影像学, 气溶胶和儿科神经肿瘤联合起来抗击肿瘤
日期：2018年9月4日 源：圣路易斯华盛顿大学
医学研究人员正在朝着一个更有针对性的药物输送系统努力, 它可以靶向肿瘤中的脑干, 这是人体最珍贵的系统。
人的脑干控制身体的一些最重要的功能, 包括心脏跳动, 呼吸, 血压和吞咽。因此, 这部分大脑的肿瘤生长具有两倍破坏性。这种增长不仅会破坏重要的功能, 而且在这一领域的运作是如此危险, 许多医疗专业人员拒绝将其视为一种选择。
在圣路易斯华盛顿大学进行的新的跨学科研究显示了一种方法, 目的是将药物传递到大脑的那个区域, 使用无创的措施, 以一种新的技术: 聚焦超声为支撑。
这项研究来自美国工程 & 应用科学学院的医学工程系助理教授、华盛顿大学医学院放射肿瘤学助理教授。陈已经开发出一种新颖的方法, 其中超声及其造影剂-包括微小的气泡-可以与鼻腔管理, 将药物导向脑干。
这项研究还包括 Mallinckrodt 放射研究所的教员和医学院的儿科学系, 以及工程 & 学院的能源部、环境 & 化学工程部。应用科学, 本周在网上发表, 将在9月28日发行的《控制发行》杂志上发布。
这项技术可能会使医学更接近于治疗脑部疾病, 如弥漫性脑桥胶质瘤 (DIPG), 一个五年生存率为0.02 的儿童脑癌, 一个惨淡的预后保持不变的过去40年。(增加视野, 最常见的儿童癌症, 急性淋巴细胞白血病, 有五年生存率近90%)。
"在美国每年, 不到300个病例," 陈说。"所有儿科疾病都是罕见的;幸运的是, 这更罕见。但是我们不能用这种数字方式来计算, 因为对于有这种疾病的孩子和他们的家庭来说, 这是毁灭性的。
陈的技术结合了聚焦超声与鼻腔递送 (FUSIN)。鼻腔递送利用嗅觉和三叉神经的独特特性: 它们可以直接携带纳米微粒到大脑, 绕过血脑屏障, 这是大脑中药物传递的障碍。
这一独特的鼻腔递送能力，去年由共同作者拉梅什 Raliya,和 Pratim和露西&斯坦利 Lopata 教授, 在其2017发表的科学报告中得到论证。
"一开始, 我甚至不敢相信这可能奏效," 洪说, 通过鼻腔向大脑提供药物。"我以为我们的大脑是完全受保护的。但这些神经实际上直接连接到大脑, 并提供直接大脑通道。
鼻脑药物的传递是向前迈出的一大步, 但目前还不可能将药物靶向特定的区域。陈的靶向超声技术正在解决这个问题。
超声扫描时, 用于突出图像的造影剂由微气泡组成。一旦注入血液, 微气泡的行为就像红细胞一样, 像心脏泵一样穿过身体。
一旦他们到达了超声波聚焦的地方, 他们就会做一些不寻常的事情。
"他们开始扩张和收缩," 陈说。当它们这样做的时候, 它们就像是血管周围的血管和周围空间的泵。
"像河流一样的血管," 陈说。"运送药物的常规方式是把它们倾倒在河里"在身体的其他部分, 河的河岸有点 "漏水",陈说, 允许药物渗入周围的组织。但是血脑屏障, 在大脑的血管周围形成保护层, 防止这种渗漏, 特别是在年轻患者的大脑中, 比如那些有 DIPG 的人。
"我们会把这药从鼻子里直接送到河外," 陈说, "在血管周空间。
然后, 一旦超声波应用在脑干, 微气泡将开始扩大和收缩。振荡推拉微气泡, 向脑干泵入药物。这种技术也解决了药物毒性的问题--药物将直接进入大脑而不是通过全身循环。在与放射学副教授刘永健的合作下, 陈博士曾使用正电子发射层析成像 (PET 扫描) 来验证，纳米颗粒在主要器官, 包括肺部、肝脏、脾脏、肾脏和心脏鼻内注射的最低累积量。
到目前为止, 陈的实验室已经成功地利用他们的技术在小鼠体内递送了由刘领导的团队交付的金纳米束。
"下一步是演示 FUSIN 治疗 DIPG 化疗药物的疗效," 该论文的首席作者 严德庄（音译）说, 他是自机械工程与材料科学系，陈的研究生。该实验室还与比斯瓦斯合作开发了一种新的气溶胶鼻腔输送装置, 将该技术从一只老鼠扩展到大型动物模型。
原文自：https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180904164645.htm
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