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【研究背景】经颅磁刺激是一种非侵入性的对脑部进行刺激的方法,通过放置在患者头皮上的线圈产生磁场脉冲,穿过颅骨于脑组织处引起电流（称为“涡流”）,从而刺激神经细胞起到治疗作用的一种无创,安全的治疗方法。目前临床常见的主要是重复经颅磁刺激,尽管其基生理机制尚未得到充分了解。自1985年Barker等人首次报告以来,重复经颅磁刺激在调节大脑活动方面取得了广泛而多样的成功。据报道,使用TMS已成功治疗和康复越来越多的神经疾病,包括毒品成瘾、抑郁、中风、阿尔茨海默病和帕金森病等,其中,第一批TMS设备于2008年获得美国食品药品管理局批准用于治疗临床抑郁症。与早期临床对脑部进行刺激的方法相比,TMS所具备的一个主要吸引人的特征是其非侵入性。所有仪器均外置,可以通过改变线圈的位置,调节刺激的强度,频率来刺激不同的区域。而早期的神经电刺激仪需要将大体积电极植入大脑,创伤风险大,限制了头部电刺激仪的使用。但是r TMS电磁诱导的脑组织中的电流通常比使用直接电刺激提供的电流弱得多,这使TMS的治疗效果弱于直接电刺激。目前在经颅磁刺激（TMS）技术上,提高其脑刺激强度的研究甚少,TMS本身副作用较少,无创,更有可能发展一种良好的、临床应用价值高的靶向脑刺激技术。此外因磁刺激和电刺激的共性,磁刺激颈动脉窦也有潜力达到降压效果,有研究空间。磁性纳米材料包含超顺磁性、顺磁性以及永磁性纳米材料,其中以铁的金属氧化物作为典型代表,具有优异的磁学性能,并会受外界磁场影响实现可控性。研究最多的超顺磁性纳米材料通常会在表面包被生物相容性较好及具有特定功能的生物分子,达到降低磁性纳米材料生物毒性,提高其生物递送能力的作用。在目前报道中,磁性纳米材料通常是将磁性纳米材料直接注射至生物体内,这种做法是高度侵入性的,容易引起感染以及炎症等,不适合治疗神经系统的良性疾病。开发能透过血脑屏障,并能感应经颅磁刺激仪的磁场来增强刺激治疗效果的磁纳米颗粒,对于减轻患者损伤和提高r TMS治疗效果具有重要意义。【研究目的】1.使用生物相容性良好的磁性纳米材料,利用其具有超顺磁性的特点,在外部磁场的帮助下,实现磁性纳米材料在大脑内的靶向递送,探索避免直接注射的可能性,避免对中枢神经系统的损伤。2.探索使用超顺磁性氧化铁磁性纳米材料增强r TMS作用的可能性,为临床治疗提供新思路。3.结合实验室前期动物实验结果,探索使用经颅磁刺激颈动脉窦的降人血压的可能性。【研究方法】1.制备聚乙二醇（PEG）和羧化壳聚糖修饰的超顺磁性纳米颗粒,运用透射电镜（TEM）,DLS,XRD,SQUID,FTIR,MTT来测定合成颗粒的理化性质和生物毒性。2.进一步经尾静脉将颗粒注射入麻醉后的大鼠体内,并在大鼠头部外加永磁铁辅助颗粒通过血脑屏障,使用电镜,元素分析,磁共振成像等实验验证颗粒在大鼠脑内的分布情况。3.同样的将经尾静脉并头部外加永磁铁处理后的大鼠,一部分用于MT,MEP等电生理相关指标检测对刺激的增强效果,一部分外加经颅磁刺激连续序列进行处理,最后取出大鼠脑组织,对磁刺激过的脑组织进行免疫荧光,western blot试验检测c-fos蛋白的表达情况,从而检测电刺激的免疫学指标,检测对刺激的增强效果。4.对处于高血压前期的患者进行右侧颈动脉窦磁刺激实验,观察患者的SBP,MAP,HR,BRS等血流动力学参数的变化,检测磁刺激颈动脉窦降血压的可能性。【研究结果】1.合成了羧化壳聚糖/PEG修饰的超顺磁性四氧化三铁纳米粒子该纳米粒子的在扫描电镜下的球形直径为11.10±3.25 nm,动态光散射（DLS）测量确定纳米粒子的平均水动力学直径为19.63±0.81 nm。表面电位为-12 mv。MTT细胞毒性实验未见明显毒性。2.在元素分析实验中,SPIONs+磁铁组的大鼠,其大脑额叶皮层,铁元素含量为每克组织345.0±99.9μg Fe,对照组为60.8±15.4μg Fe每克组织,明显增加。3.透射电镜下,在大鼠脑皮质中见到黑色的,粒径在9至11 nm的颗粒,与本试验合成的磁纳米颗粒粒径相符合。并经ICP-OES实验证明该颗粒含有铁元素。4.在磁共振的活体检查中,SPIONs+磁铁组可见皮质中黑色颗粒聚集,证实该颗粒可以通过血脑屏障。5.重复经颅磁刺激仪器刺激实验中,在SPIONs+磁铁组中记录到的最大运动诱发电位振幅明显高于对照组（5.78±2.54 vs.1.80±1.55 m V,P=0.015）。6.在大鼠皮层M1区域,免疫荧光检测出SPIONs+磁铁组中c-fos阳性细胞的数量密度是对照组的3.44倍,免疫共沉淀实验检测出SPIONs+磁体组中cfos蛋白表达量也较对照组显著增加,表面该组在经颅磁刺激下放电细胞数更多,起到了增强刺激的效果。7.在刺激人颈动脉窦研究中,和治疗相比MAP（F=37.4,P<0.001）,SBP（F=50.7,P<0.001）,HR（F=7.7,P=0.017）,DBP（F=33.8,P<0.001）变化显著。【结论】1.本试验合成的经聚乙二醇和羧化壳聚糖修饰的超顺磁性纳米颗粒可以通过血脑屏障。2.经尾静脉注射,外加磁场辅助下进入大鼠脑皮层的磁纳米颗粒,可以增强经颅磁刺激的刺激效应。3.经颅磁刺激仪刺激人颈动脉窦,对高血压前期患者能起到一定的降压作用。