血脑屏障（Blood Brain Barrier）由毛细血管壁的内皮细胞，包裹毛细血管的星形胶质细胞末端和嵌入毛细血管基底膜的周细胞形成，是一种高度选择性的半透性边界，可将循环血液与脑和中枢神经系统（CNS）中的细胞外液分开。血脑屏障给予了人类无限的保护，维持了中枢神经相对稳定的状态，使得大脑免受伤害。
然而对于脑部药物研发来说，克服将治疗剂递送到大脑的特定区域的困难对大多数脑疾病的治疗提出了主要挑战。脑部疾病如帕金森病、阿兹海默和脑部肿瘤等，很多机理上对它们有效的药物，都被血脑屏障拒之门外。血脑屏障由脑毛细血管内皮形成，并从大脑中排除~100％的大分子神经治疗药物和98％以上的小分子药物。美迪西药效部拥有专业的中枢神经系统疾病药效评价模型，结合PET-CT成像技术，可以很好的对中枢神经系统的药物进行有效性和安全性的评估，并对其血脑屏障穿透能力进行测试。
血脑屏障具有许多动态特性-物理，运输，免疫等-这些特性紧密地控制着血液和大脑之间分子的运动，从而控制着大脑的分子环境，主要有以下几大特点：
（1）血脑屏障能选择性地阻止血液内大部分物质进入脑组织，包括大多数化疗药和生物制剂，使脑组织少受有害物质的损害，从而保持脑组织内环境的基本稳定，允许葡萄糖、必须氨基酸、H2O以及CO2等小分子物质自由通过，以适应脑代谢需要。
（2）血脑屏障在炎症期间变得更具渗透性，允许抗生素和吞噬细胞穿过BBB，某些药物可通过BBB，如抗生素进入CNS治疗颅内感染。然而，这也使细菌和病毒渗入血脑屏障，可以穿过血脑屏障的病原体的实例包括导致弓形虫病的弓形虫，像疏螺旋体（莱姆病）的螺旋体，在新生儿中引起脑膜炎的B组链球菌等。
（3）BBB的转运体对于中枢神经系统所需的营养物质转运及阻止有害物质入脑发挥重要作用，且在药物转运方面具有关键作用。BBB通透性具有可调节性，某些药物或制剂可一过性开放BBB，如组胺、甘露醇、缓激肽、Ca2+通道拮抗剂等，在脑肿瘤化疗中具有重要意义。
由于肿瘤的存在，肿瘤细胞分泌某些物质可使微环境发生较大的变化，如胶质瘤细胞可分泌血管内皮生长因子，其能破坏紧密连接，导致毛细血管通透性增加，最终导致BBB的严重破坏，使机体内水、电解质和血浆蛋白等大量渗出，形成组织水肿，并能顺着浓度梯度不断向围间隙扩散，使瘤周组织水肿不断扩大，引起颅内高压。
有研究表明，胶质瘤脑水肿的发生发展与水通道蛋白4(AQP4) 的高表达，与BBB缝隙连接蛋白43(Cx43) 的低表达相关。从某种意义上说，患者BBB的破坏可能促进药物、免疫因子等进入肿瘤组织，但是，往往达到这种程度时，肿瘤细胞已向远处浸润，新进展区域BBB相对完好，药物同样难以进入，所以这时BBB的通透对于肿瘤的治疗来说意义并不大，所以使用某些手段使得肿瘤新进展区域BBB开放显得更为重要。
由于血脑屏障的存在，导致许多药物不能透过BBB发挥其作用，而可恢复的透过血脑屏障给药，对于脑部肿瘤，阿兹海默症，帕金森等疾病的治疗具有重要的意义。
