據(jù)世界衛(wèi)生組織《全球衛(wèi)生估計-2020》統(tǒng)計顯示,中風(腦卒中)已成為全球排名第二的殺手,緊隨缺血性心臟病之后。同時,腦卒中也是引起健康成人殘疾的第一位原因,在存活者中,90%會有不同的功能缺失。這不僅給病人家庭帶來了極大的痛苦和沉重的醫(yī)療費用,也給社會帶來了巨大的負擔。
腦卒中分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中,在已知的中風發(fā)病機制中,動脈閉塞引起的缺血性卒中是中風的主要原因。在治療手段上,組織纖溶酶原激活劑(tPA)是被FDA批準的缺血性或血栓性中風的唯一治療方法,但該藥品需要在癥狀發(fā)作后三小時內靜脈注射,治療效果才最佳。而出血性腦卒中目前還未找到有效的治療方法,病人無藥可用[1]。
在藥物基礎研究領域,隨著腦卒中的動物模型(MCAO、血管阻塞等)日益成熟,研究人員通過搭建不同動物模型研究腦卒中的發(fā)病機制,不斷篩選和評估候選藥物,希望獲得腦卒中有效的治療方法。
但在藥物評估的實驗中,研究人員通過腹腔、尾靜脈注射或者灌胃等全身性給藥方式對動物進行長期實驗,這種實驗方式不僅會引起動物應激反應,也會對后期藥效評價所需要的行為學實驗等可能造成影響。此外,由于血腦屏障(BBB)的存在,藥物難以輸送到大腦里,顯著降低全身給藥方式后藥物在的腦內濃度,導致往往需要更多的藥量才能使藥物在腦內達到理想的水平,這對于比較珍貴的藥物來說就是極大的浪費[2]。
因此,如何既能避免動物的應激以便每日持續(xù)給藥,又能繞過血腦屏障達到足夠高的腦內藥物濃度就顯得尤為重要。
血腦屏障[3]
//植入式緩釋泵-高效穩(wěn)定給藥系統(tǒng)
植入式緩釋泵可在動物體內恒定的釋放藥物,讓新藥藥效測試穩(wěn)定、可持續(xù)。
//應用案例
隨著緩釋泵逐漸廣泛應用于腦卒中動物模型的給藥研究中,輸送的藥物種類也多達幾十種,如激素、干擾RNA、生長因子、通路抑制劑等。多篇文獻數(shù)據(jù)表明“采用緩釋泵給藥可避免過多動物應激,以保持血漿內藥物濃度水平的持續(xù)恒定”。
如在探討神經(jīng)發(fā)生與腦卒中后認知功能恢復之間的因果關系[4]文獻中,作者通過dMCAO模型,發(fā)現(xiàn)卒中幸存者中,患遲發(fā)卒中后癡呆的幾率高50%,需要尋找有效的治療干預來促進腦卒中后認知功能的恢復,但是腦卒中導致的認知障礙或認知恢復的潛在機制是不太清楚的。作者推測可能與神經(jīng)發(fā)生有關,模擬通過條件消除神經(jīng)祖細胞觀察是否會影響卒中后的認知功能。
作者采用緩釋泵裝載更昔洛韋(GCV; 200 mg/kg/d),在卒中誘發(fā)前持續(xù)輸注4周,保證GCV效果的可持續(xù)性,有效的減少了1型(eGFP標記)和2型(DCX標記)神經(jīng)祖細胞。
為觀測腦血流量,實時檢測卒中模型指標,作者對再灌注1h后的腦血流量進行檢測,對照組和GCV處理組的腦血流量的下降程度沒有顯著差異,提示神經(jīng)祖細胞的損失對腦卒中后腦血流灌注無不良影響。
瑞沃德激光散斑血流成像系統(tǒng)監(jiān)測效果
//總結
利用卒中動物模型篩選、開發(fā)更有效的神經(jīng)藥物,以便治愈卒中發(fā)生后造成的神經(jīng)損傷,對科研工作者來說仍舊任重道遠。相信隨著新的研究方法、工具不斷更新,技術的進步,腦卒中的治療這一世界難題終將會被攻克。
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1. Bruce C. V., et al. Ischaemic stroke. Nat Rev Dis Primers. 2019; 5(1):70.
2. Eduardo H, et al. Implantation of Miniosmotic Pumps and Delivery of Tract Tracers to Study Brain Reorganization in Pathophysiological Conditions. J Vis Exp. 2016; 18(107):e52932.
3. James Keaney, et al. The dynamic blood-brain barrier. FEBS J. 2015; 282(21):4067-79.
4. Chongran Sun, et al.Conditional ablation of neuroprogenitor cells in adult mice impedes recovery of poststroke cognitive function and reduces synaptic connectivity in the perforant pathway.J Neurosci. 2013; 33(44):17314-25