近期，西交利物浦大學(xué)與國(guó)內(nèi)其他高校合作的一項(xiàng)科研表明，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，將腦部刺激與含有納米粒子的鼻腔噴劑結(jié)合使用，有助于治療缺血性中風(fēng)。

(資料圖)

該研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)鼻腔噴劑遞送的磁性納米粒子，可以有效提升經(jīng)顱磁刺激（TMS）治療的功效。

鼻腔噴劑是一種將磁性納米粒子遞送至大腦的非侵入性治療方法。經(jīng)顱磁刺激作為一種非侵入性的腦部刺激方法，已在臨床或臨床試驗(yàn)中用于中風(fēng)、帕金森病、阿爾茨海默氏病、抑郁癥以及成癮等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療。

該研究論文的通訊作者，西浦慧湖藥學(xué)院阮剛博士說(shuō)：“許多科學(xué)家至今仍認(rèn)為，采用非侵入性方式將足夠的納米粒子遞送至大腦以改善腦刺激所影響的腦功能是不可能的，但我們的研究證明了其可行性。”

然而，在這項(xiàng)新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過(guò)鼻內(nèi)給藥進(jìn)入大腦的磁性納米粒子可以提高神經(jīng)元的靈敏度，并放大經(jīng)顱磁刺激的磁信號(hào)，使其抵達(dá)腦組織的更深處，有利于中風(fēng)康復(fù)。這一發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療提供了新的可能性。

變不可能為可能

這一研究回答了納米醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，即是否有可能通過(guò)使用非侵入性遞送到大腦中的納米粒子來(lái)增強(qiáng)經(jīng)顱磁刺激產(chǎn)生的生理效應(yīng)。該領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家曾表示，血腦屏障導(dǎo)致這幾乎是不可能的。血腦屏障是一種大腦的防御機(jī)制，選擇性地阻止物質(zhì)經(jīng)由血液進(jìn)入大腦。

大鼠大腦的核磁共振解剖圖譜：紅色箭頭所指與紅框所圈的黑點(diǎn)代表納米顆粒。黃色箭頭指示放置在大鼠頭部用來(lái)吸引納米粒子的永磁鐵的位置。 (i.v.——靜脈內(nèi)給藥。i.n.——鼻內(nèi)給藥。核磁共振樣本量為5只雄性大鼠）。

然而，研究小組用一塊放置在大鼠頭部附近的大磁鐵將磁性納米粒子引導(dǎo)至正確區(qū)域，從而克服了這一阻礙。

阮剛博士表示：“我們可以克服血腦屏障的阻礙，將足夠的納米粒子送入大腦。這樣粒子便可以與模擬經(jīng)顱磁刺激結(jié)合，提高中風(fēng)的恢復(fù)程度。

“經(jīng)顱磁刺激設(shè)備目前已應(yīng)用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病的臨床治療，但這種設(shè)備在刺激強(qiáng)度與穿透深度方面還存在著嚴(yán)重限制。”

“我們采用非侵入性方法將磁性納米粒子送入大腦，從而增強(qiáng)經(jīng)顱磁刺激對(duì)神經(jīng)元的刺激強(qiáng)度，提升治療效果。”

“我們的研究證明了以此方式利用納米粒子的可行性，從而為納米粒子在其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病治療中的應(yīng)用鋪平了道路。” 阮剛博士補(bǔ)充道。

穿透屏障

該研究采用的氧化鐵納米顆粒無(wú)毒且可被生物降解，研究小組還通過(guò)在納米顆粒上涂上各種無(wú)毒物質(zhì)來(lái)修飾納米顆粒。

阮剛博士表示：“涂層使納米粒子粘附在血腦屏障上，增加粒子通過(guò)血腦屏障的機(jī)會(huì)。如果沒(méi)有這一涂層，粒子就會(huì)被屏障反彈而不是穿透屏障。

“用于改性的氧化鐵顆粒也確保了納米粒子能夠粘附在神經(jīng)元上，同時(shí)也增加了神經(jīng)元對(duì)經(jīng)顱磁刺激的敏感度。”

使用改性納米粒子的安全性需要在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行評(píng)估。改性納米粒子可以與經(jīng)顱磁刺激及其他方法（如腦成像等）結(jié)合使用，從而使人們更深入地了解大腦的工作方式，改善神經(jīng)系統(tǒng)疾病的治療效果。

“我們團(tuán)隊(duì)的成員來(lái)自包括材料科學(xué)、生物物理學(xué)、神經(jīng)科學(xué)與醫(yī)學(xué)科學(xué)在內(nèi)的四個(gè)不同的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域。我們將四個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合，并對(duì)當(dāng)前領(lǐng)域內(nèi)普遍持有的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑并開(kāi)展研究。”

研究論文《利用非侵入性納米粒子遞送 提高治療中風(fēng)的非侵入性腦部刺激療效》（Enhancing non-invasive brain stimulation with non-invasively delivered nanoparticles for improving stroke recovery）可在此處閱讀。（記者：俞麗雯、Catherine Diamond 翻譯：王雪琪 中文編輯：張蔚 圖片提供：阮剛）