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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，有史以來第一次。

該研究項(xiàng)目在“小型雜志”上發(fā)表的題為“通過雙光子光刻技術(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)問題的方法。目前在這個(gè)領(lǐng)域的研究中面臨的主要問題之一是難以確切地確定在血腦屏障上穿過某些物質(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法，“我們實(shí)驗(yàn)室開發(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)允許通過避免使用動(dòng)物模型來嚴(yán)格研究BBB穿越，從而克服與稀缺有關(guān)的問題無障礙的大腦和限制重要的道德問題。“

該系統(tǒng)由于模型中的人造和生物元素的組合而被稱為生物混合。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)的支架周圍生長(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。

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：“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，使其能夠通過血液系統(tǒng)穿過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，解決安全問題是非常重要的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)納米材料也在周圍的身體區(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