血脑屏障(BBB)具有调节细胞外液成分的至关重要的功能，即使在外周循环发生重大变化时也是如此。该屏障由特化的毛细血管内皮组成，其中包含细胞间紧密连接，使其不受亲水物质的渗透。然而，特定的转运体存在，它们能够运输维持大脑稳态所需的肽和有机物质；转运蛋白也存在，负责分子从BBB流出。控制BBB结构完整性的紧密连接是由跨膜和细胞质蛋白(occludin, claudin-5, ZO-1-3)连接到肌动蛋白细胞骨架组成的。这些共同作用产生显著的跨内皮阻力，阻止细胞旁扩散。BBB的内皮细胞通过调节细胞表面的运输机制来限制进入大脑的运动。尽管这种选择性对维持正常的大脑稳态至关重要，但BBB的不渗透性在治疗中枢神经系统(CNS)的恶性和退行性疾病方面存在主要问题
小分子在治疗CNS疾病方面也有治疗局限性。甲氨蝶呤就是这样一个例子。为了达到任何程度的进入脑实质，它必须以潜在毒性的全身剂量或动脉内注射，同时渗透破坏BBB，并经常重复鞘内注射。治疗性超声在安全增加药物通过不可渗透屏障(如经皮给药)的输送方面是有效的。预先存在的核如微泡(MB)降低了空化所需的超声能量阈值。静脉给药MB的超声介导破坏(UMD)被认为是一种非侵入性和安全的选择性改变BBB通透性的方法治疗性超声在安全增加药物通过不可渗透屏障(如经皮给药)的输送方面是有效的。预先存在的核如微泡(MB)降低了空化所需的超声能量阈值。静脉给药MB的超声介导破坏(UMD)被认为是一种非侵入性和安全的选择性改变BBB通透性的方法。MB的UMD似乎既打开紧密连接，又增加跨细胞运输。经静脉注射白蛋白基MB的低频(0.67 MHz)经颅UMD在小鼠脑实质内产生明显的钆泄漏。如果在UMD后不久静脉注射大分子量抗体，抗体被选择性地递送到观察到钆泄漏的部位。虽然前景很好，但在这个频率和脉冲长度下的UMD已经伴随着组织损伤的肉眼和显微镜证据。在兔模型中也观察到该频率和峰值负压下超声诱导的类似损伤模式。此外，目前尚不清楚颞骨对超声波束的衰减和散射是否会阻止该技术在临床环境中改变BBB的通透性。
MB和经颞叶超声可以瞬间增加大型动物BBB的通透性。颅骨对超声束的衰减可能在降低BBB通透性改变的幅度和持续时间方面发挥了作用，这两者都低于在小动物模型中观察到的结果，在小动物模型中，给予较大剂量的造影剂，超声衰减明显减少。这项研究表明，该技术可能是一种安全的、无创的药物或基因通过人体BBB传递的方法。
南京星叶生物自主研发了US-Star超声微泡造影剂系列，其中就包括多种靶向微泡，可通过血脑屏障，靶向给药。
