微泡的惯性空化和破坏可产生强大的机械应力,增强周围组织的渗透性,并可进一步增加药物从血液外渗到细胞质或间质中。超声造影剂是高回声的微泡,具有许多独特的性质。微泡基本上可以提高常规超声成像对微循环的灵敏度。微泡响应入射超声脉冲的共振导致非线性谐波发射,在微泡特异性成像中作为微泡的特征。高频超声的稳定空化也可以温和地增加组织的通透性,即使在高的情况下也不会造成任何损害声压。微泡可以携带药物,释放药物超声介导的微泡破坏同时增强血管通透性,增加药物在组织中的沉积。可以将各种靶向配体偶联到微泡表面,实现配体定向和位点特异性积累,用于靶向成像。微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。肝脏靶向超声微泡显影
超声微泡造影剂的外壳是有脂质组成的,脂质壳比其他类型的壳(如聚合物)更不稳定,但它们更容易形成并产生更有回声的微泡。脂类是一大类化合物,由一个或多个碳氢化合物或碳氟化合物链共价连接到亲水性头基上,通常由甘油主链组成。脂质壳比其他类型的壳(如聚合物)更不稳定,但它们更容易形成并产生更有回声的微泡。脂质自发地从可溶性聚集体(即胶束和囊泡)吸附到气液界面,并自组装成单层涂层。在纳米尺度上,分子定向使得疏水尾部面向气相,并通过疏水和分散力相互作用,这可以通过增加或减少链长来调节。低于主相转变温度的脂质形成高度凝聚的壳层。研究发现,增加链长可以降低壳的表面张力,增加表面粘度,气体渗透阻力和屈曲稳定性,从而产生更强健的微气泡。**近的发现已经改变了关于脂质壳结构的主流范式;现在人们认识到它是一个复杂的多相结构。Kim等人的开创性工作表明,脂质壳由由缺陷(晶界)分隔的平面微畴(晶粒)组成,这影响了力学性能。Borden等人的研究还表明,晶界区域是一个**的、更不稳定的相,富含某些单层成分,如脂聚合物,而微畴主要由卵磷脂组成。这两种相都是稳定微泡所必需的。肝脏靶向超声微泡显影组织中的微泡检测可以利用超声介导的微泡破坏。
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。
荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。内皮表面的许多内皮标记物被上调,特别是αvβ3和血管内皮生长因子(VEGF)受体。血管生成可以是*结生长的标志,也可以作为***慢性缺血(例如骨骼肌)的***干预手段。监测这些情况在临床前动物研究和临床中可能很重要。血管生成内皮的分子成像可以通过针对αvβ3或蛇毒崩解素肽echistatin的抗体进行。方便的是,具有RGD基序的echistatin在多种动物模型中对αvβ3具有高亲和力,而抗体通常是物种特异性的,不能用于多种动物模型。Echistatin微泡可用于通过超声评估基质模型和更现实的**环境中的血管发育;共聚焦显微镜**确认靶向微泡蓄积。用抗VEGF受体2抗体修饰的气泡还可以检测**区域的血管生成内皮,甚至可以监测******的进展。在血管生成的血管环境中,还有各种各样的其他配体可用于微泡固定和靶向,如RRL肽、针对内啡肽/CD105的抗体等。可用于其他成像方式的小分子(多肽或模拟物)可以固定在泡壳上,以引导其到达αvβ3。超声微泡可以通过各种制造方法来制造。
随着微泡造影剂的加入超声对***大小的血管和非常低的流速变得敏感,同时保持了传统b型成像检测形态信息的能力。由于它们具有高度可压缩性并导致超声的强散射,因此微泡在超声图像上显得非常明亮。当失音时,这些介质的膨胀和收缩导致非线性信号的产生。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。功率多普勒与超声造影剂相结合可提高小血管的检出率。在人类乳腺肿块的二维和三维功率多普勒超声检查中发现,组织逻辑微血管密度(MVD)与**内血管数量之间存在很强的相关性。另一项研究利用**中增强像元与总像元的比例来跟踪小鼠异种移植**的抗血管生成***。与对照组相比,***组的信号像元率***降低,并与MVD相关。已经描述了各种其他方法来增强非线性造影剂回波并抑制周围组织产生的回波。谐波成像是一大类技术,它们具有以一个频率发送入射光束并以入射光束的谐波(整数倍)侦听返**声的共同特征。虽然谐波成像是一种有用的技术,但它也有局限性。**重要的是,由于固有的根据该技术的特性通常必须在图像对比度和空间分辨率之间做出妥协。此外,由于非线性声音传播,组织也会产生非线性回声,从而降低对比度分辨率。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。肝脏靶向超声微泡显影
超声微泡必须基于受体与配体之间的强亲和力通过鼻内注射和超声应用在计算机屏幕上清楚地观察到生成的图像。肝脏靶向超声微泡显影
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。肝脏靶向超声微泡显影