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再读药物突破血脑屏障(二)

【纳米粒子鼻腔雾化剂可提供入脑­药物输送通道】

这篇文章是2017316发表在Scientific Reports的一篇工作


小编的上一篇转载的文章对这篇工作解释的不很清楚,于是小编决定自己再来给大家讲解这篇文章。

这边工作的作者,为了找到一个有效且风险较低的替代方法,作者团队决定开发一种利用纳米粒子携带药物通过鼻腔进入大脑的给药方法。

作者以蝗虫为模式动物,进行给药测试之后,作者展示了含纳米金的气雾经鼻喷雾剂是如何提供一种非侵入性和快速的方式向大脑输送药物的。

文章先谈到了纳米材料、模式动物、给药位点的选择。

选择纳米材料:

许多新的纳米材料已被用于将药物输送到器官和组织的特定靶向部位。这种做法似乎最大限度地提高了药物的有效性,同时能够最大限度地减少其副作用。另外现在已经有工作报导了十纳米以下大小的纳米颗粒可能可以穿过血脑屏障。此外,作者也指出,纳米金已经成为输送药物的首选材料。它们相对易于合成及定制,且具有良好的生物相容性。

研究小组开发了一种非入侵的 雾化气溶胶的金纳米粒子,使其沉积在蝗虫鼻腔上部区域。他们生产的纳米粒子具有可控的形状、大小以及表面电荷,且用荧光进行标记,以便可以进行追踪。

选择动物:作者选择美国蝗虫为模式动物。因为它们的血脑屏障与人类有许多相似之处——尤其是在通过鼻腔通道时。蝗虫(Schistocerca美国)血脑屏障(blood brain barrier)具有与哺乳动物非常相似的血脑屏障结构,它也具有 毛细血管内皮(连续型,内皮细胞间有紧密连接)结构 ;基膜(完整);胶质膜(星形胶质细胞的脚板)防止有害物质进入脑内,维持内环境的相对恒定。

位点:我们 选择了蝗虫嗅觉通路测试纳米颗粒和运输 与神经元的生理作用主要是由于两个原因。

1鼻腔是进入大脑距离最短——也可能是最简单的一条途径。

2蝗虫的嗅觉目前认为主要由其天线实现功能。昆虫嗅觉通路是一个受欢迎的模型神经编码和行为,这样可以便于在以后的工作验证药物的递送效果以及药物对大脑的影响。

 

作者合成AuNPs的介导方法是使用氯化金合成纳米粒子。纳米粒子是一个定制的 平均大小的5 nm直径的球形

图一 金纳米颗粒的合成和表征。()图像显示球形纳米颗粒形态和物理外观。注意,AuNPs大小相当统一的(B)放大 看清楚地揭示了守恒AuNPs大小分布。他们生产的纳米粒子具有可控的形状、大小以及表面电荷,且用荧光进行标记,以便可以进行追踪

图二A金纳米颗粒被雾化和交付到蝗虫 天线。插图显示早期的细节无脊椎动物嗅觉通路。纳米材料气溶胶天线 再经过嗅觉神经 再进入蝗虫大脑的触角神经叶

图二B一段的图像 蝗虫天线在AuNP气溶胶暴露后的图片。图中的显示的荧光指出了纳米颗粒的位置。

图二C大脑切片的显微照片,证实蝗虫大脑中积累了AuNPs


图三 这一步,作者是先让蝗虫呆到一个限制其行动的盒子里,然后把其中一个天线是插入一根塑料管 通过一个小洞连接AuNP气溶胶输送系统(与天线的直径),然后用蜡染蜡封住,曝光之后,两个天线,大脑被切除,以确定是否有一个 金纳米粒子的吸收和积累的AuNPs的数量

我们看到图中展示的,纵坐标是在纳米金粒子暴露后,量化的纳米粒子运输分析昆虫天线和大脑中,随之暴露时间的推移纳米金粒子含量。可以看到实验组比对照组的纳米颗粒积累量有明显的上升。

图四 是给药后的电生理变化情况。电生理一些主要指标变化没有不是特别显著。

最后作者也提出了一些展望,研究的下一阶段将加载不同药物的纳米粒子,并使用超声精确计算达到脑内特定区域的药物剂量。这种方法可能会对脑肿瘤的治疗产生很大的影响。

HIGH LIGHT:生理上的相互作用 雾化与神经元AuNPs感觉通路尚未研究。更重要的是,展示了含纳米金的气雾经鼻喷雾剂是如何提供一种非侵入性和快速的方式向大脑输送药物的。



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