基于形状记忆材料的3D动态血脑屏障模型构建与应用

来源：EngineeringForLife

血脑屏障（BBB）是血液与大脑之间的一种选择性、动态性界面，对维持中枢神经系统（CNS）的稳态至关重要，同时也是治疗CNS疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病、中风和脑癌等）的主要障碍。

近日，来自西安交通大学张洁/卢闻等人构建了一种三维动态体外血脑屏障模型，该模型利用形状记忆生物材料实现了从二维平面结构到三维管状结构的转变，为细胞接种提供了便利，并且能够更好地模拟体内BBB的生理功能。

本文要点：
（1）本文开发了一种基于形状记忆材料（PLATMC）的三维动态血脑屏障模型。该模型通过将二维平面结构的细胞支架在生理温度下转变为三维管状结构，解决了传统三维模型中细胞接种不均匀的问题，同时模拟了血管的几何结构，为研究药物在BBB中的转运提供了更接近生理条件的平台。

（2）该模型的跨内皮电阻（TEER）值超过500 Ω cm²，显著高于二维模型，且药物的表观渗透系数（Papp）更低，表明其屏障功能更强。此外，模型中高度表达的紧密连接蛋白（如ZO-1、Occludin、Claudin-5）和外排转运蛋白（P-gp）进一步证明了其模拟体内BBB的能力。

（3）通过测试七种不同药物的渗透性，该模型能够区分药物的BBB透过性，并且与体内未结合脑/血浆浓度比具有良好的相关性（相关系数为0.94和0.89）。这表明该模型可用于预测药物的BBB透过性，为开发新型CNS药物提供了有力的工具。

参考资料：
https://doi.org/10.1002/adhm.202500066