国内首次应用超声技术成功打开血脑屏障治疗胶质母细胞瘤
血脑屏障作为大脑的天然防护层，在隔绝有害物质与细菌侵入的同时，也令许多脑部疾病的药物难以抵达病灶，影响了治疗效果。如何在治疗时安全、可控地打开这一屏障，让药物更高效地进入脑组织，并在治疗后使其顺利闭合，一直是医学界致力攻克的重要课题。
近日，在国家重点研发计划“面向脑肿瘤诊疗一体化的超声脑机植入系统技术研究及样机研制”项目启动会上，复旦大学联合华山医院神经外科共同发布了一项创新成果：借助我国自主研制的超声诊疗一体化装置 UltraBrainPad，科研团队成功为胶质母细胞瘤患者打开血脑屏障，显著提升了药物入脑浓度，这项被称为“超声脑机接口”的新技术，是国内首次在临床上明确验证其有效性的突破性尝试，未来有望惠及广大胶质母细胞瘤患者。
华山医院神经外科专家史之峰教授向记者介绍，此次复旦大学和华山医院科研团队通过前期体外和动物实验探索，已经制定了最优化的超声打开血脑屏障技术参数，仅需约3分钟便能快速、精准地实现屏障开放。与屏障未开放时相比，目标脑区的药物浓度平均可提升约8倍。治疗后约6小时，血脑屏障又会顺利闭合，在提升疗效的同时，也确保了治疗过程的安全性。这意味着，未来脑部恶性肿瘤患者在接受治疗时，不仅能获得更高的脑部药物浓度，还可能因此降低用药剂量，从而减少治疗带来的副作用和经济负担。
研究团队指出，以往超声神经调控技术主要用于功能性脑部疾病的治疗。此次团队创新性地探索将其应用于恶性程度最高的胶质母细胞瘤的治疗中。“胶质母细胞瘤的恶性程度极高，在脑部恶性肿瘤中占比约三成，患者平均生存时间仅在16个月左右。我们尝试以超声为技术媒介，临时打开血脑屏障，从而提高治疗药物入脑的浓度与效率。”史之峰解释道。
谈及这项超声脑机接口技术，史之峰形象地将其比作武侠小说里精妙的“隔山打牛”。一方面利用超声波精准打开大脑的血脑屏障，使得更多有效药物能够进入病灶区域；另一方面，超声波还能穿透大脑组织，从宏观上获取脑部活动信息，从而实现对特定脑功能区进行精确、可调节的靶向治疗。
那么，如何让超声波有效穿透颅骨呢？专家进一步解释，医生可先为患者植入一块自主研发的透声脑补片，使整个大脑区域能更好地暴露在超声波的探测与作用范围内。“除了将超声神经调控技术用于治疗胶质母细胞瘤患者，未来，我们还会在多种脑部疾病中开展临床试验，例如探索其在阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病，以及头痛、失眠等多种功能性神经疾病治疗中的应用潜力。”史之峰补充道。
超声脑机系统国家重点研发计划项目负责人、复旦大学生物医学工程与技术创新学院教授余锦华同时透露，团队始终从临床实际需求出发，汇聚了超声工程、人工智能、药学病理学等多领域专家学者，形成了高效的医工交叉研究模式，共同致力于解决临床诊疗中的痛点与难点。要实现超声系统参数、药物参数以及人体个体化参数的精准匹配与融合，仅靠临床医生或工程师单方面的努力是难以完成的。她直言，在这项超声脑机接口新技术中，人工智能发挥了关键的整合与优化作用，有力推动了复杂多源系统的协同与融合。
华山医院院长毛颖教授则表示，采用超声波安全、可逆地打开血脑屏障，是一种极具前景的创新方法，为各类药物进入颅内病灶打开了一扇精准调控的“时间窗”。“脑机接口技术的发展体现了全产业链的协同进步，治疗脑部疾病、恢复脑功能是其中一个重要的应用方向。希望未来产学研医能共同努力，搭建更先进的技术平台，开拓更多元的临床应用场景。”
下一步，研究团队将启动“ROAR-BBBO”临床研究，进一步探索该技术在复发性胶质母细胞瘤患者中的治疗效果与安全性。“这项技术的成功实施是项目组迈进的第一步。未来，我们将着力打造超声脑机接口新技术体系，不仅将其应用于脑肿瘤的靶向药物治疗，还将在神经调控、脑机融合等方面推动科研成果的落地转化，为阿尔茨海默病、头痛、失眠等多种脑疾病患者带来新的希望。”余锦华教授表示。
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