微泡的制造通常通过两种通用技术来进行:分散气体颗粒的自组装稳定,以及芯萃取的双乳液制备。第一种技术用于脂质或蛋白质基气泡。气体(溶解度低的空气或氟化气体)分散在含有脂质或表面活性剂胶束混合物或经超声变性的蛋白质的水介质中。这些成分沉积在气液界面上,使其稳定下来。有些微泡制剂在水相中保存数月仍能保持稳定。或者,微泡可以快速冷冻和冻干,以便在干燥状态下延长储存时间。水的加入导致微泡水分散体在使用前立即发生重组。聚合微泡是通过双乳液水-油-水技术制备的,该技术通过高剪切混合或超声在水相中产生有机溶剂微粒。有机“油”溶胶喷口含有溶解的可生物降解聚合物(如聚乳酸-共乙醇酸),以及内部水相的微滴或纳米滴。然后对颗粒进行冻干或喷雾干燥。有机溶剂和水被除去,留下一个内部有空隙的聚合物外壳。通常,加入挥发性化合物,如碳酸氢铵、碳氢化合物、氟碳化合物或樟脑,以帮助在颗粒中产生空心**。这类颗粒在干燥状态下储存时非常稳定。它们在水或生物介质中缓慢水解,形成乳酸和乙醇酸,具有完全的生物相容性。颗粒的壳厚和核大小可以通过聚合物、有机溶剂、内部水和成孔化合物的浓度和比例来控制。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。微流控超声微泡造影剂
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。微流控超声微泡造影剂几种类型的配体已被偶联到微泡上,包括抗抗体、多肽和维生素。
超声联合纳米微泡进行核酸输送超声联合纳米微泡进行DNA传递。不考虑超声穿孔现象,建议采用US与带核酸的微泡相互作用来提高传输效率。这种策略也可能有助于遗传物质的位点特异性释放,从而减少非共振组织转染。通过纳米微泡转移基因已经采用了几种技术,从基因的并发管理到纳米泡系统内的内涵。有多种方法,包括利用阳离子脂质组成纳米气泡的外壳用于DNA的静电附着,在制备过程中直接将DNA物理组装在外壳中,在外壳上应用阳离子聚合物层用于DNA的静电相互作用,携带DNA的纳米微泡载体的共价结合以及利用兼容的DNA链建立纳米微泡。分析发现,在体外,基于脂质的纳米微泡比基于白蛋白的纳米微泡引起几次基因转染。此外,在小鼠肝脏中也观察到脂基纳米微泡的主要基因转移。亚微米大小的气泡与传统的手持式超声检测仪器相结合,已被证明是一种高效的基因转移试剂。亚微米尺度的气泡被开发并建议作为一种有前景的基因传递方法。
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。了解微泡靶向性的方法是在体外受控条件下,以已知的流速、配体和受体密度进行靶向性研究。
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。超声微泡造影剂成像的优势在于其独特的多路复用方法和快速的过程。微流控超声微泡造影剂
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。微流控超声微泡造影剂
几种类型的配体已被偶联到微泡上,包括抗抗体、多肽和维生素。单克隆抗体,特别是免疫球蛋白-v(IgG)家族的单克隆抗体,已***用于靶向细胞表面受体。单克隆抗体用途***,在纳摩尔到皮摩尔范围内具有结合亲和力。然而,当来源于小鼠时,它们往往具有免疫原性。用于靶向成像和药物递送的抗体生产也往往昂贵且耗时,并且结合活性因批次而异。抗体作为靶向药物的其他限制包括有限的保质期和温度敏感性。多肽是较小的分子,具有化学稳定性和低免疫原性。近年来组合肽库方法的发展迅速推进了多肽作为靶向配体的使用。一类尚未被用于靶向微泡的配体是适体。适配体是基于RNA或dna的配体,具有特殊的亲和力和特异性。这些配体是通过指数富集(SELEX)的配体系统进化过程产生的。因为这个过程是基于化学合成的,所以避免了抗体配体遇到的一些限制。微流控超声微泡造影剂