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。生物素-亲和素连接是一种直接的技术,其中生物素化的配体通过亲和素桥连接到生物素化的微泡上。尽管生物素-亲和素连锁在概念验证和临床前靶向研究中很有用,但免疫原性使其无法转化为人类。共价连接是更可取的和可以在创建微泡壳之前或之后进行。偶联到预形成的微泡上的策略包括通过碳二亚胺和n-羟基磺基琥珀酰亚胺将配体的氨基与微泡壳上的羧基结合,或者可选地将配体上的巯基与微泡壳上的马来酰亚胺结合。关于偶联化学的更多细节可以在A.L.Klibanov**近的一篇综述中找到。对于脂质包被的药物,使用预形成的配体-脂聚合物的优点是,在临床环境中,从微泡产生到给药到患者体内所需的步骤更少。然而,通过后期连锁,通过对预形成的微泡进行一系列修饰,可以更有效地利用配体。荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。肺靶向超声微泡影像
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。 肺靶向超声微泡影像荧光标记的靶向微泡在非心脏病血管的应用。
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。
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。超声微泡可以通过各种制造方法来制造。
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。在移植模型中,将抗icam -1抗体包被的微泡给予异位心脏移植大鼠,成功地在心脏环境中使用了icam -1靶向微泡。肺靶向超声微泡影像
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。肺靶向超声微泡影像
超声微泡造影剂在*****中的作用。多年来,脂溶***物已被纳入运载工具,以避免全身毒性。如上所述,现在有可能将疏水剂掺入成像微泡的脂质外层或将亲水分子附着到泡壳上。或者,也可以将疏水药物浸入声活性脂质体(AALs)的油层中。毒性研究表明,与未包封的紫杉醇相比,AAL包封的紫杉醇全身给药可使毒性降低十倍。整合素,尤其是α、β,在血管生成中发挥重要作用,在细胞粘附、细胞迁移和信号转导中发挥作用。Lindner的团队使用亲和素-生物素系统将具有α-integrins高亲和力的单克隆抗体和RGD肽偶联到微泡表面。在小鼠模型中,超声在α-integrins上调的血管生成区域检测到来自这些气泡的更大信号。肺靶向超声微泡影像