MRI引導(dǎo)的聚焦超聲結(jié)合微泡可以打開血腦屏障(BBB)，讓治療藥物在MRI的引導(dǎo)下到達(dá)病變腦部位置。這是一種很有前途的技術(shù)，已被證明對患有各種腦部疾病的患者是安全的，例如阿爾茨海默病、帕金森病、肌萎縮側(cè)索硬化癥和膠質(zhì)母細(xì)胞瘤。雖然 MRI 在臨床前研究和臨床研究中已普遍用于治療指導(dǎo)和評估，但直到現(xiàn)在，研究人員還不知道 MRI 掃描儀產(chǎn)生的靜磁場對 BBB 開口大小和藥物輸送效率的影響。
在 2021 年 7 月 6 日發(fā)表在放射學(xué)雜志上的新研究中， Hong Chen 和她在圣路易斯華盛頓大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室首次發(fā)現(xiàn)，MRI 掃描儀的磁場將 BBB 開口體積降低了 3.3 倍至 11.7-在小鼠模型中根據(jù)磁場強(qiáng)度折疊。
McKelvey 工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授和醫(yī)學(xué)院放射腫瘤學(xué)副教授 Chen 和她的實(shí)驗(yàn)室對分為四組的 30 只小鼠進(jìn)行了研究。小鼠接受微泡注射后，三組接受不同強(qiáng)度磁場的聚焦超聲超聲處理：1.5 T(特斯拉)、3 T和4.7 T，而一組從未進(jìn)入磁場。
他們發(fā)現(xiàn)，微泡空化的活動，或微泡的膨脹、收縮和坍塌，在 1.5 T 時降低了 2.1 分貝;3 T 時為 2.9 分貝;與在磁場外接受劑量的那些相比，在 4.7 T 時降低了 3 分貝。此外，磁場在 1.5 T 時將 BBB 開口體積降低了 3.3 倍;3 T 時為 4.4 倍;和 4.7 T 時的 11.7 倍。沒有任何小鼠表現(xiàn)出任何組織損傷。
在聚焦超聲超聲處理后，該團(tuán)隊(duì)注射了一種模型藥物 Evans blue，以測試靜磁場是否影響跨 BBB 藥物遞送效率。圖像顯示，與在磁場外治療的小鼠相比，在三種磁場強(qiáng)度之一中接受治療的小鼠中，伊文思藍(lán)的熒光強(qiáng)度較低。與在磁場外處理的那些相比，伊文思藍(lán) trans-BBB 遞送在 1.5 T 時減少了 1.4 倍，在 3.0 T 時減少了 1.6 倍，在 4.7 T 時減少了 1.9 倍。
“磁場對微泡的阻尼效應(yīng)很可能是由于洛倫茲力作用于微泡殼上移動的帶電脂質(zhì)分子和微泡周圍的偶極水分子，導(dǎo)致氣泡動能損失，”姚恒(麥克)說。 )楊，陳實(shí)驗(yàn)室的博士生，該研究的主要作者。
“這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，在聚焦超聲在腦藥物輸送中的臨床應(yīng)用中需要考慮磁場的影響，”陳說。
除了大腦藥物輸送之外，空化也是其他幾種治療技術(shù)的基本物理機(jī)制，例如組織切除術(shù)，使用空化機(jī)械破壞組織區(qū)域，以及聲血栓溶解術(shù)，一種在急性缺血性中風(fēng)后使用的治療方法。當(dāng)使用 MRI 引導(dǎo)的聚焦超聲系統(tǒng)時，磁場對空化產(chǎn)生的抑制作用預(yù)計(jì)會影響其他空化介導(dǎo)技術(shù)的治療結(jié)果。
