LUCID原型机结合了微型超声波装置、输液管、渗透泵和定制电子元件。只有一枚硬币大小的该系统旨在将物质直接输送到脑组织中，并利用超声波帮助其扩散。图片来源：美国麻省理工学院
科技日报北京10月28日电 （记者张佳欣）美国麻省理工学院研究人员开发出一种可植入人脑的药物递送装置，通过超声辅助药物扩散，帮助药物穿过血脑屏障并在脑组织中扩散得更远。该装置有望在脑肿瘤切除手术后持续释放药物，杀死残留癌细胞，降低胶质母细胞瘤复发风险。相关成果发表于最新一期《设备》期刊。
胶质母细胞瘤是一种侵袭性很强的脑肿瘤，患者确诊后的平均生存期为12至15个月。患者通常需要接受手术、放疗和化疗，但手术难以彻底清除所有癌细胞，残留癌细胞可能导致肿瘤复发。此外，血脑屏障也会阻碍药物进入脑组织。
近年来，科学家开发出可植入颅内的药物缓释片和水凝胶，以提高药物在脑部的局部浓度。这类装置主要依靠药物被动扩散，难以灵活控制药物的分布范围。为此，研究人员将药物递送技术与超声技术相结合，研制出名为“LUCID”的柔性植入装置，其厚度与一张卡片纸相当。
通过3D打印，研究人员将药物递送套管直接制备在由24个微型超声换能器组成的阵列上。这些换能器能在针尖附近产生超声波，帮助药物释放后向周围组织扩散。超声波产生的机械振动还能暂时提高血脑屏障的通透性，帮助药物进入脑组织。该装置配有可容纳约100微升液体的储液腔，通过被动渗透泵缓慢释放药物，医生还可通过蓝牙无线控制超声输出参数，调节药物递送过程。
在模拟人体组织的凝胶模型中，超声辅助递送能使药物分子扩散得更远。在小鼠实验中，开启超声阵列后，磁共振成像造影剂在脑组织中的分布范围也有所扩大。
研究人员表示，这种局部递送方式有望提高药物到达肿瘤区域的效率，同时减少药物对其他器官的影响。除小分子药物外，该装置未来还可能用于递送免疫治疗药物和核酸，包括基因治疗所需的核酸，也有望拓展至脑部以外的软组织治疗。
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