荧光标记的靶向微泡在非心脏病血管的应用。使用荧光微泡可以通过***显微镜实现超声造影剂靶向的验证。特异性配体包括抗p选择素的抗体,该抗体可通过局部给药肿瘤坏死因子(TNF)-进行化学诱导。通过显微镜和超声观察到***后小静脉内抗p选择靶向气泡和白细胞的聚集。缺血再灌注损伤后(如肾动脉结扎模型),p选择素上调,微泡可靶向炎症的肾血管。出于分子成像造影剂开发的目的,一种不需要***手术的更简单的动物模型可能是有用的,例如在脚垫注射TNF-后建立的后腿血管化学诱导炎症反应小鼠模型。该模型用于测试聚合微泡与抗体靶向泡。细胞间黏附分子(ICAM)-1和血管细胞黏附分子(VCAM)-1是炎症反应的重要标志物,在血管内皮表面上调的时间晚于p选择素。携带这些抗体的微泡可用于大鼠自身免疫性脑脊髓炎模型的分子成像。超声微泡的壳体类型的变化会影响所产生气泡的厚度、刚度和耐久性。合成超声微泡
通过超声微泡诱导空化可以改变**血管和细胞膜的通透性。稳定空化(SC)和惯性空化(IC)都可以对*组织的血管壁和细胞膜造成机械干扰,从而提高EPR在**中的作用。超声作用于含有超声微泡的血管,可改变血管壁的通透性,导致药物外渗至间隙。***通透性的改变取决于多种因素,包括壳成分、气泡大小、***直径与气泡直径之比以及超声参数。除了改变血管壁的通透性外,超声微泡的空化还可以增强细胞膜的通透性。气泡的破裂和相关射流的产生可以瞬间破坏相邻的细胞膜。细胞膜内产生小孔,导致可修复或不可修复的声穿孔。在不同的超声参数下,细胞膜内会产生短暂的孔,外源物质因此可以被运输到细胞质中。超声微泡的崩溃还可以引起**组织中的细胞死亡,这进一步减轻了固体应力,并可以减少更深穿透的障碍。研究表明,空化效应可以通过三种不同的机制改变血管和细胞膜通透性:(1)在SC过程中振荡气泡受到规律的机械干扰时,细胞膜电位发生改变以促进内吞摄取。(2)在从SC到IC的转变过程中,振荡泡的体积发生了变化。血管内皮细胞之间的间隙暂时增加,血管内皮的完整性被破坏,从而增强了活性物质的扩散,活性物质可以进入组织。(3)基于IC产生的声孔作用,血管内皮细胞内产生瞬时孔隙。 江苏超声微泡给药目前,超声微泡已发展为多模态造影剂、光热剂等。
靶向超声造影剂的一个潜在***应用是用于基因***。腺病毒和质粒报告基因的非特异性区域递送已经使用超声定向方法完成。更具体地说,腺病毒或质粒载体已被纳入基于白蛋白的超声造影剂中,并使用超声递送到心肌中以破坏靶区域的微泡。携带编码VEGF的质粒的微泡已被用于在超声应用后诱导大鼠心肌血管生成。然而,传统的微球是带负电荷的,对带负电荷的RNA和DNA分子的细胞转染效率较低。Tiukinhoy等人开发了一种带正电的脂质体,具有超声可检测的回声特性。利用血管内超声系统,他们能够在icam-1靶向超声定向基因转染后,在HUVEC细胞中传递和检测荧光素酶基因表达。DNA和微泡的孵育可导致DNA与外壳融合,从而促进共注射。早期的研究表明,通过静脉注射白蛋白微泡,将质粒DNA结合到外壳上,再加上超声波,基因可以传递到心肌。随后的研究开发了将DNA纳入脂质微泡壳的技术,在静脉注射和超声后进行类似的局部转染。虽然有使用静脉注射成功转染的报道,但一项比较静脉注射和动脉注射含有微泡的质粒的研究得出结论,动脉注射在实现局部组织转染方面的效率是静脉注射的200倍。
超声照射联合纳米微泡的生物学效应。超声给药技术是基于细胞穿孔的生物物理过程,超声结合纳米微泡和这个过程被称为超声穿孔。与其他纳米粒子相比,纳米微泡在超声能量照射下具有“塌缩”的特殊性质,导致纳米微泡内爆,改变细胞膜的通透性。当超声能量充分增加时,就会发生“超声空化”效应,即液体中的气泡(空化核)振动生长,不断地从声学场中积累能量并坍缩,直到能量达到某一阈值。超声波照射引起超声空化,导致细胞膜出现直径约300nm的空隙,稳定空化的特征是纳米气泡重复的、不坍缩的振荡,对附近细胞产生局部低应力和剪切应力,从而增加血管的通透性。此外,超声波辐照还能产生热和机械***作用。超声波辐照的生物学效应可以增加细胞膜的通透性,诱导基因转移,提高细胞内药物浓度,栓塞**,滋养血管,克服组织屏障,发挥至关重要的靶向作用。用于输送气体、药物和核酸,这些载体与超声波、光热、pH和光(刺激触发)超声微泡相结合。
微泡表面的电荷和配体可以用来增加靶向的特异性。Lindner等人发现,由于与先天免疫系统的相互作用,阳离子微泡在经历缺血/再灌注和炎症的组织的微循环中持续存在。然而,考虑到生物环境的复杂性,静电相互作用通常没有足够的特异性。另一方面,配体-受体相互作用在生物介质中产生高特异性。在这种情况下,微泡表面被配体装饰,这些配体特异性地结合血管腔内细胞上的受体。如上所述,脂质聚合物是形成稳定微泡所必需的。聚合物的存在需要配体和单层外壳之间的间隔物,以便配体询问其在相对表面上的受体。通常情况下,配体被与周围的链长度相等或更长的间隔剂拴在一起。这使配体比较大限度地暴露于生物环境中。旨在比较大限度地使配体暴露于靶组织的表面结构也存在增加免疫原性化合物呈递的风险,从而导致早期颗粒***,或者更糟的是,产生超敏反应。例如,有的实验室的数据清楚地表明,存在于微泡上的生物素共轭脂聚合物***了人类和小鼠的补体系统。需要更多的研究来测试栓系抗体或肽配体是否也会引发免疫反应。为了解释免疫原性作用,Borden等人(47)表明,配体可以被聚合物覆盖层掩盖以提高循环半衰期,然后可以通过超声辐射力局部显示以与靶标结合。超声微泡能够在其中包含各种气体,如全氟丙烷(C3F8))、氢气(H2)氮气(N2)一氧化氮(NO)氧气(O2)等。江苏超声微泡给药
在移植模型中,将抗icam -1抗体包被的微泡给予异位心脏移植大鼠,成功地在心脏环境中使用了icam -1靶向微泡。合成超声微泡
微泡表面选择合适的偶联化学和修饰顺序取决于配体的类型。一个重要的考虑因素是配体的大小及其对生物利用度的影响。小的亲水分子,如代谢物和肽,可以直接偶联到聚合物间隔物上,而不会***影响聚合物动力学。相比之下,大的蛋白质配体,如抗体,由于剪切应力和涉及微泡分散的有机溶剂,容易变性。因此,抗体(~120 kDa)通常通过生物素-亲和素连接连接到预形成的微泡表面。所得到的复合物更像一个刚性支架,而不是一个自由的聚合物链(50),配体与聚合物刷(~5 kDa)被大块的亲和素分子(~60 kDa)很好地分离。合成超声微泡