**初的微泡靶向实验是在静态条件下进行的:将气泡与目标表面接触(通常是倒置),在没有流动的情况下孵育几分钟,然后将剩余的自由气泡洗掉,测量保留气泡的数量和声学响应。然而,这种情况并不是脉管系统内真正靶向的良好模型,在脉管系统内,结合发生时没有任何流动停止。取决于配体-受体结合和脱离动力学,以及配体和受体的表面密度、血流和壁剪切条件,与靶标的结合可能发生,也可能不发生。结合可能是短暂的(几分之一秒),也可能是长久的(几秒或几分钟),这取决于在初始接触期间有多少牢固的键有机会形成。了解微泡靶向性的比较好方法是在体外受控条件下,以已知的流速、配体和受体密度进行靶向性研究。平行板流室通常用于这些研究。一些配体(如抗体)能够与目标抗原牢固结合(一旦结合发生解离抗体和抗原可能需要几天的时间,但这种结合并不总是很快的。在流动的情况下,颗粒上的配体与受体结合的时间非常有限。在极端情况下(大血管中1米/秒的血流),典型的配体与受体结合位点线性尺寸为1纳米时,必须在1纳秒内发生有效结合,这是一个极短的时间,与大多数抗体-抗原kon动力学常数不相容。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。河北超声微泡惰性气体
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。一个重要的考虑因素是配体的大小及其对生物利用度的影响。小的亲水分子,如代谢物和肽,可以直接偶联到聚合物间隔物上,而不会***影响聚合物动力学。相比之下,大的蛋白质配体,如抗体,由于剪切应力和涉及微泡分散的有机溶剂,容易变性。因此,抗体(~120 kDa)通常通过生物素-亲和素连接连接到预形成的微泡表面。所得到的复合物更像一个刚性支架,而不是一个自由的聚合物链(50),配体与聚合物刷(~5 kDa)被大块的亲和素分子(~60 kDa)很好地分离。河北超声微泡惰性气体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。
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。
超声微泡的大小差异影响超声微泡的药代动力学、病变部位靶向、内吞过程和细胞摄取。人体生物系统对不同颗粒的反应不同,小于8µm的气泡具有模拟红细胞循环的优点,从而促进其扩散到血管和***间的循环中。除此之外,气泡的大小不应超过8µm,因为它可能导致并发症,如血流中的动脉栓塞。因此,超声微泡在早期开发时就被用作理想的造影剂,并被应用于超声分子成像、磁共振成像(MRI)、近红外成像(NIRF)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)、光学成像和对比增强超声(CEUS)成像的诊断。目前,超声微泡被用作***和***药物、抗体、基因和miRNA的递送剂,它们可以与光敏剂结合以辅助成像。超声微泡还可以通过MRI/NIR/ US等三模成像方法提高***效率,从而减少重复,对靶***/组织的危害相对较小。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。
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。与其他成像方式相比,超声微泡造影剂成像的优势在于其独特的多路复用方法。通常情况下,当分子成像造影剂在体内使用时,它会循环一段时间,并在靶体内积累得相当缓慢。血液***也是一个漫长的过程。为了针对几种不同的配体(如上面列出的所有配体)进行成像,必须使用具有不同光谱特征的几种染料或具有不同发射能量分布或衰变动力学的放射性同位素进行标记。在超声对比设置中,我们不能用不同的颜色“涂”微泡。然而,我们可以利用循环造影剂从血流中快速(在几分钟内)***的优势,以及分别通过对心室和靶的超声波破坏残余循环和沉积造影剂的能力。在一小时内,针对几个目标的分子成像可以**进行,并且可以获得感兴趣组织的完整分子图谱。基于EPR的纳米颗粒靶向策略主要致力于调整药物或载体的大小和/或利用配体连接涉及EPR效应的分子。江苏超声微泡
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。河北超声微泡惰性气体
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。河北超声微泡惰性气体
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