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研究员开发出消除动物测试的3D打印仿生血脑屏障

导读: 所谓血脑屏障(BBB),是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障,这些屏障能够阻止某些物质(多半是有害的)由血液进入脑组织。

  所谓血脑屏障(BBB),是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障,这些屏障能够阻止某些物质(多半是有害的)由血液进入脑组织。它作为一种防御机制存在,可以保护大脑避免与体内携带的破坏性实体直接接触。通常情况下,这是重要的、强大的防御。然而,有时医学治疗需要能够超越这个生物屏障而不破坏它。现在在纳米医学时代尤其如此,当时已经开发出治疗脑癌、神经变性疾病,甚至创伤性脑损伤的治疗方法。

  研究员开发出消除动物测试的3D打印仿生血脑屏障

  为了推进这些重要领域的医学研究,在准确代表血脑屏障的环境中运作是非常重要的。因此,研究人员已经转向动物测试,这是一个重大的伦理道德问题。因此,人们的愿望是创造出一种生物的替代品,但是目前的制造技术的限制使得这种模型无法生产。在最近发表在“杂志”上的一篇文章中,研究人员详细介绍了高分辨率3D打印方面的一个突破,使他们能够“以1:1的比例再现神经血管系统的微毛细血管”。正如意大利理工大学教授、意大利理工学院SmartBio-Interfaces小组首席研究员GianniCiofani所解释的那样:

  “在我们的实验室开发的生物混合BBB允许进行不同药物/化合物/纳米载体的高通量筛选,并评估其穿越血脑屏障的能力。此外,我们的生物混合平台允许通过避免使用动物模型严格研究BBB过境,从而克服与大脑的稀缺可及性有关的问题,并限制了重要的伦理关注。”

  研究员开发出消除动物测试的3D打印仿生血脑屏障

  这种模拟BBB对开发药物可跨越边界的方法很重要,因为目前存在具有解决脑疾病的巨大潜力的药物化合物,但目前无法穿透屏障。所建立的模型由多孔微管组成,所述微管提供内皮细胞可以在其上生长的支架,以便产生膜中存在的屏障的复制品。这将使医学研究人员能够在真实环境中实时进行调查,以准确呈现在现实世界中进行干预的情况。正如Ciofani所述:

  “我们工作的新颖之处主要在于建立一个可靠的平台来进行高通量的脑内药物输送定量研究。体外模型提供了一个封闭的系统,其中诸如药物浓度、血流速度、pH和温度的不同变量可以很容易地被转化和监测,从而在细胞/亚细胞水平上实时提供关于BBB过境的详细信息。

  研究员开发出消除动物测试的3D打印仿生血脑屏障

  这是研究药物治疗老年痴呆症、帕金森病和ALS等疾病的重要方法,也是治疗创伤性脑损伤的重要组成部分。Ciofani总结说:

  “我们坚信,基于纳米技术的解决方案,例如纳米载体在神经应用中显示出巨大的治疗脑病的潜力...在这种情况下,我们认为新一代的远程触发智能纳米材料代表了脑部疾病治疗的未来解决方案。我们开发的BBB模型是实现这些目标的强大测试工具。”


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