用超声波敏感的微气泡对大脑毛细体内皮细胞的气体递质可用性进行建模

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 计算生物学 计算生物学
• 神经科学是一个神经科学.

背景情况:

• 血管认知障碍和痴呆症源于受损的血脑屏障 (BBB).
• 目前的治疗方法可以控制神经元损伤,但不能控制BBB中断的根本原因.
• 现有疗法通常涉及暂时破坏BBB,这可能会产生不良影响.

研究的目的:

• 通过计算评估使用超声敏微气泡 (MB) 提供的一氧化碳 (CO) 来修复和增强BBB完整性的可行性.
• 研究控制释放和运输的CO到大脑毛细血管内皮细胞 (BCECs).

主要方法:

• 在内动脉中模拟超声波激活以触发MB破裂和CO释放.
• 模拟CO运输动力学,包括血液动力学,质量运输和结合动力学,以预测BBB的CO剂量.
• 利用轴对称和特定患者的模型,在各种条件下分析BCEC的CO可用性.

主要成果:

• 从MBs释放的CO仍然可以在几次心脏周期内与BCEC相互作用.
• 预测的CO和CO-血红蛋白 (COHb) 度处于无毒水平范围内,可获得自由的血红蛋白.
• 生物相关的CO度可以通过控制的超声波激活在BCEC中实现和维持,即使在曲的血管系统中也是如此.

结论:

• 计算结果支持CO/MB策略对BBB修复的可行性.
• 控制的超声波介导的CO输送对于这种方法的治疗可行性至关重要.