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【中國智能制造網(wǎng) 技術(shù)前沿】日前，意大利研究人員實現(xiàn)高分辨率3D打印方面的一個突破，使他們能夠以1：1的比例再現(xiàn)神經(jīng)血管系統(tǒng)的微毛細血管。這將避免使用動物模型嚴(yán)格研究血腦屏障過境，從而克服與大腦的稀缺可及性有關(guān)的問題，并限制了重要的倫理關(guān)注。
意大利研發(fā)3D打印血腦屏障 有效避免動物測試
所謂血腦屏障(BBB)，是指腦毛細血管壁與神經(jīng)膠質(zhì)細胞形成的血漿與腦細胞之間的屏障和由脈絡(luò)叢形成的血漿和腦脊液之間的屏障，這些屏障能夠阻止某些物質(zhì)(多半是有害的)由血液進入腦組織。它作為一種防御機制存在，可以保護大腦避免與體內(nèi)攜帶的破壞性實體直接接觸。通常情況下，這是重要的、強大的防御。然而，有時醫(yī)學(xué)治療需要能夠超越這個生物屏障而不破壞它。現(xiàn)在在納米醫(yī)學(xué)時代尤其如此，當(dāng)時已經(jīng)開發(fā)出治療腦癌、神經(jīng)變性疾病，甚至創(chuàng)傷性腦損傷的治療方法。
為了推進這些重要領(lǐng)域的醫(yī)學(xué)研究，在準(zhǔn)確代表血腦屏障的環(huán)境中運作是非常重要的。因此，研究人員已經(jīng)轉(zhuǎn)向動物測試，這是一個重大的倫理道德問題。因此，人們的愿望是創(chuàng)造出一種生物的替代品，但是目前的制造技術(shù)的限制使得這種模型無法生產(chǎn)。在近發(fā)表在“雜志”上的一篇文章中，研究人員詳細介紹了高分辨率3D打印方面的一個突破，使他們能夠“以1：1的比例再現(xiàn)神經(jīng)血管系統(tǒng)的微毛細血管”。正如意大利理工大學(xué)教授、意大利理工學(xué)院Smart Bio-Interfaces小組研究員Gianni Ciofani所解釋的那樣：
“在我們的實驗室開發(fā)的生物混合BBB允許進行不同藥物/化合物/納米載體的高通量篩選，并評估其穿越血腦屏障的能力。此外，我們的生物混合平臺允許通過避免使用動物模型嚴(yán)格研究BBB過境，從而克服與大腦的稀缺可及性有關(guān)的問題，并限制了重要的倫理關(guān)注。”
這種模擬BBB對開發(fā)藥物可跨越邊界的方法很重要，因為目前存在具有解決腦疾病的巨大潛力的藥物化合物，但目前無法穿透屏障。所建立的模型由多孔微管組成，所述微管提供內(nèi)皮細胞可以在其上生長的支架，以便產(chǎn)生膜中存在的屏障的復(fù)制品。這將使醫(yī)學(xué)研究人員能夠在真實環(huán)境中實時進行調(diào)查，以準(zhǔn)確呈現(xiàn)在現(xiàn)實世界中進行干預(yù)的情況。正如Ciofani所述：
“我們工作的新穎之處主要在于建立一個可靠的平臺來進行高通量的腦內(nèi)藥物輸送定量研究。體外模型提供了一個封閉的系統(tǒng)，其中諸如藥物濃度、血流速度、pH和溫度的不同變量可以很容易地被轉(zhuǎn)化和監(jiān)測，從而在細胞/亞細胞水平上實時提供關(guān)于BBB過境的詳細信息。
這是研究藥物治療老年癡呆癥、帕金森病和ALS等疾病的重要方法，也是治療創(chuàng)傷性腦損傷的重要組成部分。Ciofani總結(jié)說：
“我們堅信，基于納米技術(shù)的解決方案，例如納米載體在神經(jīng)應(yīng)用中顯示出巨大的治療腦病的潛力...在這種情況下，我們認(rèn)為新一代的遠程觸發(fā)智能納米材料代表了腦部疾病治療的未來解決方案。我們開發(fā)的BBB模型是實現(xiàn)這些目標(biāo)的強大測試工具。”
(原標(biāo)題：研究員開發(fā)出消除動物測試的3D打印仿生血腦屏障)
浙公網(wǎng)安備 33010602000006號
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