在目标脑区打开血脑屏障的新兴治疗方法

作者：李东 北京市朝阳区团结湖社区卫生服务中心

具有磁性排列的m-还原氧化石墨烯的纳米复合水凝胶能够封装-消毒神经母细胞瘤细胞，促进其分化和定向生长。使用超副磁性氧化铁纳米颗粒也已被其他作者用于获得对齐结构，用于神经组织工程。 Mizuta和同事制备了磁性纳米凝胶(胆固醇基取代的普鲁兰100μg/ml，油酸包覆的氧化铁100μg/ml)与从PC12细胞中分离的荧光标记外泌体杂交。有趣的是，作者发现，外泌体-磁性纳米凝胶杂交体的磁性诱导增强了脂肪来源的干细胞向神经元样细胞的分化。
现有的关于这一主题的文献论文已经证明了应用外部磁场在原位排列神经细胞以获得足够的分化和定向生长的优势。然而，磁性响应性注射水凝胶的局限性，即磁性材料的潜在毒性和在体内的重现性较差结果，仍有望得到优化，以实现这些系统的可转化为临床。
由于神经细胞的电特性及其对电刺激的快速再生反应，已经在推动发展导电水凝胶材料作为神经组织工程的底物。为此，研究了许多用于中枢神经系统再生的导电材料，使纳入材料中的神经元细胞之间能够进行细胞交流，并增强电信号传输，以模拟健康神经组织中的神经传递导电聚合物，如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和碳衍生物（即碳纳米管或石墨烯）通常用于合成EHs。近年来，人们尝试通过将生物活性材料(如天然ECM衍生的水凝胶)与导管掺杂剂（如金纳米颗粒、氧化石墨烯和导管聚合物）相结合来构建导电基质。在大多数基于eh的药物释放材料中，电场的变化导致电荷分布不均匀，导致聚合物构象修饰。
Wu和同事在胶原水凝胶中合成了修饰的电导管聚吡咯纳米颗粒，表明外部电刺激(100mV/cm1h/d3天)促进大鼠嗜铬细胞瘤细胞的神经元功能表达，同样地，卡伦和工人们 将神经元网络封装在导电聚苯胺和聚丙烯纤维(由n-羧乙基壳聚糖、壳聚糖修饰的聚吡咯纳米颗粒组成的导电/水凝胶 醛端双官能团聚氨酯交联剂。间的 在体外的斑马鱼脑损伤模型中，设计的支架具有良好的注射性和传导性，促进神经干细胞的附着、增殖和分化，并挽救运动功能。Luo等人最近的一项研究报道了另一种导电注射水凝胶由硼砂功能化氧化硫酸软骨素掺杂聚吡咯和明胶（凝胶）制成的自愈水凝胶进行了体外和体内测试（即大鼠挫伤脊髓模型），促进内源性NSC增殖和迁移，具有髓鞘轴突再生的重要再生潜力。
导电水凝胶可以与生物催化分子和蛋白质功能化，以提高水凝胶的导电性和中枢神经系统内的再生。糖胺聚糖和透明质酸因其内部生物活性和仿生性得到了广泛的研究，而聚等分子在中枢神经系统内的诱导作用和稳定性也得到了研究。这两种类型的部分可以混合在一个单一的水凝胶中，以结合它们的特性。Wang等人开发了一种含PEDOT-透明质酸纳米颗粒和壳聚糖的水凝胶支架，以优化NSC细胞的增殖和神经突生长。该系统在体外测试，结果是无毒和增殖的结果。此外，该支架通过上调分化基因，促进了NSC向神经元和星形胶质细胞的分化，使该材料适合于进一步的临床前研究。
据报道，电响应可注射水凝胶- 由于其促进神经元附着、增殖和分化的能力，成功地显示了良好的中枢神经系统应用潜力。然而，该领域的研究还处于起步阶段，对于导电材料的生物相容性仍需要进一步的改进。
血脑屏障阻止了大多数系统给药的药物进入实质空间，阻碍了中枢神经系统疾病的成功治疗给药。从这个角度来看，一种新兴的方法是在目标脑区打开血脑屏障，利用聚焦超声波。一些临床试验已经证明了这种技术可以安全地打开血脑屏障的有效性。重要的是，与用于治疗中枢神经系统疾病的其他技术相比，聚焦超声显示出了最小侵入性的好处，这表明这种新方法在方面具有很高的应用潜力。据报道，靶向药物传递的增强机制与超声辐射能量产生的热效应和非热效应有关。特别是，声能向热能的转移（热效应）会导致辐照组织内的温度升高，从而导致细胞膜的扰动和血管通透性的增加。