研究人员开发了靶向超声微泡在***中的应用,以制造一种可行且直接的载体,用于输送气体、药物和核酸,这些载体与超声波、光热、pH和光(刺激触发)超声微泡相结合。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。扩散过程与超声微泡**和血管之间的浓度梯度有关,其中气体可以扩散出去,因为超声微泡的外壳是可渗透的。为了释放被困在超声微泡中的药物或气体,可以通过称为超声穿孔的空化过程施加超声刺激,影响细胞膜的完整性,从而增强药物传递系统,包括内吞作用和胞吞作用。超声诱导空化,包括振荡和破坏,对超声微泡和周围组织产生物理影响。空化有两种类型,即稳定空化和惯性空化。稳定空化通常用于***,特别是在给药中,使用超声和超声造影剂的组合。稳定空化会产生微流,而惯性空化则会产生激波、流体喷射和自由基。惯性空化可以使超声微泡崩溃,导致细胞膜或组织暂时开放。超声微泡只有在聚焦超声辐射的帮助下才能在目标部位坍塌,这可以暂时打开细胞膜以帮助药物递送。气泡在靶区域的聚集和药物的释放主要依赖于各种外源性和内源性刺激,并不是由特异性的主动靶向引起的。上海脑靶向超声微泡
通过超声微泡诱导空化可以改变**血管和细胞膜的通透性。稳定空化(SC)和惯性空化(IC)都可以对*组织的血管壁和细胞膜造成机械干扰,从而提高EPR在**中的作用。超声作用于含有超声微泡的血管,可改变血管壁的通透性,导致药物外渗至间隙。***通透性的改变取决于多种因素,包括壳成分、气泡大小、***直径与气泡直径之比以及超声参数。除了改变血管壁的通透性外,超声微泡的空化还可以增强细胞膜的通透性。气泡的破裂和相关射流的产生可以瞬间破坏相邻的细胞膜。细胞膜内产生小孔,导致可修复或不可修复的声穿孔。在不同的超声参数下,细胞膜内会产生短暂的孔,外源物质因此可以被运输到细胞质中。超声微泡的崩溃还可以引起**组织中的细胞死亡,这进一步减轻了固体应力,并可以减少更深穿透的障碍。研究表明,空化效应可以通过三种不同的机制改变血管和细胞膜通透性:(1)在SC过程中振荡气泡受到规律的机械干扰时,细胞膜电位发生改变以促进内吞摄取。(2)在从SC到IC的转变过程中,振荡泡的体积发生了变化。血管内皮细胞之间的间隙暂时增加,血管内皮的完整性被破坏,从而增强了活性物质的扩散,活性物质可以进入组织。(3)基于IC产生的声孔作用,血管内皮细胞内产生瞬时孔隙。 天津超声微泡六氟化硫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。
微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。例如,Lum等人**近报道了一项研究,其中纳米颗粒通过生物素-亲和素连锁结合到外壳上。固体聚苯乙烯纳米颗粒作为模型系统,可以用可生物降解的材料代替装载药物或基因的纳米颗粒。或者,软纳米颗粒,如脂质体,已成功加载到微泡。这些结果提出了一种模块化的加载方法,即首先将***性化合物加载到纳米颗粒室中,然后将其加载到微泡载体上。这种方法提供了一个多功能平台,可以根据特定***剂的疏水性、大小和释放要求进行定制。
载药超声微泡造影剂另一种选择是通过赋予超声微泡生物启发策略,其中天然细胞膜可以用作构建超声微泡的材料。天然细胞膜具有固有的合适特性,如生物相容性、免疫逃逸、自我识别和主动靶向特性。已有研究表明,血小板生物纳米微泡对血管损伤具有优越的靶向能力,可用于超声造影成像。另一种可用于靶向***的候选细胞是白细胞或巨噬细胞,因为它们具有可以特异性结合***斑块中VCAM-1受体的表面蛋白。为了增强细胞膜的降解,可以将超声微泡与光热剂结合,从而随着温度的升高,增加了现场降解的速度,从而提高了药物在病变部位的释放速度。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。
除了靶向成像,超声微泡造影剂还可用于提供***有效载荷。血管通透性的同时释放和增强,如下面更详细讨论的,是超声微泡技术所独有的属性。设计用于干预的微泡配方的一个关键组成部分是将***剂装载到外壳上。气体**本质上是一个不隔离有机化合物的空隙,而脂质外壳太薄(~3nm),无法容纳足够的货物。一种增强负载的方法是将油引入溶解亲水或亲脂药物的脂质壳中。这种形成声活性脂球(AALs)的技术在体外输送化疗药物方面取得了成功。当存在阳离子脂质或变性蛋白质时,带负电的***物质,如DNA或RNA,可以静电耦合到外壳上。该技术已***用于基因转染实验。实验中观察到的脂质包被微泡的负载能力约为0.01 pg/um'。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。定制超声微泡血管
组织中的生物学改变对纳米微泡的效率起着至关重要的作用。上海脑靶向超声微泡
超声联合纳米微泡进行核酸输送超声联合纳米微泡进行DNA传递。不考虑超声穿孔现象,建议采用US与带核酸的微泡相互作用来提高传输效率。这种策略也可能有助于遗传物质的位点特异性释放,从而减少非共振组织转染。通过纳米微泡转移基因已经采用了几种技术,从基因的并发管理到纳米泡系统内的内涵。有多种方法,包括利用阳离子脂质组成纳米气泡的外壳用于DNA的静电附着,在制备过程中直接将DNA物理组装在外壳中,在外壳上应用阳离子聚合物层用于DNA的静电相互作用,携带DNA的纳米微泡载体的共价结合以及利用兼容的DNA链建立纳米微泡。分析发现,在体外,基于脂质的纳米微泡比基于白蛋白的纳米微泡引起几次基因转染。此外,在小鼠肝脏中也观察到脂基纳米微泡的主要基因转移。亚微米大小的气泡与传统的手持式超声检测仪器相结合,已被证明是一种高效的基因转移试剂。亚微米尺度的气泡被开发并建议作为一种有前景的基因传递方法。上海脑靶向超声微泡