基于形狀記憶材料的3D動(dòng)態(tài)血腦屏障模型構(gòu)建與應(yīng)用

來源：EngineeringForLife

血腦屏障（BBB）是血液與大腦之間的一種選擇性、動(dòng)態(tài)性界面，對(duì)維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，同時(shí)也是治療CNS疾?。ㄈ绨柎暮Ｄ?、帕金森病、中風(fēng)和腦癌等）的主要障礙。

近日，來自西安交通大學(xué)張潔/盧聞等人構(gòu)建了一種三維動(dòng)態(tài)體外血腦屏障模型，該模型利用形狀記憶生物材料實(shí)現(xiàn)了從二維平面結(jié)構(gòu)到三維管狀結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，為細(xì)胞接種提供了便利，并且能夠更好地模擬體內(nèi)BBB的生理功能。

本文要點(diǎn)：
（1）本文開發(fā)了一種基于形狀記憶材料（PLATMC）的三維動(dòng)態(tài)血腦屏障模型。該模型通過將二維平面結(jié)構(gòu)的細(xì)胞支架在生理溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)槿S管狀結(jié)構(gòu)，解決了傳統(tǒng)三維模型中細(xì)胞接種不均勻的問題，同時(shí)模擬了血管的幾何結(jié)構(gòu)，為研究藥物在BBB中的轉(zhuǎn)運(yùn)提供了更接近生理?xiàng)l件的平臺(tái)。

（2）該模型的跨內(nèi)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(shù)（Papp）更低，表明其屏障功能更強(qiáng)。此外，模型中高度表達(dá)的緊密連接蛋白（如ZO-1、Occludin、Claudin-5）和外排轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（P-gp）進(jìn)一步證明了其模擬體內(nèi)BBB的能力。

（3）通過測(cè)試七種不同藥物的滲透性，該模型能夠區(qū)分藥物的BBB透過性，并且與體內(nèi)未結(jié)合腦/血漿濃度比具有良好的相關(guān)性（相關(guān)系數(shù)為0.94和0.89）。這表明該模型可用于預(yù)測(cè)藥物的BBB透過性，為開發(fā)新型CNS藥物提供了有力的工具。

參考資料：
https://doi.org/10.1002/adhm.202500066