央廣網(wǎng)上海1月31日消息(記者沈梅)血腦屏障作為大腦的天然保護層,既能阻擋有害物質(zhì)與細菌入侵以守護中樞神經(jīng)系統(tǒng),卻也成為不少腦部疾病有效治療的 “攔路虎”。如何安全開啟并順利閉合血腦屏障,實現(xiàn)高效治療,一直是醫(yī)學界亟待破解的難題。
1月29 日,在國家重點研發(fā)計劃項目《面向腦腫瘤診療一體化的超聲腦機植入系統(tǒng)技術(shù)研究及樣機研制》啟動會上,復旦大學聯(lián)合華山醫(yī)院神經(jīng)外科共同發(fā)布重大研究成果:借助自主研制的超聲診療一體化裝置(UltraBrainPad),團隊采用超聲神經(jīng)調(diào)控技術(shù),成功為膠質(zhì)母細胞瘤患者打開血腦屏障,在提升藥物入腦濃度后安全閉合屏障,這一創(chuàng)新治療方法被稱為超聲腦機接口。

專家正在操作超聲(央廣網(wǎng)發(fā) 受訪者供圖)
華山醫(yī)院神經(jīng)外科史之峰教授介紹,科研團隊經(jīng)前期體外實驗與動物實驗摸索,確定了最優(yōu)化的超聲打開血腦屏障技術(shù)參數(shù)。整個操作僅需 3 分鐘即可迅速開啟血腦屏障,與未開放區(qū)域相比,藥物濃度平均提升 8 倍,且治療后 6 小時便能順利閉合屏障,在保障安全性的同時顯著提升療效。這意味著,未來腦部惡性腫瘤患者不僅能獲得更高的腦部藥物濃度,還可減少用藥劑量,降低治療費用。
在實驗室中,這款超聲診療一體化裝置(UltraBrainPad)展現(xiàn)出便捷高效的優(yōu)勢。醫(yī)生通過小型手持式超聲探頭實時觀察患者腦內(nèi)情況,影像同步呈現(xiàn)在設備屏幕上,手觸選取治療靶點后啟動超聲波,即可實現(xiàn)靶點區(qū)域血腦屏障同步打開。配合 AI 圖像識別技術(shù),醫(yī)生能直觀觀測血腦屏障開放程度,整個過程精準度高。得益于技術(shù)的便捷性,患者在基層醫(yī)院即可完成相關(guān)治療。
據(jù)悉,超聲神經(jīng)調(diào)控技術(shù)以往多用于功能性腦部疾病治療,此次團隊首次將其應用于惡性程度極高的膠質(zhì)母細胞瘤治療。膠質(zhì)母細胞瘤在腦部惡性腫瘤中占比約三成,患者平均生存時間僅 16 個月,傳統(tǒng)化學治療因血腦屏障的阻礙效果不佳。而超聲作為物理媒介,本身具有極高的安全性,常用于孕產(chǎn)婦產(chǎn)前檢查,研究團隊通過攻克多項技術(shù)難點,確保在最大安全前提下為患者提供有效治療。
史之峰將該技術(shù)形象比作 “獅吼功”:一方面利用超聲波打開血腦屏障,讓更多藥物進入大腦;另一方面穿透大腦獲取信息,實現(xiàn)腦功能區(qū)治療用藥的精準調(diào)節(jié)。針對超聲波難以穿透顱骨的問題,醫(yī)生會為患者植入自主研發(fā)的透聲腦補片,使整個大腦處于超聲波探測范圍之內(nèi)。
談及技術(shù)未來應用,史之峰表示,除膠質(zhì)母細胞瘤外,團隊還計劃在阿爾茲海默病、帕金森病等多種腦病,以及頭痛、失眠等功能性神經(jīng)疾病中開展臨床試驗,讓新技術(shù)惠及更多患者。
超聲腦機系統(tǒng)國家重點研發(fā)計劃項目負責人、復旦大學生物醫(yī)學工程與技術(shù)創(chuàng)新學院余錦華介紹,研究團隊從臨床需求出發(fā),匯集超聲工程、人工智能、藥學病理學等多領域?qū)<,形成高效醫(yī)工交叉研究模式。她強調(diào),超聲系統(tǒng)、藥物及人體參數(shù)的交叉融合,離不開多學科協(xié)作,而 AI 在其中發(fā)揮重要作用,助力解決復雜系統(tǒng)融合難題。
華山醫(yī)院院長毛穎認為,采用超聲打開血腦屏障是新穎且有效的方法,為藥物入腦開辟了新路徑。他指出,腦機接口的這一應用體現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?jié)摿ΓM磥懋a(chǎn)研醫(yī)各方攜手,搭建技術(shù)平臺,拓展更多臨床應用場景。
據(jù)悉,復旦大學附屬華山醫(yī)院神經(jīng)外科毛穎、史之峰教授團隊將啟動 “ROAR-BBBO” 臨床研究,用于治療復發(fā)膠質(zhì)母細胞瘤患者。余錦華教授表示,這項技術(shù)的成功實施是項目組的重要起步,未來團隊將著力打造超聲腦機接口新賽道,除腦腫瘤藥物治療外,還將推動技術(shù)在神經(jīng)調(diào)控、腦機融合等領域的科研成果轉(zhuǎn)化。
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