声空化是在声压场作用下液体中蒸气泡的形成和坍缩。空化一般归类为两种类型,稳定空化和惯性空化。当气泡经历较大的径向振荡并剧烈坍缩时,惯性空化会产生宽带噪声发射,从而对组织造成损伤。利用超声将靶组织附近的载药回声脂质体(ELIP)碎片化,有可能在药物或***效果上产生一个大的时间峰值,而不是依赖于更渐进的被动释放,因此优化超声参数很重要。血管细胞暴露于1MHz至1.5MHz脉冲超声,峰值压力幅值在2MPa至36MPa之间,会发生血管渗漏和细胞凋亡,但Kathryn等人验证了低强度连续波(CW)超声(峰值压力幅值0.49MPa)增强脂质纳米泡在离体小鼠主动脉中的传递的假设。他们的研究表明,1MHzCW超声通过形成稳定的空化,增加了脂质体纳米泡在内皮细胞中的运输。因此,需要更多的研究来探索超声参数范围的安全性和有效性。荧光标记的靶向微泡在非心脏病血管的应用。绿色荧光超声微泡注射
如果这些气泡要在患者体内给药后与特定受体结合,就必须将靶向配体附着到微泡壳上。偶联可以通过共价或非共价手段来实现,也可以通过这些技术的组合来实现。对于没有被气泡制造的恶劣条件灭活的小分子配体,只需将配体-聚合物/脂质偶联物(例如,生物素衍生物)添加到气泡制备介质中。在某些情况下,即使是蛋白质,如亲和素,也可以通过超声与白蛋白一起合并到气泡壳中,并保留其特定活性。研究中使用的许多配体都以生物素化的形式存在,只需将它们添加到亲和素包被或链亲和素包被的气泡中,就会产生配体装饰的气泡。靶向配体被拴在微泡壳上。或者,不会在微泡制备中存活的蛋白质配体(如抗体)可以共价附着在预配制的气泡上,例如,通过酰胺键形成。通过附着配体靶向微泡的过程可以用以下顺序来描述。配体修饰的气泡随着血流在脉管系统中移动;一小部分气泡会撞到物体上,比如携带特定受体的内皮细胞、白细胞或血凝块,这些都是分子成像的实际目标。全氟烷超声微泡品牌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。
气泡将改变血管壁,允许药物剂外渗,通过将微泡与颗粒和染料共同注射,可评估血管外药物递送的可行性。微泡与钆共注射后MRI显示钆外反酸。或者,药物可以被纳入微泡中,并通过在病变的给药血管中选择性地破裂微泡来增加局部给药。然而,这些方法并不能消除流动血液中释放的药物的冲洗和全身分布。有报道成功地证明了微泡减少新内膜形成、内皮转染和凝块溶解。尽管迄今为止递送的微泡有效载荷的体积很小,但药物或基因通过血脑屏障(BBB)的递送是基于微泡的递送的一个有前途的应用,因为很少有替代方法可以改变BBB对如此***的货物的渗透性。如前所述,超声辐照被描述为在破坏微泡之前将微泡推向血管壁的方法。在运载工具破裂时,通向血管壁的微泡将有效地将药物涂在腔内。与单独使用超声波相比,这种方法导致体外细胞中荧光标记油的沉积量增加了十倍。
超声微泡的粒径大小直接影响微泡的动物的体内渗透和代谢。首先,与传统药物相比,超声造影剂微泡相对较大。微泡的直径一般为1-10um。**血管特别具有渗透性,通常有较大的内皮间隙;然而,造影剂微泡通常太大而无法脱离脉管系统。在Wheatley等人**近的一篇文章中,描述了一种纳米颗粒超声造影剂(直径450nm)具有良好的声学性能。该造影剂在实验家兔中产生了良好的肾脏混浊。南京星叶生物也有500nm左右的超声微泡造影剂。虽然超声造影剂的循环时间在过去几年有所增加,但这也是超声绐药时需要关注的问题。例如,索诺维的消除半衰期为6分钟。Albunex的摄取发生在大鼠和猪的肝脏、肺和脾脏,70%在3分钟内从血液中***。如果药物被网状内皮系统从循环中取出,则循环时间可能不够长,无法将更多的药物递送到目标区域。造影剂通常被注入外周静脉,因此在一个给定的循环周期中,只有少量的造影剂会通过**。为了破坏足够的造影剂以***增加局部浓度,必须进行多次循环。聚合物壳剂可**增加循环时间。虽然超声微泡是相对较大的药物,但可以附着在气泡表面或纳入内部脂质层的药物量是一个问题。过程是利用MNB造影剂与超声联合产生空化效应,以破坏纤维蛋白网。
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。超声微泡造影剂的外壳是有脂质组成的。绿色荧光超声微泡注射
除了靶向成像,超声微泡造影剂还可用于提供有效载荷。绿色荧光超声微泡注射
超声微泡有效地产生反向散射超声,增强对比度,以便将目标部位(血管)与周围组织区分开来。它还可以比较大限度地减少噪声和背景信号。超声微泡的声学特性产生成像信号,由美国成像仪器检测。使用超声微泡进行诊断的频率范围约为2-18 MHz。共振频率与超声微泡的尺寸成反比,并受超声微泡表面配方特性的影响。超声微泡对波传播幅度的增加具有非线性响应,从而产生谐波频率分量,从而提高了美国成像的空间分辨率。超声微泡被用作造影剂,因为固体和液体颗粒无法提供超声微泡给出的后向散射信号。另一种实时无创成像技术是光声(PA)成像,它需要激光源照射、光敏剂和超声换能器来收集产生的声信号。PA成像是基于热弹性膨胀和造影剂存在下光子到超声转换的光能吸收。PA与超声波相结合,能够以高空间分辨率显示深部组织。Meng等人进行了一项简单的研究,利用超声波将mb转化为纳米颗粒,目的是在小鼠模型的PA成像过程中获得无背景的强信号。超声微泡的广泛应用使研究人员能够调整靶向效率和响应性,例如超声/光热/pH/光触发药物释放。绿色荧光超声微泡注射