基于分子通信的帕金森病智能多巴胺速率调节器

帕金森病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，由基底节（BG）中多巴胺能神经元的丧失引起。目前，PD尚无确切治愈方法，现有治疗主要旨在缓解其症状。由于PD中基于神经递质的信息传递受损，基于分子通信的方法可作为解决此问题的潜在方案。分子通信（MC）是一种利用分子携带信息的仿生通信方法。这种通信方式因其与生物系统的兼容性，在开发用于诊断和治疗的生物兼容纳米机器方面脱颖而出，尤其在应对PD等神经退行性疾病时。本研究提出一种新型治疗方法，引入位于黑质致密部（SNc）与纹状体之间突触间隙的智能多巴胺速率调节器（IDRM），以补偿PD引起的基底节多巴胺释放不足。为在IDRM中储存多巴胺，多巴胺化合物（DAC）被吞服并穿过消化系统、血液循环系统、血脑屏障（BBB）和脑细胞外基质，被IDRM摄取。本文计算了这些区域中的DAC浓度，揭示所需的外源性多巴胺能持续到达IDRM。因此，与PD相关的基底节持续性多巴胺不足可得到补偿。由于多巴胺不在其他脑区释放，该方法减少了药物副作用。与其他治疗不同，此方法针对PD的根本原因，而非仅仅减轻症状。