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糖皮质激素治疗促进爆炸伤后血脑屏障的功能恢

2019-05-08 18:07:41 新品研究177℃

  糖皮质激素治疗促进爆炸伤后血脑屏障的功能恢复

  2015年3月12日

  哥伦比亚工程公司生物医学工程副教授Barclay Morrison III领导了第一项研究,以确定促进爆炸伤后血脑屏障(BBB)功能恢复的潜在生物学机制。该研究表明,原发性爆炸伤后用糖皮质激素,地塞米松治疗可促进BBB体外模型的快速恢复,BBB是一种高度限制性的半透性屏障,其主要功能是维持大脑的微环境并保护其免受潜在的有毒物质的侵害。 。该研究发表在3月11日的脑血流杂志在线出版物上。代谢。

  “我们的研究应该激发对开发糖皮质激素疗法以治疗爆炸诱导的创伤性脑损伤(bTBI)和其他中枢神经系统疾病的新的临床兴趣,”莫里森说。他的研究结果也对暴露于爆炸伤害的军事人员产生重要影响。 “我们或许可以改善脑部受伤士兵和平民的结果,”他继续说道,“并且在返回工作岗位之前缩短其强制休息时间的长度,使得仅需要几天而不是几周或更长时间才能恢复。”

  这种改善可能是一个重要的结果,因为目前还没有批准用于创伤性脑损伤(TBI)的药物治疗,并且最近完成的临床试验未证明其他测试的神经保护干预的任何益处。对于头部受伤(非爆炸相关)和脑水肿的患者,医生在过去30年中将糖皮质激素(一类类固醇激素)作为标准治疗方案。这些药物还经常用于治疗与病理可渗透的BBB相关的中枢神经系统(CNS)疾病,例如脑肿瘤和多发性硬化症。

  “但是,关于创伤性损伤后糖皮质激素的有效性以及它们在临床上用于TBI的争议是有争议的,部分是由于与高剂量和长治疗持续时间相关的副作用,”莫里森说。 “我们的研究的积极结果可能导致开发更有针对性的治疗方法,使用类固醇来快速恢复bTBI后BBB的完整性和功能。”

  美国国防部在2000年至2014年期间记录了超过30万例TBI病例,其中大多数是爆炸性爆炸引起的。 bTBI的流行很大程度上是由于改进的个人防护装甲的发展,导致维持爆炸伤害的军事人员的生存率提高。爆炸创伤有四种类型:1)直接由压力波引起的原发性损伤,其可以以接近水中声音的速度穿过组织,2)由爆炸引起的物体引起的二次伤害,3 )由爆炸和撞击周围物体引起的个人造成的三级伤害,以及4)由烧伤,爆炸引起的伤害,疾病和疾病引起的四元伤害,这些伤害不归因于其他三种爆炸创伤类型。

  相关故事研究人员报告了治疗侵袭性脑肿瘤的进展。降低血压可能比降低血压的药物更好。哥伦比亚研究人员解释了为什么有些胶质母细胞瘤对免疫治疗有反应“原发性爆炸伤是bTBI的生物力学上不同的阶段,研究人员仍然不了解这一点,”莫里森的博士生,该研究的主要作者克里斯托弗·休说。来自爆炸源的冲击波作为压缩和快速膨胀的气体可以在几毫秒或更短的时间内发生。鉴于BBB的精细结构 - 几乎每个神经元都有自己的血液供应 - 初级爆炸可能会造成严重损害。对BBB的损害将使潜在有害的血液成分充斥大脑,反过来,这可能会对构成大脑的神经元造成严重破坏。

  因此,Hue说,“加速血脑屏障恢复是开发bTBI受害者新疗法的重要治疗靶点。”

  在哥伦比亚工程公司Morrison的神经创伤和修复实验室工作,该团队使用激波管和定制设计的样品接收器开发了一个爆炸伤模型,以模拟一次爆炸事件并将其应用于由脑组成的BBB的孤立生活模型内皮细胞。该冲击管设计用于通过产生冲击波来重现冲击波,冲击波的压力历史类似于开放环境中的简易爆炸装置(即105毫米迫击炮弹)的爆炸。他们能够单独测试中枢神经系统的独立组件,包括BBB,这使他们能够精确控制机械“损伤”。

   并且消除了在临床前模型中研究爆炸影响时经常出现的惯性损伤的潜在混淆效应。

  “我们的体外实验策略具有很大的优点,因为CNS的单独组分,包括BBB,可以与其他组分隔开测试,”莫里森说。 “我们是第一个使用我们的爆炸伤模型来精确控制损伤的生物力学引发剂并且比体内更直接地测量BBB功能的后续变化。”

  该研究表明,用地塞米松治疗导致伤后一天BBB功能完全恢复,而未治疗样本则为3天。莫里森和他的团队希望接下来在体内翻译他们的体外研究结果。

  “体外和体内实验模型的结合,以了解原发性爆炸伤的生物物理和分子机制以及治疗对BBB的影响,提供了一套强大的工具来指导新的治疗策略的发展,以减轻后果的影响。 bTBI,"莫里森说。 “在爆炸暴露后加速BBB恢复代表了解决与bTBI相关的多方面,短期和长期并发症的重要进展。”

  Hue补充道,“我们对我们的研究结果特别感到兴奋,因为我们的研究可能会为保护那些为我们国家服务而受到伤害的男男女女铺平道路。”

  资料来源:哥伦比亚大学工程与应用科学学院

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