超聲照射聯(lián)合納米微泡的生物學(xué)效應(yīng)。超聲給藥技術(shù)是基于細(xì)胞穿孔的生物物理過(guò)程,超聲結(jié)合納米微泡和這個(gè)過(guò)程被稱為超聲穿孔。與其他納米粒子相比,納米微泡在超聲能量照射下具有“塌縮”的特殊性質(zhì),導(dǎo)致納米微泡內(nèi)爆,改變細(xì)胞膜的通透性。當(dāng)超聲能量充分增加時(shí),就會(huì)發(fā)生“超聲空化”效應(yīng),即液體中的氣泡(空化核)振動(dòng)生長(zhǎng),不斷地從聲學(xué)場(chǎng)中積累能量并坍縮,直到能量達(dá)到某一閾值。超聲波照射引起超聲空化,導(dǎo)致細(xì)胞膜出現(xiàn)直徑約300nm的空隙,穩(wěn)定空化的特征是納米氣泡重復(fù)的、不坍縮的振蕩,對(duì)附近細(xì)胞產(chǎn)生局部低應(yīng)力和剪切應(yīng)力,從而增加血管的通透性。此外,超聲波輻照還能產(chǎn)生熱和機(jī)械***作用。超聲波輻照的生物學(xué)效應(yīng)可以增加細(xì)胞膜的通透性,誘導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移,提高細(xì)胞內(nèi)藥物濃度,栓塞**,滋養(yǎng)血管,克服組織屏障,發(fā)揮至關(guān)重要的靶向作用。脂質(zhì)殼比其他類(lèi)型的殼(如聚合物)更不穩(wěn)定,但它們更容易形成并產(chǎn)生更有回聲的微泡。全氟烷超聲微泡空化作用
超聲已被證明可以增強(qiáng)溶栓,超聲與微泡結(jié)合使用,在溶解血栓方面比單獨(dú)使用造影劑或超聲更成功。**近,Unger等人開(kāi)發(fā)了一種針對(duì)活化血小板的超聲造影劑MRX408。該試劑使用另一種結(jié)合方法,將精氨酸甘氨酸天冬氨酸(RGD)分子直接附著在造影劑的表面。RGD與活化血小板上存在的糖蛋白IIB/IIIA受體結(jié)合。MRX408已被證明可以提高血栓的可見(jiàn)性,并在體外和體內(nèi)更好地表征血栓的范圍。超聲已被證明可以增強(qiáng)溶栓,無(wú)論是否添加微泡,通常與靜脈紿藥溶栓劑結(jié)合使用。超聲頻率為1-2 MHz時(shí),已證明有效溶栓并將***相關(guān)出血降至比較低。靶向微泡或游離微泡可靜脈注射或直接進(jìn)入血栓。超聲引導(dǎo)溶栓***背后的機(jī)制涉及到微泡本身的機(jī)械特性。在低頻和高功率下,造影劑會(huì)膨脹和收縮,并有可能使血栓破裂。此外,t-PA等溶栓劑可以被納入氣泡中,并在氣泡破裂時(shí)沉積到血栓中。納米超聲微泡空化作用超聲造影劑在體外和體內(nèi)均顯示出良好的結(jié)合效率。
超聲微泡作為納米醫(yī)學(xué),在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的診斷和***方面具有多方面的優(yōu)勢(shì),目前,超聲微泡已發(fā)展為多模態(tài)造影劑、光熱劑和***劑。市面上有各種商用mb造影劑,如Levovist、Definity、option、Sonazoid和Sonovue,具有不同的特性、成分和尺寸變化,范圍在1-8μm。例如,Levovist(基于空氣填充的半乳糖/棕櫚酸mb)可以通過(guò)減少噪聲信號(hào)來(lái)改善超聲成像,而SonoVue(基于六氟化硫填充的脂質(zhì)mb)在外周血中高度穩(wěn)定。在臨床前和臨床階段的診斷中,超聲微泡作為造影劑與成像儀器相結(jié)合,輔助疾病的可視化和表征。這種成像過(guò)程被稱為分子成像(MI),因?yàn)樗梢栽趧?dòng)物和人類(lèi)的分子和細(xì)胞水平上進(jìn)行觀察。由于MI的非侵入性,它的應(yīng)用具有附加價(jià)值,它為組織表型的檢測(cè)和評(píng)估以及早期疾病提供了實(shí)時(shí)可視化。更重要的是,MI還可用于分析細(xì)胞相互作用和監(jiān)測(cè)***遞送情況。為了獲得有利的結(jié)果,MI需要兩個(gè)組成部分,即成像儀器和納米藥物。理想情況下,使用的儀器必須是非侵入性的,并且具有高分辨率和靈敏度的能力,可以檢測(cè)和監(jiān)測(cè)成像劑。
“主動(dòng)靶向”一詞指的是用特定生物標(biāo)志物標(biāo)記的超聲微泡,允許它們被驅(qū)動(dòng)到特定的目標(biāo)。由于抗體-抗原或配體-受體相互作用的特異性,這種策略可以提高M(jìn)NB遞送的效率??梢允褂酶鞣N配體來(lái)提高載藥超聲微泡對(duì)***斑塊的靶向效率和特異性結(jié)合,如碳水化合物、蛋白質(zhì)、核酸和多肽。作為配體的抗體由于其特異性而引起了研究人員的興趣,但需要高成本。因此,需要進(jìn)一步研究主動(dòng)靶向超聲微泡的表面改性和開(kāi)發(fā),以降低成本。當(dāng)超聲微泡粒度均勻且不發(fā)生聚集時(shí),可以獲得良好的超聲微泡分布。在顆粒表面添加PEG增加了分布穩(wěn)定性,從而促進(jìn)了循環(huán)時(shí)間,避免了吞噬作用。研究表明,在生理?xiàng)l件下,添加聚乙二醇(4-5%)可提高填充C3F8的脂基mb的壽命和穩(wěn)定性。用聚乙二醇和pluronic改性并加入互穿交聯(lián)N,N-二乙基丙烯酰胺(NNDEA)和N,N-雙(丙烯基)半胺(BAC)也可以提高交聯(lián)pluronic-脂-氟碳納米微泡 (CL-PEG-納米微泡)的穩(wěn)定性。而且,使用pluronic來(lái)增加磷脂膜的穩(wěn)定性,還可以減小形成的顆粒的尺寸。CL-PEG-納米微泡作為造影劑,可以增強(qiáng)回聲信號(hào),增加在病變部位的積累和保留能力。因此,CL-PEG-納米微泡為***的靶向分子成像和進(jìn)一步發(fā)展提供了創(chuàng)新。使用超聲微泡輸送氣體有兩種方法:擴(kuò)散(自發(fā)過(guò)程)和靜脈注射,靜脈注射通過(guò)超聲波破壞氣泡繼續(xù)進(jìn)行。
超聲微泡可以通過(guò)各種制造方法來(lái)制造,這些方法已經(jīng)被引入和優(yōu)化,以獲得可復(fù)制的尺寸,生物相容性,生物降解性和高成像穩(wěn)定性的回聲特性。MNB的制造過(guò)程必須注重生物相容性和安全性,以免在體外和體內(nèi)階段測(cè)試時(shí)產(chǎn)生毒性。在制造階段,涂層配方將決定壽命,對(duì)刺激(如超聲波)的響應(yīng),并影響超聲微泡的自組裝尺寸。藥物裝載有幾種策略,例如將藥物和氣體封裝在**內(nèi),將藥物同化到**和外殼之間的層中,以及利用靜電相互作用。表面活性劑的加入,如Tween,可以維持超聲微泡的穩(wěn)定性,防止超聲微泡攜帶的藥物聚結(jié)。另一種藥物裝載方法是通過(guò)應(yīng)用靜電相互作用來(lái)幫助配體附著在超聲微泡外殼或基因遞送上。用超聲微泡遞送核酸也有助于延長(zhǎng)其在血液中的循環(huán)時(shí)間,防止核酸的降解,并增強(qiáng)靶向藥物遞送的功效。為了獲得如上所述的所需體系,可以使用一些技術(shù)來(lái)生產(chǎn)超聲微泡,即超聲、乳化、機(jī)械攪拌、激光燒蝕、噴墨和逐層法。心臟缺血區(qū)域的超聲造影增強(qiáng)與對(duì)照組非缺血區(qū)域的信號(hào)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。納米超聲微泡空化作用
了解微泡靶向性的方法是在體外受控條件下,以已知的流速、配體和受體密度進(jìn)行靶向性研究。全氟烷超聲微泡空化作用
超聲微泡的殼體類(lèi)型的變化會(huì)影響所產(chǎn)生氣泡的厚度、剛度和耐久性。除此之外,殼的厚度在氣體**和外部介質(zhì)之間起著屏障的作用,不同的材料會(huì)產(chǎn)生不同的殼厚度。含脂類(lèi)的殼厚約為3nm,而基于蛋白質(zhì)和聚合物的殼厚分別約在15 - 20nm和100 - 200nm之間。脂基超聲微泡比聚合物基超聲微泡更容易制備和修飾。脂基超聲微泡常用的外殼材料包括二油基磷脂酰乙醇胺(DOPE)、1,2-二棕櫚酰-sn-甘油-3-磷脂酰膽堿(DPPC)和1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷脂酰膽堿(dsc)。殼聚糖和白蛋白是聚合物基超聲微泡和蛋白質(zhì)基超聲微泡中使用的材料的例子。聚乳酸-羥基乙酸(PLGA)由于其天然的生物可降解性,也是合成超聲微泡的常用材料。全氟烷超聲微泡空化作用