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目前為止是最準(zhǔn)確的3D打印的血腦屏障微流體模型

3D打印與微流體技術(shù)的結(jié)合是一個(gè)持續(xù)不斷的研究領(lǐng)域，各種開(kāi)拓性的工作為醫(yī)學(xué)治療和其他關(guān)鍵應(yīng)用提供了潛力。意大利的一個(gè)研究小組已經(jīng)取得了最新的突破，他們成功地將血腦屏障的復(fù)制程度提高到了前所未有的高度。他們的3D打印生物雜化微流體模型忠實(shí)地再現(xiàn)了1：1的神經(jīng)血管系統(tǒng)的微毛細(xì)血管，有史以來(lái)第一次。

該研究項(xiàng)目在“小型雜志”上發(fā)表的題為“通過(guò)雙光子光刻技術(shù)制造的血腦屏障的三維實(shí)體，仿生和生物混合模型”的論文中有詳細(xì)的介紹。

阿爾茨海默氏癥或帕金森病等腦疾病和神經(jīng)退行性疾病的藥物治療，是許多公共和私人機(jī)構(gòu)投入大量資源的原因。這是一個(gè)挑戰(zhàn)，原因很多，特別是由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)。這就是為什么高精度模型如微流體模型非常重要，作為解決這個(gè)問(wèn)題的方法。目前在這個(gè)領(lǐng)域的研究中面臨的主要問(wèn)題之一是難以確切地確定在血腦屏障上穿過(guò)某些物質(zhì)和分子時(shí)涉及哪些生物化學(xué)機(jī)制。

根據(jù)意大利理工學(xué)院（Torino）理工大學(xué)副教授Gianni Ciofani和意大利理工學(xué)院Smart Bio-Interfaces小組的首席研究員的說(shuō)法，“我們實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的生物混合BBB可以進(jìn)行高通量篩選不同的藥物/化合物/納米載體，并評(píng)估它們穿越血腦屏障的能力...此外，我們的生物混合平臺(tái)允許通過(guò)避免使用動(dòng)物模型來(lái)嚴(yán)格研究BBB穿越，從而克服與稀缺有關(guān)的問(wèn)題無(wú)障礙的大腦和限制重要的道德問(wèn)題。“

該系統(tǒng)由于模型中的人造和生物元素的組合而被稱(chēng)為生物混合。毛細(xì)血管由微管組成，使用雙光子光刻技術(shù)進(jìn)行3D打印，以及在該人造管狀結(jié)構(gòu)的支架周?chē)L(zhǎng)的內(nèi)皮細(xì)胞。這種有機(jī)屏障與BBB非常相似，BBB將血管內(nèi)部與大腦本身分開(kāi)。

BBB是重要的，因?yàn)樗Ｗo(hù)大腦免受神經(jīng)毒性化合物，病原體和循環(huán)血細(xì)胞的影響。為了使納米醫(yī)學(xué)應(yīng)用將治療性化合物從血液系統(tǒng)輸送到大腦中，必須克服這種選擇性的生物屏障。因此，重新構(gòu)建BBB并盡可能模仿體內(nèi)環(huán)境對(duì)開(kāi)發(fā)針對(duì)腦癌的新療法和神經(jīng)退行性疾病的治療至關(guān)重要。

Ciofani說(shuō)：“我們工作的新穎之處主要在于建立一個(gè)可靠的平臺(tái)來(lái)進(jìn)行高通量的腦部藥物輸送量化研究。體外模型提供了一個(gè)封閉的系統(tǒng)，其中不同的變量，如藥物濃度，血流速度，pH值和溫度可以很容易地調(diào)整和監(jiān)測(cè)，從而提供實(shí)時(shí)和細(xì)胞/亞細(xì)胞水平“。

該團(tuán)隊(duì)研究的最終目標(biāo)是修改抗癌納米載體，使其能夠通過(guò)血液系統(tǒng)穿過(guò)血腦屏障并靶向大腦中的病變組織。他們的下一步將是測(cè)試各種不同的藥物/智能納米顆粒/抗癌劑，希望能改善它們穿越血腦屏障和靶向特定細(xì)胞。

Ciofani指出：“我們堅(jiān)信，基于納米技術(shù)的解決方案，例如納米載體和納米載體，可用于治療腦病的巨大潛力。但是，為了在臨床實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)納米材料的實(shí)際應(yīng)用，解決安全問(wèn)題是非常重要的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)納米材料也在周?chē)纳眢w區(qū)域（例如脾臟，肝臟和腎臟）積累，所以極其重要的是這種納米載體僅在腦中釋放藥物/化合物，特別是在病變組織區(qū)域釋放藥物/化合物。“

編譯自：3ders.org