目前,有3家微泡廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品可用于心臟病學(xué)應(yīng)用,分別是Optison(GE Healthcare,Milwaukee,WI,),Definity(Lantheus Medical Imaging,Billerica,MA,E)和SonoVue(BraccoSpA,Milano,Italy)。這些試劑中的微泡大于1um,有效成像持續(xù)時間小于10分鐘。南京星葉生物公司研發(fā)的超聲微泡造影劑是有脂質(zhì)外殼包裹全氟丙烷惰性氣體組成,平均尺寸約為500-700nm,比商品化微泡的粒徑小得多。小尺寸分布防止微泡被困在肺***床中,從而允許長時間的體內(nèi)成像。納米微泡成像持續(xù)時間長達(dá)20分鐘,而聲諾維的成像持續(xù)時間小于6min。熒光標(biāo)記的靶向微泡在非心臟病血管的應(yīng)用。胰腺靶向超聲微泡包裹藥物
遞送***水平的藥物或***性基因遞送尚未證明靜脈注射與臨床相關(guān)濃度的微泡。大鼠心臟基因轉(zhuǎn)染使用1毫升靜脈注射超聲造影劑,濃度約為1×109微泡/ml。將***性基因有效遞送到大鼠胰腺的方法是,在外殼內(nèi)注射1毫升含有該基因的微泡,注射濃度為5×109微泡/ml。這些研究使用的劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于推薦用于人體成像的劑量。能夠通過小劑量靜脈注射微泡成功轉(zhuǎn)染的微泡劑的開發(fā)對未來的轉(zhuǎn)化非常重要研究。然而,目前尚不清楚,是由于微泡的有效載荷能力較低而需要高濃度,還是超聲波應(yīng)用時需要高濃度的氣泡?;蛘撸梢钥紤]在肌肉或動脈內(nèi)注射高濃度微泡以實(shí)現(xiàn)局部藥物或基因遞送的介入性技術(shù)。在小型臨床前研究中,肌內(nèi)注射微泡和質(zhì)??僧a(chǎn)生一致的局部轉(zhuǎn)染。將質(zhì)粒DNA和微泡共同注入腎動脈,結(jié)合瞬時血管壓迫和超聲,已被證明可在腎臟中產(chǎn)生局部基因表達(dá)。將質(zhì)粒DNA和微泡共同注射到腦脊液中,再加上超聲波,產(chǎn)生了DNA轉(zhuǎn)移到大鼠***系統(tǒng)。Tsunoda等人表明,與通過尾靜脈注射相比,向左心室局部注射微泡和質(zhì)粒DNA后,報告基因轉(zhuǎn)染到心臟的數(shù)量增加了一個數(shù)量級。 中國香港腦靶向超聲微泡納米微泡的直徑通常在150-500納米之間,是藥物分布的誘人場景并且與微泡相比已證明可以改善聚集和保留。
超聲微泡作為納米醫(yī)學(xué),在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的診斷和***方面具有多方面的優(yōu)勢,目前,超聲微泡已發(fā)展為多模態(tài)造影劑、光熱劑和***劑。市面上有各種商用mb造影劑,如Levovist、Definity、option、Sonazoid和Sonovue,具有不同的特性、成分和尺寸變化,范圍在1-8μm。例如,Levovist(基于空氣填充的半乳糖/棕櫚酸mb)可以通過減少噪聲信號來改善超聲成像,而SonoVue(基于六氟化硫填充的脂質(zhì)mb)在外周血中高度穩(wěn)定。在臨床前和臨床階段的診斷中,超聲微泡作為造影劑與成像儀器相結(jié)合,輔助疾病的可視化和表征。這種成像過程被稱為分子成像(MI),因?yàn)樗梢栽趧游锖腿祟惖姆肿雍图?xì)胞水平上進(jìn)行觀察。由于MI的非侵入性,它的應(yīng)用具有附加價值,它為組織表型的檢測和評估以及早期疾病提供了實(shí)時可視化。更重要的是,MI還可用于分析細(xì)胞相互作用和監(jiān)測***遞送情況。為了獲得有利的結(jié)果,MI需要兩個組成部分,即成像儀器和納米藥物。理想情況下,使用的儀器必須是非侵入性的,并且具有高分辨率和靈敏度的能力,可以檢測和監(jiān)測成像劑。
超聲微泡能夠在其**中包含各種氣體,如全氟丙烷(C3F8))、氫氣(H2),氮?dú)?N2),一氧化氮(NO),氧氣(O2)和一氧化碳(CO)。這些氣體能夠影響各種生理和病理生理過程,使其在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中非常有用,特別是在***方面。建立網(wǎng)絡(luò)需要精確的超聲微泡設(shè)計(jì)用于控制加載氣體量及其在目標(biāo)病變處“按需”釋放的可兼容結(jié)構(gòu)和成分。例如,NO氣體具有血管舒張功能,這使得它在各種生理過程中發(fā)揮作用,如血管生成、神經(jīng)傳遞和心血管***,特別是***。O2可用于低氧*****,并可加載到超聲微泡中用于聲動力***(SDT)介導(dǎo)的**根除。此外,全氟化碳(PFC)微泡更常被用作超聲成像的造影劑,特別是用于血管超聲檢查。同時,新型H2抗氧化劑負(fù)載的mb在***缺血再灌注方面更有效。氣泡在靶區(qū)域的聚集和藥物的釋放主要依賴于各種外源性和內(nèi)源性刺激,并不是由特異性的主動靶向引起的。
組織中的微泡檢測可以利用超聲介導(dǎo)的微泡破壞。超聲壓力通常以機(jī)械指數(shù)(MI)的形式出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的屏幕上,一個相對商,計(jì)算為峰值負(fù)聲壓除以頻率的平方根。非線性微泡行為一般在聲壓較高時表現(xiàn)得更明顯(例如MI 0.2)。在某些系統(tǒng)中,它可能是檢測到的***機(jī)會,例如,較小的微泡。在更高的壓力下(MI 0.4和高達(dá)1-1.9,取決于頻率),微泡被破壞,它們的聲學(xué)后向散射信號完全消失,這可以提供額外的證據(jù),證明目標(biāo)造影劑存在于組織中。一些氣泡殼(通常是那些涂有薄脂質(zhì)單層的)是柔韌性的,即使在低壓超聲(例如MI 0.06)下也會振動。對于厚殼聚合物氣泡,除非達(dá)到臨界壓力并且外殼破裂,否則微泡不會振動,并且聲回波響應(yīng)仍然很低。對于殼較厚的氣泡,從氣泡中產(chǎn)生回聲的臨界聲能更高。組織中的微泡檢測可以利用超聲介導(dǎo)的微泡破壞。合成超聲微泡實(shí)驗(yàn)
通過將靶向指定表面標(biāo)記物的配體附著在載藥微泡的外部,可以實(shí)現(xiàn)更特異性的藥物遞送。胰腺靶向超聲微泡包裹藥物
氣泡在靶區(qū)域的聚集和藥物的釋放主要依賴于各種外源性和內(nèi)源性刺激,并不是由特異性的主動靶向引起的。EPR和血管生成相關(guān)表面受體的(過)表達(dá)是**血管的關(guān)鍵特征。因此,epr介導(dǎo)的被動靶向和基于配體的主動靶向引起了相當(dāng)大的關(guān)注。Kunjachan等人使用RGD和ngr修飾的聚合物納米藥物對被動和主動**靶向進(jìn)行了可視化和量化。Wu等人開發(fā)了負(fù)載紫杉醇和A10-3.2適體靶向的聚(丙交酯-羥基乙酸)納米泡,可以特異性靶向前列腺*細(xì)胞,通過EPR效應(yīng)和us觸發(fā)的藥物遞送持續(xù)釋放負(fù)載的PTX。Li等人報道了使用神經(jīng)肽YY1受體介導(dǎo)的可生物降解光致發(fā)光納米泡作為UCAs用于靶向乳腺*成像。通過血管靶向?qū)崿F(xiàn)了超聲微泡與**血管的快速有效的早期結(jié)合,但隨著時間的推移,被動靶向的效率顯著提高。這些結(jié)果表明,被動靶向和主動靶向的結(jié)合是有效的需要有效的**成像和***。胰腺靶向超聲微泡包裹藥物