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。超声造影剂在体外和体内均显示出良好的结合效率。microbubble超声微泡外壳
超声微泡造影剂的微小气泡能够增强超声信号,提高图像的对比度和分辨率,从而更准确地诊断疾病。此外,超声微泡造影剂具有多种临床应用。它可以用于心脏、肝脏、肾脏等***的血流动力学检查,帮助医生评估***功能和病变情况。在**诊断和***中,超声微泡造影剂可以用于观察**的血供情况,指导手术和放疗方案的制定。此外,超声微泡造影剂还可以用于血栓溶解、药物传递等***领域,为患者提供更加个性化和精细的***方案。总之,超声微泡造影剂作为一种先进的医疗技术,具有安全、高分辨率和多种临床应用的优势。在未来的发展中,超声微泡造影剂有望在医学领域发挥更大的作用,为患者提供更好的诊断和***方案。microbubble超声微泡外壳过程是利用MNB造影剂与超声联合产生空化效应,以破坏纤维蛋白网。
微泡空化时细胞膜和血管通透性的变化。电子显微镜已经证明,在细胞膜内产生的小孔与微泡的崩溃和射流的产生有关。根据超声参数,细胞膜内产生的孔隙可能是短暂的,导致细胞死亡或成功地将外源物质引入细胞质。除了改变细胞膜通透性外,将超声应用于含有微泡的小血管还能改变血管壁的通透性,导致颗粒外渗到间隙。这种***通透性的变化取决于泡的大小、壳的组成以及***直径与泡直径的比值。改变超声参数,如声压和脉冲间隔,以及物理参数,如注射部位和微血管压力,可以比较大限度地提高微球的局部药物递送。在超声中心频率为1MHz的情况下,0.75MPa的压力足以在体外大鼠肌肉微循环中产生***破裂。超声脉冲间隔既影响观察到外渗的点数,也影响输送的物质体积,两者在脉冲间隔为5s时均达到比较大值。人们认为,要使输送的物质体积比较大化,需要将微泡补充到脉冲之间的区域。研究还表明,随着***血压的升高,微泡通过***壁的运输也会增加。
递送***水平的药物或***性基因递送尚未证明静脉注射与临床相关浓度的微泡。大鼠心脏基因转染使用1毫升静脉注射超声造影剂,浓度约为1×109微泡/ml。将***性基因有效递送到大鼠胰腺的方法是,在外壳内注射1毫升含有该基因的微泡,注射浓度为5×109微泡/ml。这些研究使用的剂量远远大于推荐用于人体成像的剂量。能够通过小剂量静脉注射微泡成功转染的微泡剂的开发对未来的转化非常重要研究。然而,目前尚不清楚,是由于微泡的有效载荷能力较低而需要高浓度,还是超声波应用时需要高浓度的气泡。或者,可以考虑在肌肉或动脉内注射高浓度微泡以实现局部药物或基因递送的介入性技术。在小型临床前研究中,肌内注射微泡和质粒可产生一致的局部转染。将质粒DNA和微泡共同注入肾动脉,结合瞬时血管压迫和超声,已被证明可在肾脏中产生局部基因表达。将质粒DNA和微泡共同注射到脑脊液中,再加上超声波,产生了DNA转移到大鼠***系统。Tsunoda等人表明,与通过尾静脉注射相比,向左心室局部注射微泡和质粒DNA后,报告基因转染到心脏的数量增加了一个数量级。 组织中的微泡检测可以利用超声介导的微泡破坏。
超声微泡造影剂在******中应用。***的**早指标之一是单核细胞与内皮细胞的***和附着。这是由白细胞粘附分子(lam)如细胞间粘附分子-1(ICAM-1)的上调介导的。1997年,用于常规心肌超声造影的带有白蛋白壳的超声造影剂在某些病理条件下通过心肌的转运时间较慢。在体外实验中,这些微泡优先粘附在表达lam的内皮细胞上。随后,含有针对ICAM-1的单克隆抗体的超声造影剂在体外和体内均显示出良好的结合效率。Villanueva等人和其他人描述了使用微泡对炎症进行主动靶向,其中在炎症反应期间***的内皮细胞使用微泡进行靶向。Takalkar等人使用平行板流室来测定抗icam-1靶向的微泡对白细胞介素-1人工***的内皮细胞的粘附性。增加了40倍与非靶向对照相比,靶向微泡发生了微泡粘附。微泡以高达100s-1的剪切速率粘附,这是较大小静脉的特征。其他白细胞粘附分子在炎症和缺血-再灌注损伤中上调。特别有趣的是p-选择素,它已被超声造影剂靶向炎症小鼠模型。Rychak等人**近证明了可变形微泡与p-选择素的靶向粘附。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。microbubble超声微泡外壳
超声微泡可以通过各种制造方法来制造。microbubble超声微泡外壳
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。microbubble超声微泡外壳