纳米材料形状和形式影响他们穿过血脑屏障的能力

纳米材料中发现消费者和医疗产品可以通过从血液到大脑的血脑屏障模型不同轻松地根据shape-creating潜在神经可以正面和负面的影响,一项新的研究显示。

科学家发现,氧化银和锌等金属纳米材料可以跨越一个体外模型的血脑屏障”(BBB)作为粒子和溶解ions-adversely影响星形胶质细胞的健康细胞,控制神经反应。

但是研究者也相信,他们的发现将有助于设计更安全的纳米材料,可以开拓的目标治疗脑部疾病时难以接触到的位置。

今天公布其调查结果PNAS,一个国际研究小组发现金属纳米材料的理化性质影响成效如何,在穿透血脑屏障的体外模型及其在大脑中潜在的毒性水平。

更高浓度的特定形状的银纳米材料和氧化锌可能损害细胞生长并导致BBB通透性增加,从而导致BBB让大脑更容易访问这些化合物。

BBB起着至关重要的作用在大脑健康通过限制通过各种化学物质和外国分子进入大脑周围的血管。

受损的BBB完整性损害中枢神经系统的健康和渗透率增加外来物质可能最终造成了大脑的损伤(神经毒性)。

研究的合著者伊索尔特(merrill Lynch),伯明翰大学的环境纳米科学教授说:“我们发现,银、氧化锌纳米材料,广泛应用于各种日常消费和医疗产品,通过我们的体外BBB模型,粒子和溶解离子的形式。

“变化的形状、大小、化学成分可以显著影响纳米材料渗透通过体外血脑屏障。定制医疗应用程序来说,这是非常重要的纳米材料的例子有针对性的运载系统,bioimaging和评估可能的风险与每个类型的金属纳米材料。"

BBB的物理屏障组成的一层紧密围绕大脑内皮细胞分离的血脑脊液允许氧气和转移的必需营养素,但防止大多数分子的访问。

最近的研究发现纳米材料如氧化锌可以积累的大脑一侧体外BBB改变州可影响神经活动和大脑的健康。吸入、摄入和dermally-applied纳米材料可以达到血液和一小部分这些可能穿过BBB-impacting中枢神经系统。

研究者合成金属纳米材料的库不同的粒子组成,大小,和shapes-evaluating能力穿透BBB使用体外BBB模型,其次是评估他们的行为和命运和BBB以外的模型。

合著者Zhiling郭,伯明翰大学的研究员,说:”“了解这些材料的行为一旦穿过血脑屏障对评估至关重要从无意进入神经产生影响大脑。神经毒性潜在更大比其他的一些材料,由于其形状不同的方法让他们移动和运输。”

研究小组测试了不同大小的氧化铈和氧化铁,连同氧化锌和四个不同形状的silver-spherical (Ag) NS),盘状(Ag) ND)的叶绿体会杆状(Ag) NR)和纳米线(Ag)西北)。

通过体外BBB氧化锌下滑最大的放松。研究人员发现球形和盘状银纳米材料进行了不同的叶绿体会解散regimes-gradually转换silver-sulfur化合物在BBB,创建“容易”入口通道。

锌氧化作为填充剂和着色剂。在非处方药品,它被用作护肤剂和sunscreen-reflecting散射紫外线辐射来减少或防止晒伤和皮肤过早老化。银用于美容和抗衰老面霜等护肤产品。