声空化是在声压场作用下液体中蒸气泡的形成和坍缩。空化一般归类为两种类型,稳定空化和惯性空化。当气泡经历较大的径向振荡并剧烈坍缩时,惯性空化会产生宽带噪声发射,从而对组织造成损伤。利用超声将靶组织附近的载药回声脂质体(ELIP)碎片化,有可能在药物或***效果上产生一个大的时间峰值,而不是依赖于更渐进的被动释放,因此优化超声参数很重要。血管细胞暴露于1MHz至1.5MHz脉冲超声,峰值压力幅值在2MPa至36MPa之间,会发生血管渗漏和细胞凋亡,但Kathryn等人验证了低强度连续波(CW)超声(峰值压力幅值0.49MPa)增强脂质纳米泡在离体小鼠主动脉中的传递的假设。他们的研究表明,1MHzCW超声通过形成稳定的空化,增加了脂质体纳米泡在内皮细胞中的运输。因此,需要更多的研究来探索超声参数范围的安全性和有效性。微泡空化时细胞膜和血管通透性的变化。红色荧光超声微泡荧光
***斑块的检测对于*******的发病率和死亡率可能更为重要。由于潜在的炎症,活性斑块区域的内皮细胞被***马托雷过程;因此,内皮细胞中这些位点上的VCAM-1和选择素应该被上调,用抗VCAM-1靶向微泡和抗p-选择素靶向或抗e -选择素靶向泡进行分子成像可能是有用的。在这种情况下,可用的动物模型是高胆固醇饮食的apoE⫺/⫺小鼠。**近,研究人员利用抗vcam -1抗体修饰的生物素化微泡成功靶向了这类小鼠主动脉弓内的斑块。由于大多数单克隆抗体本身可能无法在快速流动条件下靶向微泡,因此在同一链霉亲和素修饰的微泡上结合快速结合的生物素化SialylLewisx聚合物和紧密结合的生物素化抗vcam -1抗体可能会有所帮助。事实上,在高胆固醇饮食的apoE-/-小鼠中,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。红色荧光超声微泡荧光超声微泡的粒径大小直接影响微泡的动物的体内渗透和代谢。
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。
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。超声微泡的大小差异影响超声微泡的药代动力学、病变部位靶向、内吞过程和细胞摄取。
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。超声微泡作为纳米医学,在医学领域的诊断方面具有多方面的优势。红色荧光超声微泡荧光
纳米微泡的直径通常在150-500纳米之间,是药物分布的诱人场景并且与微泡相比已证明可以改善聚集和保留。红色荧光超声微泡荧光
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。红色荧光超声微泡荧光