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        UConn工程師設(shè)計(jì)了一種無毒 可生物降解的設(shè)備
        
			
        
				2020-01-02 11:57:14
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        UConn工程師設(shè)計(jì)了一種無毒，可生物降解的設(shè)備，可以幫助藥物從血管進(jìn)入腦組織，而這是傳統(tǒng)上被人體防御機(jī)制阻止的途徑。他們在12月23日出版的PNAS中描述了他們的發(fā)明。
        

        UConn工程師設(shè)計(jì)了一種無毒 可生物降解的設(shè)備
        

        大腦中的血管由緊密排列在一起的細(xì)胞排成一行，形成了所謂的血腦屏障，可以隔離大腦本身的細(xì)菌和毒素。但是，這種血腦屏障也阻止了諸如癌癥之類的腦部疾病的藥物治療。
        

        UConn的生物醫(yī)學(xué)工程師Thanh Nguyen說：“打開這一障礙的安全有效途徑是超聲波。” 聚焦在正確位置的超聲波可以使血管內(nèi)壁的細(xì)胞振動(dòng)，足以在血腦屏障中打開短暫的裂紋，從而使藥物能夠通過。但是，當(dāng)前的超聲技術(shù)要做到這一點(diǎn)，需要將多個(gè)超聲源排列在一個(gè)人的頭骨周圍，然后使用MRI機(jī)器來引導(dǎo)操作超聲的人將波聚焦在正確的位置。每次一個(gè)人需要服用一定劑量的藥物時(shí)，這種方法笨重，困難且昂貴。
        

        還有另一種方法：植入的設(shè)備可以在大腦中局部應(yīng)用超聲。它更加精確和可重復(fù)，但是大多數(shù)超聲換能器包含有毒物質(zhì)，例如鉛。而且使用后必須將其去除，這需要手術(shù)并且可能會(huì)傷害大腦組織。
        

        具。他的實(shí)驗(yàn)室專門研究壓電生物材料。壓電將諸如彎曲或壓縮之類的物理應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電，反之亦然。它們是換能器的理想材料，換能器利用電來產(chǎn)生振動(dòng)。
        

        Nguyen的研究生Eli Curry提出了如何將可生物降解的聚合物聚L-乳酸(PLLA)紡成寬度僅為200納米，長度為幾十至數(shù)百微米的微小納米纖維的方法。當(dāng)研究人員在此紡絲過程中施加高電壓時(shí)，纖維就會(huì)拉伸并對齊。這樣對齊后，可以將它們編織成網(wǎng)格。纖維的排列增強(qiáng)了它們的壓電響應(yīng)，從而使納米纖維PLLA所消耗的電能比常規(guī)的聚合物薄膜所產(chǎn)生的電能少得多。這些高度壓電的納米纖維使研究人員能夠制造出可生物降解的敏感傳感器，該傳感器可無線測量器官內(nèi)壓力。相同的傳感器也可以用作超聲換能器。
        

        PLLA通常用于溶解外科縫合線，是一種非常安全的生物相容性材料。因此，當(dāng)研究生Thinh Le將PLLA換能器植入小鼠體內(nèi)時(shí)，他發(fā)現(xiàn)換能器已被安全地生物降解。最重要的是，該設(shè)備可以生成控制良好的超聲波，以局部打開血腦屏障，從而幫助注入血液的藥物進(jìn)入大腦組織。該超聲設(shè)備甚至可以充當(dāng)揚(yáng)聲器以產(chǎn)生可聽見的聲音或播放音樂。
        

        Nguyen說：“這是令人興奮的概念證明;它是第一個(gè)由普通且安全的醫(yī)療材料制成的可生物降解的換能器。” 他說，研究小組仍需要研究如何優(yōu)化強(qiáng)度，以在血腦屏障中形成良好的裂縫，其寬度足以使大分子藥物通過，而又不會(huì)損害血管或大腦。對于要批準(zhǔn)用于人類的設(shè)備，需要在比小鼠大的動(dòng)物中測試更長的時(shí)間。
        
			

			
          
        
			
        
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