近期，西交利物浦大學與國內其他高校合作的一項科研表明，在動物實驗中，將腦部刺激與含有納米粒子的鼻腔噴劑結合使用，有助于治療缺血性中風。

(資料圖)

該研究發現，通過鼻腔噴劑遞送的磁性納米粒子，可以有效提升經顱磁刺激（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中用于中風、帕金森病、阿爾茨海默氏病、抑郁癥以及成癮等神經系統疾病的治療。

該研究論文的通訊作者，西浦慧湖藥學院阮剛博士說：“許多科學家至今仍認為，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，在這項新研究中，研究人員發現，通過鼻內給藥進入大腦的磁性納米粒子可以提高神經元的靈敏度，并放大經顱磁刺激的磁信號，使其抵達腦組織的更深處，有利于中風康復。這一發現為神經系統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學領域的一個關鍵問題，即是否有可能通過使用非侵入性遞送到大腦中的納米粒子來增強經顱磁刺激產生的生理效應。該領域的頂尖科學家曾表示，血腦屏障導致這幾乎是不可能的。血腦屏障是一種大腦的防御機制，選擇性地阻止物質經由血液進入大腦。

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代表納米顆粒。黃色箭頭指示放置在大鼠頭部用來吸引納米粒子的永磁鐵的位置。 (i.v.——靜脈內給藥。i.n.——鼻內給藥。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至正確區域，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顱磁刺激結合，提高中風的恢復程度。

“經顱磁刺激設備目前已應用于神經系統疾病的臨床治療，但這種設備在刺激強度與穿透深度方面還存在著嚴重限制。”

“我們采用非侵入性方法將磁性納米粒子送入大腦，從而增強經顱磁刺激對神經元的刺激強度，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系統疾病治療中的應用鋪平了道路。” 阮剛博士補充道。

穿透屏障

該研究采用的氧化鐵納米顆粒無毒且可被生物降解，研究小組還通過在納米顆粒上涂上各種無毒物質來修飾納米顆粒。

阮剛博士表示：“涂層使納米粒子粘附在血腦屏障上，增加粒子通過血腦屏障的機會。如果沒有這一涂層，粒子就會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元上，同時也增加了神經元對經顱磁刺激的敏感度。”

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

“我們團隊的成員來自包括材料科學、生物物理學、神經科學與醫學科學在內的四個不同的專業領域。我們將四個領域的專業知識相結合，并對當前領域內普遍持有的觀點提出質疑并開展研究。”

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）