超声微泡作为纳米医学,在医学领域的诊断和***方面具有多方面的优势,目前,超声微泡已发展为多模态造影剂、光热剂和***剂。市面上有各种商用mb造影剂,如Levovist、Definity、option、Sonazoid和Sonovue,具有不同的特性、成分和尺寸变化,范围在1-8µm。例如,Levovist(基于空气填充的半乳糖/棕榈酸mb)可以通过减少噪声信号来改善超声成像,而SonoVue(基于六氟化硫填充的脂质mb)在外周血中高度稳定。在临床前和临床阶段的诊断中,超声微泡作为造影剂与成像仪器相结合,辅助疾病的可视化和表征。这种成像过程被称为分子成像(MI),因为它可以在动物和人类的分子和细胞水平上进行观察。由于MI的非侵入性,它的应用具有附加价值,它为组织表型的检测和评估以及早期疾病提供了实时可视化。更重要的是,MI还可用于分析细胞相互作用和监测***递送情况。为了获得有利的结果,MI需要两个组成部分,即成像仪器和纳米药物。理想情况下,使用的仪器必须是非侵入性的,并且具有高分辨率和灵敏度的能力,可以检测和监测成像剂。功率多普勒成像涉及一系列超声脉冲的传输和接收,其中脉冲之间的散射体运动用于检测血流。江苏微流控超声微泡
载药超声微泡造影剂的设计之一是使药物由于细胞内pH值的变化或外部光或声音的刺激而释放。修饰超声微泡的一个很有前途的策略是使用电荷可切换的纳米颗粒,这种纳米颗粒可以经历表面电荷从负向正的变化,从而增加细胞的摄取。此外,还可以提出超声微泡的其他刺激响应设计。例如,活性氧(ROS)反应性超声微泡可以被开发用于产生触发药物释放的系统。这是通过将超声微泡与ROS响应材料结合来实现的,其中光或超声介导的ROS产生可以提高超声微泡释放药物的速度。此外,由于***病例中ROS水平升高,超声微泡也可以利用ROS响应荧光探针进行成像或实时监测,以检测富含ROS的病变。天津超声微泡技术公司荧光标记的靶向微泡在非心脏病血管的应用。
***个靶向微泡心脏成像研究是在急性缺血再灌注损伤模型中进行的,该模型在狗身上注射了涂有磷脂酰丝氨酸的白细胞靶向微泡,磷脂酰丝氨酸是颗粒吞噬摄取的标记物。这些微泡针对的是在血管中积累且尚未外渗的白细胞:在再灌注后1小时观察到**靶向的造影剂在梗死区积累。在心肌中观察到超声造影剂信号、中性粒细胞靶向放射性示踪剂的积累与髓过氧化物酶(炎症的酶标记物)之间的相关性。上述方法的对比机制是基于白细胞在缺血-再灌注损伤区与上调的细胞粘附分子(p-选择素、e-选择素、ICAM-1和VCAM-1)在血管内膜上的强烈结合现象。因此,不依赖白细胞作为微泡的二级捕获目标可能是更好的策略,而是设计真正的分子显像剂,直接结合内皮细胞上上调的p-选择素、e-选择素、ICAM-1或VCAM-1分子。这样的试剂已经可用,并在体外流动室设置以及模型体内系统中进行了测试。
“主动靶向”一词指的是用特定生物标志物标记的超声微泡,允许它们被驱动到特定的目标。由于抗体-抗原或配体-受体相互作用的特异性,这种策略可以提高MNB递送的效率。可以使用各种配体来提高载药超声微泡对***斑块的靶向效率和特异性结合,如碳水化合物、蛋白质、核酸和多肽。作为配体的抗体由于其特异性而引起了研究人员的兴趣,但需要高成本。因此,需要进一步研究主动靶向超声微泡的表面改性和开发,以降低成本。当超声微泡粒度均匀且不发生聚集时,可以获得良好的超声微泡分布。在颗粒表面添加PEG增加了分布稳定性,从而促进了循环时间,避免了吞噬作用。研究表明,在生理条件下,添加聚乙二醇(4-5%)可提高填充C3F8的脂基mb的寿命和稳定性。用聚乙二醇和pluronic改性并加入互穿交联N,N-二乙基丙烯酰胺(NNDEA)和N,N-双(丙烯基)半胺(BAC)也可以提高交联pluronic-脂-氟碳纳米微泡 (CL-PEG-纳米微泡)的稳定性。而且,使用pluronic来增加磷脂膜的稳定性,还可以减小形成的颗粒的尺寸。CL-PEG-纳米微泡作为造影剂,可以增强回声信号,增加在病变部位的积累和保留能力。因此,CL-PEG-纳米微泡为***的靶向分子成像和进一步发展提供了创新。这些配体组合的微泡靶向成功地在动脉血管区域积累,但在对照组小鼠中却没有,尽管有高剪切流量。
研究人员开发了靶向超声微泡在***中的应用,以制造一种可行且直接的载体,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。使用超声微泡输送***气体有两种方法:扩散(自发过程)和静脉注射,静脉注射通过超声波破坏气泡继续进行。扩散过程与超声微泡**和血管之间的浓度梯度有关,其中气体可以扩散出去,因为超声微泡的外壳是可渗透的。为了释放被困在超声微泡中的药物或气体,可以通过称为超声穿孔的空化过程施加超声刺激,影响细胞膜的完整性,从而增强药物传递系统,包括内吞作用和胞吞作用。超声诱导空化,包括振荡和破坏,对超声微泡和周围组织产生物理影响。空化有两种类型,即稳定空化和惯性空化。稳定空化通常用于***,特别是在给药中,使用超声和超声造影剂的组合。稳定空化会产生微流,而惯性空化则会产生激波、流体喷射和自由基。惯性空化可以使超声微泡崩溃,导致细胞膜或组织暂时开放。超声微泡只有在聚焦超声辐射的帮助下才能在目标部位坍塌,这可以暂时打开细胞膜以帮助药物递送。超声照射联合纳米微泡的生物学效应。甘肃超声微泡显影
靶向微泡心脏成像研究是在急性缺血再灌注损伤模型中进行的。江苏微流控超声微泡
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。 江苏微流控超声微泡