胶质母细胞瘤（GBM）是具侵袭性原发性脑肿瘤（之一），具有死亡率高、生存期短、预后差、复发率高的特点。在过去的几十年里，针对胶质母细胞瘤（GBM）的治疗效果几乎没有取得什么突破性进展，患者5年生存率仅为5%左右。
治疗致命的胶质母细胞瘤等脑肿瘤面临的一个主要障碍是，有效的化疗药物无法穿越血脑屏障（BBB）到达肿瘤部位。血脑屏障是指脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障，和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障，仅允许特定类型的分子从血流进入大脑神经元和其他周围细胞。
研究团队报告了人体临床试验结果，在这项临床试验中，研究团队使用了一种新型可植入颅骨的超声波设备，打开血脑屏障，反复渗透人类大脑的大片关键区域，以递送静脉注射的化疗药物。
这项手术只需要4分钟时间，在病人清醒状态下植入超声波设备，植入后观察几个小时病人就可以回家。结果显示，这种治疗是安全的，耐受性良好，一些患者接受了长达6个周期的治疗。
这是第一个成功量化基于超声的血脑屏障打开对人类大脑中化疗药物浓度影响的研究。结果显示，打开血脑屏障导致大脑中化疗药物（紫杉醇、卡铂）浓度增加了大约4-6倍。而这两种化疗药物在正常情况下是无法穿越血脑屏障的，因此也就无法用于脑肿瘤患者的治疗。
此外，这也是第一个描述超声后血脑屏障关闭速度的研究。该研究显示，通常情况下，血脑屏障的恢复发生在超声后的30-60分钟。这一发现将允许优化药物递送和超声打开血脑屏障的顺序，以大限度地使药物穿越血脑屏障中。
这项研究西北大学范伯格医学院神经外科副教授 Adam Sonabend 博士表示，这项研究对胶质母细胞瘤患者来说可能是一个巨大的进步，替莫唑胺是现在可用于胶质母细胞瘤的化疗药物，它确实能够穿越血脑屏障，但治疗效果比较弱。紫杉醇是一种强效化疗药物，但却无法穿越血脑屏障，之前的研究显示，将紫杉醇直接注射到肿瘤患者的大脑中能观察到有希望的治疗效果，但这种直接向大脑注射的方式会刺激大脑并产生脑膜炎等毒性作用。
之前在人类中的研究表明，在大脑超声后24小时血脑屏障完全恢复，而一些动物研究显示，血脑屏障在超声后的六个小时左右是打开的。而这项新研究表明，这个时间窗口可能更短，在一个小时之内。
这项研究是科学家们正在进行的针对复发性胶质母细胞瘤患者的2期临床试验的基础上，该临床试验的目的是研究这种治疗方法是否能延长这些患者的生存期。在试验中，参与者通过超声技术接受紫杉醇和卡铂这两种强效化疗药物联合治疗。这两种药物的组合已经被用于多种其他类型癌症的治疗。
在该论文报道的这项一期临床试验中，复发性胶质母细胞瘤患者接受手术切除肿瘤并植入超声装置，他们在植入后的几周内开始治疗。研究团队增加了紫杉醇的剂量，每三周给药一次，同时通过超声波打开血脑屏障。该研究在手术期间进行，以调查该超声装置对化疗药物进入脑肿瘤部位的浓度的影响。在手术室中使用荧光素和超声治疗后获得的MRI对血脑屏障进行可视化和绘制。
结果显示，通过超声打开打开血脑屏障导致大脑中化疗药物（紫杉醇、卡铂）浓度增加了大约4-6倍。
Adam Sonabend 博士表示，虽然这项研究是在胶质母细胞瘤患者中进行的，但这项研究为数百万患有各种类型脑部疾病的患者打开了药物治疗的新大门。
