在超声调制光学成像技术的基础上,结合高灵敏度的激光回馈技术提出了超声调制激光回馈技术。研究表明,在透明溶液中,超声微泡造影剂可以增强超声调制激光回馈信号,并产生谐波调制,通过检测回馈基波和谐波信号增强量的方法可提高成像对比度;而在仿生物组织环境中,超声微泡造影剂可***衰减超声调制激光回馈信号,通过检测回馈基波和谐波信号衰减量的方法可提高成像对比度5。
超声微泡造影剂很大程度上是药物制造业发展的副产品,但是探测微泡的成像技术却是深入研究微泡与超声波之间物理作用的直接产物。这种物理现象的研究可追溯到100年前LordRayleigh描述水中自由空气微泡在声的作用下发生共振现象开始6。可使微气泡稳定的方法包括:微气泡表面包被一层薄的柔韧外壳(通常为脂质),内部使用低溶解度的氟碳类气体。此种微泡造影剂可稳定地在心血管系统中再循环,半衰期长达数分钟之久6。 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。浙江超声微泡核酸
微泡(MB)通常用作功能和分子超声(US)成像的造影剂。对于分子超声成像,MB被抗体或肽功能化,以便观察血管生成或内皮的受体表达。一般来说,与靶向MB的初始体外结合研究是使用相衬显微镜进行的。然而,在标准相衬显微镜下鉴定MB的困难通常导致高变异性、高观察者依赖性和低再现性。为了克服这些缺点,我们在这里描述了一种简单的后加载策略,用于用荧光团标记基于聚合物的MB分子成像旨在无创地可视化分子水平上发生的过程,如受体表达和酶活性。各种不同的诊断方式可用于分子成像,包括,例如,正电子发射断层扫描,磁共振成像,光学成像和超声(US)成像。除磁共振波谱外,所有分子成像技术都依赖于造影剂的使用。这些造影剂要么特异性结合靶细胞过表达的受体(从而在病理部位积累或保留更多信号),要么被酶特异性切割(从而在病理部位产生信号),分子超声成像中使用的造影剂是基于抗体或肽功能化的微泡(MB)。MB是由脂质或聚合物基外壳稳定的充满气体的囊泡;前者一般被称为软壳MB,后者被称为硬壳MB,尽管它们在大小、稳定性、生物降解性、循环时间、声学性能等方面存在差异,但软壳和硬壳MB都是非常适合用于分子超声成像的造影剂。由于其大小在1-5μm范围内。红色荧光超声微泡药物超声微泡的壳体类型的变化会影响所产生气泡的厚度、刚度和耐久性。
不同填充气体对超声微泡造影剂在***应用中的影响存在***差异。以下将从多个方面详细阐述这些差异。一、对次谐发射的影响影响次谐发射的时间依赖性:研究表明,微泡填料气体对次谐发射有***影响,且次谐信号的发射强烈地表现出时间依赖性2。例如,用不同气态组合物如硫磺酰氟(SF6)、八氟丙烷(C3F8)、甲氟丁烷(C4F10)、氮(N₂)/C4F10或空气的磷脂壳微泡进行实验,发现填充有C4F10的微泡记录到具有20至40分钟的延迟发射和增加12-18dB的次谐发射强度的可测量变化。而C4F10随空气的替代消除了次谐放排放中的早期观察到的延迟;C4F10的SF6取代成功地引发了所得药物的次谐发射的延迟,C4F10的取代对于SF6消除了早期观察到的次谐发射的抑制,这显然表明微泡剂中所含的填充气体的影响以时间依赖的方式影响次谐波排放2。气体成分和入射压力的综合影响:应用声压和微泡气体组合物对五种磷脂造影剂的时源性依赖性排放也有影响。在增加入射压力时,较早观察到的造影剂的延迟缩短。对于填充有C4F10的微泡,其为低扩散气体,延迟发作,然后在20-40分钟后具有相当大的次谐次级;相反,对于填充有SF6或空气的微泡,这是高度扩散的气体,次级谐波几乎在令人震惊后几乎突然出现。总之。
MB严格地停留在血管室内。这既是***,也是缺点。关于后者,一方面,它限制了MB用于分子成像目的,因为它们只能用于可视化内皮细胞和血细胞表达的受体(过)。相反,对于前者,MB不外渗意味着在靶部位不会有任何非特异性积累,即使在高泄漏的**中也不会,从而使背景信号**小化,从而使分子US研究的信噪比**大化。目前正在考虑几种分子US方法用于临床转译。其中包括靶向血管内皮生长因子受体2(VEGFR2)的MB,用于监测前列腺*的**血管生成,以及靶向血管细胞粘附分子1(VCAM1)和p-选择素的MB,用于成像和staging***斑块。近年来,rgd靶向的MB(与血管生成相关的整合素αvβ3和αvβ5结合)和icam1抗体靶向的MB(与标志物细胞间粘附分子1结合)也得到了***的评估,这些MB似乎具有重要的临床转化潜力。抗体或肽靶向MB用于分子超声成像的适用性通常是在体外初步评估的。这既可以在标准(静态)细胞培养条件下进行,也可以在流动室中进行,以模拟生理剪切应力。在这两种情况下,内皮细胞层暴露于非靶向MB,靶向MB和靶向MB存在过量的阻断抗体(通常为10-100倍;以验证结合特异性)。孵育5-30分钟后,使用相差显微镜观察和定量MB与靶细胞结合的量。然而。纳米微泡比超声微泡具有更好的被动瞄准能力。
自从微气泡作为超声造影剂被引入以来,它已经展示了在床边彻底改变超声使用的潜力。除了临床应用外,微泡用于增强心肌灌注的超声评估,它们还在令人兴奋的临床前超声成像和***应用中展示了潜力。其中包括针对疾病的特定细胞标志物,提供动态血流估计,提供局部化疗,增强基因***机制,通过空化增强病变消融和时空渗透血脑屏障的能力。微泡独特而灵活的结构不*使各种超声应用成为可能,也为用超声以外的方式检测微泡打开了大门。MRI成像利用**度磁场增强的水质子产生的信号。**近,人们对核磁共振成像的替代品越来越感兴趣,标准钆基MR造影剂对肾功能受损患者有危及生命的副作用。然而,MR对比的机制与超声衰减和散射有明显不同。主要涉及两种对比机制,T1或自旋晶格机制导致局部信号增强,T2是自旋自旋机制导致局部信号损失。微泡在MR研究中的适用性是由于在微泡的顺磁性气体**与周围**之间的界面处诱导了局部磁化率差异,主要是T2效应。自第一种超声造影剂问世以来,放射性标记微泡已被用于监测气泡的生物分布。然而,为了用伽马计数器进行离体生物分布测量,这些研究中的动物必须被**。**近,PET已被用于检测放射性标记的微泡,这允许实时测量和*代动力学研究。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。全氟烷超声微泡合成
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。浙江超声微泡核酸
在心肌梗死***中的作用超声靶向微泡空化与亚硝酸盐协同***:超声靶向微泡空化(UTMC)使用外部***性超声脉冲将血管内注入的微泡造影剂靶向到产生剪切应力,从而机械地破坏阻塞的微栓子。通过协同给予亚硝酸盐以增强灌注和一氧化氮生物利用度,以及开发一种使用硝基烯烃的新型微泡剂用于缺血再灌注损伤后的***性减少炎症,来增强UTMC的***效果。结果表明,UTMC和亚硝酸盐在增强一氧化氮浓度和灌注方面表现出积极的协同作用,这取决于功能性内皮一氧化氮合酶17。综上所述,不同填充气体对超声微泡造影剂在***应用中的影响差异***,包括对次谐发射的时间依赖性、在血栓***和*****中的作用以及在心肌梗死***中的效果等方面。这些差异为进一步研究和开发更有效的超声微泡造影剂提供了重要的参考依据。浙江超声微泡核酸