基于形狀記憶材料的3D動態血腦屏障模型構建與應用
血腦屏障(BBB)是血液與大腦之間的一種選擇性、動態性界面,對維持中樞神經系統(CNS)的穩態至關重要,同時也是治療CNS疾病(如阿爾茨海默病、帕金森病、中風和腦癌等)的主要障礙。

近日,來自西安交通大學張潔/盧聞等人構建了一種三維動態體外血腦屏障模型,該模型利用形狀記憶生物材料實現了從二維平面結構到三維管狀結構的轉變,為細胞接種提供了便利,并且能夠更好地模擬體內BBB的生理功能。

本文要點:
(1)本文開發了一種基于形狀記憶材料(PLATMC)的三維動態血腦屏障模型。該模型通過將二維平面結構的細胞支架在生理溫度下轉變為三維管狀結構,解決了傳統三維模型中細胞接種不均勻的問題,同時模擬了血管的幾何結構,為研究藥物在BBB中的轉運提供了更接近生理條件的平臺。
(2)該模型的跨內皮電阻(TEER)值超過500 Ω cm²,顯著高于二維模型,且藥物的表觀滲透系數(Papp)更低,表明其屏障功能更強。此外,模型中高度表達的緊密連接蛋白(如ZO-1、Occludin、Claudin-5)和外排轉運蛋白(P-gp)進一步證明了其模擬體內BBB的能力。
(3)通過測試七種不同藥物的滲透性,該模型能夠區分藥物的BBB透過性,并且與體內未結合腦/血漿濃度比具有良好的相關性(相關系數為0.94和0.89)。這表明該模型可用于預測藥物的BBB透過性,為開發新型CNS藥物提供了有力的工具。
參考資料:
https://doi.org/10.1002/adhm.202500066
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