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。通过将靶向指定表面标记物的配体附着在载药微泡的外部,可以实现更特异性的药物递送。上海microbubble超声微泡
***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。上海microbubble超声微泡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。
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。
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。超声微泡可以通过各种制造方法来制造。
纳米微泡比超声微泡具有更好的被动瞄准能力,因为纳米微泡的尺寸小于1µm;因此,它们可以通过EPR效应渗透到血管壁并积聚在斑块内。超声微泡中使用的原料或外壳配方会影响表面电荷性质,同时颗粒大小决定了超声微泡在体内的分布。超声微泡的分布特性影响成像诊断的成功及其通过被动和主动靶向给药的有效性“被动靶向”一词指的是增强的per-merabilityretention(EPR)效应,该效应驱动无特异性靶向的裸超声微泡到达病变目标。然而,裸超声微泡通常在静脉注射后10分钟内被吞噬进入网状上皮系统(RES)与***中的内皮功能障碍相关,内膜微血管渗漏可以作为针对***斑块的药物递送的被动靶向途径。因此,纳米微泡比超声微泡具有更好的被动瞄准能力,因为纳米微泡的尺寸小于1µm;因此,它们可以通过EPR效应渗透到血管壁并积聚在斑块内然而,纳米微泡的缺点是无法获得高质量的超声成像因为小尺寸的气泡会降低声响应制备成像用纳米微泡的策略之一是调整和修改纳米微泡的壳体组成,以增加其回波性由于EPR效应与尺寸有关,研究人员在制造100-200nm左右的小尺寸纳米微泡方面存在困难目前的研究表明,与小于50nm和大于300nm的颗粒相比,100-200nm之间的颗粒尺寸在病变部位的蓄积更大。 基于EPR的纳米颗粒靶向策略主要致力于调整药物或载体的大小和/或利用配体连接涉及EPR效应的分子。微流控超声微泡血管
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。上海microbubble超声微泡
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。上海microbubble超声微泡