บาคาร่าเว็บตรง การเปิด BBB ผ่านแผ่นโพลีเมอร์: FITC-albumin fluorescence มองเห็นได้ในซีกซ้ายของสมองหนูตะเภา ซึ่งได้รับการกระตุ้นด้วยอัลตราซาวนด์ระหว่างการฉีด microbubble ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการซึมผ่านของ BBB ที่เพิ่มขึ้น (แถบมาตราส่วน: 100 µm) การเปิดช่องกั้นเลือดและสมอง (BBB) โดยใช้อัลตราซาวนด์สำหรับการนำส่งยาสามารถทำได้สำเร็จผ่านแผ่นพลาสติกที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ
การศึกษาของหนูตะเภาได้แสดงให้เห็น
การค้นพบนี้ชี้ให้เห็นว่ากระดูกเทียมที่กะโหลกสามารถใช้เป็น “หน้าต่างสู่สมอง” อย่างแท้จริงสำหรับเทคนิคอัลตราซาวนด์ในการรักษาดังกล่าว BBB เป็นส่วนต่อประสานระหว่างเส้นเลือดฝอยของสมองกับน้ำไขสันหลัง สิ่งกีดขวางทั้งปกป้องสมองและรักษาสภาวะสมดุลในสมองโดยปล่อยให้สารบางชนิดผ่านเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ออกซิเจนที่ละลายในไขมันสามารถแพร่กระจายได้โดยตรงผ่านสิ่งกีดขวาง ในขณะที่กลูโคสถูกช่วยโดยวิธีการขนส่งโปรตีนที่เชื่อม endothelium ในทางตรงกันข้าม สารอื่นๆ เช่น เชื้อโรค ตัวละลายเลือด และโมเลกุลขนาดใหญ่สารพันจะถูกกันไว้
แม้ว่าอุปสรรคที่เลือกได้นี้มักจะมีความสำคัญต่อสุขภาพของสมอง แต่ก็สามารถให้อุปสรรคที่ไม่ต้องการสำหรับการบริหารยาที่จำเป็นในการรักษาโรคทางระบบประสาทต่างๆ ในความเป็นจริง มีการประเมินว่าสิ่งกีดขวางสามารถยับยั้งการผ่านของยาโมเลกุลขนาดเล็กมากกว่า 98% และยารักษาโรคทางระบบประสาทโมเลกุลขนาดใหญ่ทั้งหมด
มีการเสนอกลยุทธ์ต่าง ๆ เพื่อลักลอบใช้ยาผ่านการควบคุมชายแดนนั่นคือ BBB ตัวอย่างเช่น วิธีการหนึ่งเกี่ยวข้องกับการบรรจุยาด้วยโมเลกุลพิเศษที่กระตุ้นโปรตีนลำเลียงของ endothelium ดังนั้นจึงหลอกล่อให้สิ่งกีดขวางยอมรับสารบำบัดอย่างแข็งขัน วิธีแก้ปัญหาอื่นๆ ทำงานแทนโดยการเปิดรูในแนวกั้นที่ยาผ่านเข้าไปได้
ซึ่งเทียบเท่ากับการแงะเปิดรูในรั้วชายแดน
ตามชื่อของมัน ไมโครบับเบิลมีเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 1 ถึง 4 ไมครอน พวกมันถูกสร้างขึ้นโดยการห่อหุ้มก๊าซภายในเปลือกไขมัน โพลีเมอร์ หรือโปรตีนที่ยืดหยุ่นได้ เมื่อฉีดเข้าไปในกระแสเลือดและกำหนดเป้าหมายด้วยคลื่นอัลตราซาวนด์ที่มีความเข้มต่ำแบบพัลซิ่ง พวกมันสามารถทำหน้าที่เป็น “นิวเคลียสของโพรงอากาศ” โดยมุ่งเน้นที่พลังงานเสียงที่เข้ามาใน BBB และเปิดทางแยกระหว่างเซลล์ชั่วคราว ซึ่งจะทำให้โมเลกุลยาขนาดใหญ่สามารถผ่านไปยังเนื้อเยื่อที่ทำหน้าที่ของสมองได้
แม้ว่าการทดลองทางคลินิกของแนวทางนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีแนวโน้มสูง แต่ก็ไม่มีข้อจำกัด ประการหนึ่ง เป็นไปไม่ได้ที่จะเห็นภาพการกระจายของ microbubble ก่อนและระหว่างการทำ insonation เนื่องจากความต้านทานสูงของกระดูกกะโหลกศีรษะป้องกันการถ่ายภาพ transcranial
ในการศึกษาของพวกเขา ศัลยแพทย์ประสาทFrancesco Pradaจาก Fondazione IRCCS, Istituto Neurologico Carlo Besta ในมิลานและเพื่อนร่วมงานของเขาเสนอว่าข้อ จำกัด นี้สามารถเอาชนะได้ในผู้ป่วยที่ต้องผ่าตัดเปิดกะโหลกศีรษะโดยการแทนที่กระดูกพื้นเมืองซึ่งถูกแทนที่เมื่อสิ้นสุดขั้นตอนด้วยความโปร่งใสทางเสียง เทียม
การตั้งค่าทดลอง การศึกษา ในหลอดทดลอง : การตั้งค่าการทดลอง (มารยาท: Francesco Prada)
นักวิจัยได้ทดลองกับสมองของหนูตะเภา 12 ตัวที่ถูกสกัด ผสม และบำรุงรักษาในอ่างน้ำ นักวิจัยได้ทดลองกับ microbubbles ที่ผสมเสียงในอวัยวะจำลอง ทั้งแบบมีและไม่มีส่วนแทรกของแผ่นโพลีโอเลฟินหนา 4 มม. ซึ่งเป็นพลาสติกที่เข้ากันได้ทางชีวภาพ วัสดุ
ระหว่างทรานสดิวเซอร์กับสมอง
ตรงกันข้ามกับการทดลองเปิด BBB อื่น ๆ นักวิจัยใช้ตัวแปลงสัญญาณระนาบที่ไม่ได้โฟกัสซึ่งสามารถจำลองพื้นที่สมองได้กว้างกว่าวิธีการอัลตราซาวนด์ที่เน้น พวกเขาใช้อัลตราซาวนด์เหนือซีกโลกหนึ่งซีกหลังการให้ microbubbles ตรวจสอบการกระจาย microbubble ด้วยหัววัดอัลตราซาวนด์ การเปิด BBB ได้รับการประเมินโดยดูว่า FITC-albumin ซึ่งเป็นโมเลกุลเรืองแสงขนาดใหญ่สามารถแทรกซึมเนื้อเยื่อของสมองได้หรือไม่
“ผลของเราแสดงให้เห็นว่าการเปิดสิ่งกีดขวางเลือดและสมองโดยใช้อัลตราซาวนด์เป็นไปได้บนอวัยวะเทียมที่ฝังในกะโหลกศีรษะแบบอะคูสติกโปร่งใส” Prada กล่าวกับPhysics World “การค้นพบนี้ รวมกับงานก่อนหน้าของกลุ่มของเราที่แสดงให้เห็นว่าการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์เป็นไปได้และปลอดภัยทั่วทั้งอวัยวะเทียม กำลังเปิดหน้าต่างสู่สมองเพื่อทำอัลตราซาวนด์อย่างแท้จริง”
การทำแผนที่การกระจาย microbubble ในสมอง
Carmel Moran – ผู้เชี่ยวชาญด้านอัลตราซาวนด์การแปลจากมหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาในปัจจุบัน – กล่าวว่าทีมงาน “ยืนยันอย่างน่าเชื่อถือ” ว่า BBB สามารถเปิดได้เมื่อ microbubbles ถูก insonated ผ่านแผ่นโพลีโอเลฟิน เธอเสริมว่า: “ผลที่ได้ปูทางสำหรับการทดลองทางคลินิกและสัตว์ขนาดใหญ่ในอนาคตโดยใช้วัสดุนี้เป็นจุดเชื่อมต่อทางเสียงในระยะยาวไปยังสมอง”
เมื่อการศึกษาเบื้องต้นเสร็จสิ้น นักวิจัยก็กำลังมองไปสู่การทดลองทางคลินิกอย่างแท้จริง นอกจากนี้ พวกเขากล่าวว่า พวกเขากำลังสำรวจด้วยว่าการตั้งค่าเดียวกันนี้อาจใช้กับการรักษาอัลตราซาวนด์อื่นๆ เช่น การบำบัดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ซึ่งคลื่นเสียงใช้เพื่อกระตุ้นยาที่เป็นพิษต่อเซลล์เฉพาะจุดในร่างกาย
อัลกอริธึมการเรียนรู้ด้วยเครื่องที่กรองข้อมูลแผ่นดินไหวเพื่อขจัดเสียงรบกวนจากกิจกรรมของมนุษย์ได้รับการพัฒนาโดยนักวิจัยในสหรัฐอเมริกาและจีน อัลกอริทึมที่เรียกว่า UrbanDenoiser ได้รับการฝึกฝนโดยใช้สัญญาณเสียงที่พบในสภาพแวดล้อมในเมืองรวมถึงสัญญาณแผ่นดินไหวที่ตรวจพบในพื้นที่ชนบท
เนื่องจากความหนาแน่นของประชากรสูงและสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้นอย่างหนัก เมืองต่างๆ จึงเสี่ยงต่อความเสียหายจากแผ่นดินไหวโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความเสี่ยงนี้แสดงถึงความจำเป็นในการตรวจสอบคลื่นไหวสะเทือนแบบเข้มข้นในเขตเมืองซึ่งอยู่ใกล้กับขอบเขตระหว่างแผ่นเปลือกโลก อย่างไรก็ตาม นี่อาจเป็นเรื่องยาก เนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ เช่น การจราจรและการก่อสร้าง ยังสร้างสัญญาณแผ่นดินไหวในเครื่องตรวจจับด้วย บาคาร่าเว็บตรง
