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。微泡表面选择合适的偶联化学和修饰顺序取决于配体的类型。肝脏靶向超声微泡显影
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。除此之外,壳的厚度在气体**和外部介质之间起着屏障的作用,不同的材料会产生不同的壳厚度。含脂类的壳厚约为3nm,而基于蛋白质和聚合物的壳厚分别约在15 - 20nm和100 - 200nm之间。脂基超声微泡比聚合物基超声微泡更容易制备和修饰。脂基超声微泡常用的外壳材料包括二油基磷脂酰乙醇胺(DOPE)、1,2-二棕榈酰-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱(DPPC)和1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷脂酰胆碱(dsc)。壳聚糖和白蛋白是聚合物基超声微泡和蛋白质基超声微泡中使用的材料的例子。聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)由于其天然的生物可降解性,也是合成超声微泡的常用材料。安徽超声微泡小动物超声微泡造影剂成像的优势在于其独特的多路复用方法和快速的过程。
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)和一氧化碳(CO)。这些气体能够影响各种生理和病理生理过程,使其在生物医学应用中非常有用,特别是在***方面。建立网络需要精确的超声微泡设计用于控制加载气体量及其在目标病变处“按需”释放的可兼容结构和成分。例如,NO气体具有血管舒张功能,这使得它在各种生理过程中发挥作用,如血管生成、神经传递和心血管***,特别是***。O2可用于低氧*****,并可加载到超声微泡中用于声动力***(SDT)介导的**根除。此外,全氟化碳(PFC)微泡更常被用作超声成像的造影剂,特别是用于血管超声检查。同时,新型H2抗氧化剂负载的mb在***缺血再灌注方面更有效。
靶向超声造影剂的一个潜在***应用是用于基因***。腺病毒和质粒报告基因的非特异性区域递送已经使用超声定向方法完成。更具体地说,腺病毒或质粒载体已被纳入基于白蛋白的超声造影剂中,并使用超声递送到心肌中以破坏靶区域的微泡。携带编码VEGF的质粒的微泡已被用于在超声应用后诱导大鼠心肌血管生成。然而,传统的微球是带负电荷的,对带负电荷的RNA和DNA分子的细胞转染效率较低。Tiukinhoy等人开发了一种带正电的脂质体,具有超声可检测的回声特性。利用血管内超声系统,他们能够在icam-1靶向超声定向基因转染后,在HUVEC细胞中传递和检测荧光素酶基因表达。DNA和微泡的孵育可导致DNA与外壳融合,从而促进共注射。早期的研究表明,通过静脉注射白蛋白微泡,将质粒DNA结合到外壳上,再加上超声波,基因可以传递到心肌。随后的研究开发了将DNA纳入脂质微泡壳的技术,在静脉注射和超声后进行类似的局部转染。虽然有使用静脉注射成功转染的报道,但一项比较静脉注射和动脉注射含有微泡的质粒的研究得出结论,动脉注射在实现局部组织转染方面的效率是静脉注射的200倍。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。
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。将配体附着在微泡表面的基本方法有两种:要么通过直接共价键,要么通过生物素-亲和素连接。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。肝脏靶向超声微泡显影
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。肝脏靶向超声微泡显影