药物能够成功到达大脑,这使得在神经科学领域中开发有效和安全的输送方法成为一项重大挑战。从该设备收集的数据有助于优化治疗时机和剂量,减少潜在的副作用,同时提高药物吸收效果。
参考文献: Lee JLF, Song J, Amor R, et al. High-resolution imaging reveals a cascade of interconnected cellular bioeffects differentiating the long-term fates of sonoporated cells. J Controlled Release. 2025:113974. doi: 10.1016/j.jconrel.2025.113974
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