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工程团队开发针对肺部的靶向药物输送

发布时间:2018/08/29 信息中心 新闻资讯 浏览次数:138

哥伦比亚工程学院和哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员开发出一种靶向药输送方法,可以将极少量靶向药输送到肺部。

 

他们的方法,其中含有靶向药的微升液体被灌注到肺中,作为薄膜分布在肺气道的预定区域中并局部吸收,可以提供更有效的肺病治疗。

 

为了在病理部位达到治疗水平,医生需要递送大量可能对身体其他器官产生不良影响的靶向药物。如果选择的靶向药可以按照治疗所需的确切剂量局部递送到肺部的病理部位,则可以更有效地治疗肺部疾病。

 

“我们设想我们的微量液体滴注方法可以在目标部位实现可预测的靶向药浓度,减少有效疾病治疗所需的靶向药物量,同时显著减少副作用,”Mikati基金会生物医学工程基础教授Gordana Vunjak-Novakovic说。

 

该团队面临的主要挑战是肺结构的巨大复杂性,它提供氧气和二氧化碳与血液交换的重要功能。组织结构和气流沿着肺气道的24代显著变化,从大支气管到肺泡。

 

Vunjak-Novakovic实验室的博士后研究员Jinho Kim和该研究的主要作者认识到,液体插头在被吸收为液膜之前行进的距离可以通过改变插头体积和通风方式来改变。

 

通过研究简单玻璃管中的液体塞,他开发了一个描述每一代气道树中液体运输过程的数学模型。该模型用于确定液体塞体积和程序通气的参数,以便输送到肺的特定区域。通过使用三种不同的成像模式证明在通气肺中靶向液膜沉积来证实模型预测。

 

“液体滴注已被用于为早产儿的整个肺部提供肺表面活性物质,这些早产儿不能产生足够的表面活性剂来正常呼吸,”Kim观察到,“虽然液体滴注具有很大的治疗潜力,但其应用尚未开发,主要是因为对肺气道液体转运的了解有限。我们对我们工作的影响感到非常兴奋。”

 

Vunjak-Novakovic说,“这项研究真正象征着哥伦比亚大学的生物医学研究。”

 

Kim设计了针对微量靶向药物递送方法,开发了必要的理论,并与生物医学工程博士生John O’Neill进行了支持性实验。

 

在CUMC,胸外科系Matt Bacchetta教授和儿科和重症监护系Valerio Dorrello助理教授帮助确定了临床相关的靶向药物输送参数,并优化了肺通气和灌注。

 

研究人员计划接下来通过使用液体滴注方法提供肺部靶向药物来证明治疗肺部疾病,如囊性纤维化和气道感染。

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