Ультразвук пробивает барьер на пути лекарств для лечения патологий мозга
19:07 / 2020-01-05
Гематоэнцефалический барьер – это клеточный «фильтр», препятствующий проникновению в головной мозг не только патогенов и химических веществ, но и лекарств, в том числе противораковых. Решение проблемы – новое ультразвуковое устройство, которое может временно «приоткрывать» этот барьер, безопасное и простое в применении
Кровеносные сосуды головного мозга выстланы плотным слоем клеток, образующих гематоэнцефалический барьер, непроницаемый для микроорганизмов и избирательно проницаемый для химических соединений. Эта тонкая «перегородка» между кровеносными системами мозга и остального тела служит серьезным препятствием при лечении таких тяжелейших болезней, как инсульт или глиобластома.
Однако существует способ безопасно и эффективно «приоткрыть» гематоэнцефалический барьер, чтобы позволить лекарственным препаратам проникнуть в мозг. Это – ультразвук. Вибрация, вызываемая ультразвуковыми волнами, приводит к кратковременному появлению своего рода брешей между клетками, достаточно больших, чтобы через них могли проскочить молекулы лекарства.
Почему этот способ до сих пор используется редко? Дело в том, что сама процедура установки нескольких источников ультразвука вокруг головы больного и фокусировки волн в нужном месте с помощью МРТ-аппарата очень сложна, громоздка и дорога. Правда, существуют и имплантируемые ультразвуковые устройства, которые к тому же работают намного точнее. Однако они содержат токсичные материалы (например, свинец), поэтому их приходится удалять с помощью хирургического вмешательства, что чревато повреждением тканей мозга.
Созданием устройства, лишенного всех этих недостатков, занялись ученые из Коннектикутского университета (США), специализирующиеся на производстве пьезоэлектрических биоматериалов. Пьезоэлектрики преобразуют в электрическую механическую энергию, возникающую за счет деформации (изгиба или сжатия), и наоборот. Поэтому они представляют собой идеальный материал для изготовления преобразователей, которые используют электрическую энергию для возбуждения вибрации.
Основой нетоксичного, биоразлагаемого ультразвукового преобразователя для открытия гематоэнцефалического барьера стали крошечные нановолокна из биоразлагаемой поли-L-молочной кислоты (PLLA). Этот полимер широко используется как рассасывающийся хирургический шовный материал. Ранее на основе такого материала исследователи уже создали имплантируемый датчик, с помощью которого можно измерять давление внутри органа.
Теперь исследователи планируют работы по оптимизации работы нового устройства, чтобы обезопасить от возможных повреждений сосуды и ткани головного мозга. К тому же пока ультразвуковой преобразователь протестирован только на мышах, поэтому следующий шаг – его проверка на более крупных лабораторных животных.
Источник: https://scfh.ru