生物可降解脑植入物实现救命癌症药物输送
科学家们开发了一种可降解的植入物，这种植入物有助于化疗药物穿透血脑屏障并直接针对脑肿瘤进行治疗。
这是在利用超声波这一高频率声波(对人类来说无法察觉)来对抗癌症和其他疾病方面的一个迅速发展的领域中取得的最新进展。
研究人员解决的问题是血脑屏障，这是一个几乎不可穿透的血管壁，它将有害分子从血液中阻止进入大脑。但这种屏障也阻止化疗药物到达癌细胞。
因此，科学家们将一平方厘米的设备植入小鼠的颅骨内，直接位于肿瘤部位后方。这些植入物产生超声波，松动屏障，使药物能够到达肿瘤。超声波不会对健康组织造成损伤。
“你将药物注射到体内，同时打开超声波。每次使用时，你都会精确地击中肿瘤区域，”研究报告的主要作者、康涅狄格大学机械工程副教授陈洪博士说。
在研究中使用的药物是紫杉醇，它通常很难穿过血脑屏障。与未经治疗的小鼠相比，肿瘤缩小了，小鼠的寿命增加了一倍。6个月后，小鼠没有出现不良健康影响。
突破血脑屏障
这种可降解的植入物由甘氨酸制成，氨基酸也是强压电体，这意味着在受到电荷作用时会振动。为了制作它，研究人员培育了甘氨酸晶体，将其粉碎成碎片，最后使用了一种名为电纺丝的过程，该过程向纳米晶体施加高压电荷。
通过外部装置，电压流向植入物。产生的超声波导致紧密附着于血脑屏障上的细胞振动，使其伸展并形成孔隙。
“这允许非常小的颗粒，包括化疗药物进入其中，”陈洪说。
他之前的可降解植入物由于受力而破裂，但新的甘氨酸植入物更加灵活、稳定且高度压电。它可以在患者接受手术切除脑肿瘤后进行植入，以继续治疗残留的癌细胞。随着时间的推移，植入物会在身体中溶解，医生可以控制其寿命。
超声波的新用途浪潮
陈洪的研究建立在类似的努力之上，包括最近一项用于治疗脑肿瘤的非生物可降解植入物的临床试验。超声波可以将能量集中到体内的特定目标上。
这就像“使用放大镜将多束光线聚焦在一个点上并在树叶上烧出洞口”，焦点超声基金会创始人兼主席尼尔·卡塞尔说。他说，这种方法可以避免邻近的健康组织受损。
现在，医生们已经了解了30多种超声波与组织相互作用的方式——从破坏异常组织到更有效地递送药物以刺激免疫反应。十年前，只有5种这样的相互作用被知道。
卡塞尔说，这为“治疗一系列医疗疾病”打开了大门，从阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病到难以治疗的前列腺癌和胰腺癌，甚至是成瘾都有可能。
卡塞尔设想使用定向超声波作为手术、化疗、免疫疗法或放疗的替代方案(或补充)。与此同时，植入物已经证明了“打开血脑屏障的有效性”，他说。
陈洪的团队计划在猪身上测试植入物的安全性和有效性。最终，陈洪希望开发出一种带有多种植入物的贴片，以针对大脑的不同区域进行治疗。
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