除了靶向成像,超声微泡造影剂还可用于提供***有效载荷。血管通透性的同时释放和增强,如下面更详细讨论的,是超声微泡技术所独有的属性。设计用于干预的微泡配方的一个关键组成部分是将***剂装载到外壳上。气体**本质上是一个不隔离有机化合物的空隙,而脂质外壳太薄(~3nm),无法容纳足够的货物。一种增强负载的方法是将油引入溶解亲水或亲脂药物的脂质壳中。这种形成声活性脂球(AALs)的技术在体外输送化疗药物方面取得了成功。当存在阳离子脂质或变性蛋白质时,带负电的***物质,如DNA或RNA,可以静电耦合到外壳上。该技术已***用于基因转染实验。实验中观察到的脂质包被微泡的负载能力约为0.01 pg/um'。南京星叶生物研发的超声微泡造影剂是有脂质外壳包裹全氟丙烷惰性气体组成,平均尺寸约为500-700nm。肝脏靶向超声微泡空化作用
微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。例如,Lum等人**近报道了一项研究,其中纳米颗粒通过生物素-亲和素连锁结合到外壳上。固体聚苯乙烯纳米颗粒作为模型系统,可以用可生物降解的材料代替装载药物或基因的纳米颗粒。或者,软纳米颗粒,如脂质体,已成功加载到微泡。这些结果提出了一种模块化的加载方法,即首先将***性化合物加载到纳米颗粒室中,然后将其加载到微泡载体上。这种方法提供了一个多功能平台,可以根据特定***剂的疏水性、大小和释放要求进行定制。黑龙江绿色荧光超声微泡过程是利用MNB造影剂与超声联合产生空化效应,以破坏纤维蛋白网。
**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。
微泡表面的电荷和配体可以用来增加靶向的特异性。Lindner等人发现,由于与先天免疫系统的相互作用,阳离子微泡在经历缺血/再灌注和炎症的组织的微循环中持续存在。然而,考虑到生物环境的复杂性,静电相互作用通常没有足够的特异性。另一方面,配体-受体相互作用在生物介质中产生高特异性。在这种情况下,微泡表面被配体装饰,这些配体特异性地结合血管腔内细胞上的受体。如上所述,脂质聚合物是形成稳定微泡所必需的。聚合物的存在需要配体和单层外壳之间的间隔物,以便配体询问其在相对表面上的受体。通常情况下,配体被与周围的链长度相等或更长的间隔剂拴在一起。这使配体比较大限度地暴露于生物环境中。旨在比较大限度地使配体暴露于靶组织的表面结构也存在增加免疫原性化合物呈递的风险,从而导致早期颗粒***,或者更糟的是,产生超敏反应。例如,有的实验室的数据清楚地表明,存在于微泡上的生物素共轭脂聚合物***了人类和小鼠的补体系统。需要更多的研究来测试栓系抗体或肽配体是否也会引发免疫反应。为了解释免疫原性作用,Borden等人(47)表明,配体可以被聚合物覆盖层掩盖以提高循环半衰期,然后可以通过超声辐射力局部显示以与靶标结合。超声微泡可以通过各种制造方法来制造。
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。通过超声微泡诱导空化可以改变血管和细胞膜的通透性。肝脏靶向超声微泡空化作用
荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。肝脏靶向超声微泡空化作用
超声微泡的粒径大小直接影响微泡的动物的体内渗透和代谢。首先,与传统药物相比,超声造影剂微泡相对较大。微泡的直径一般为1-10um。**血管特别具有渗透性,通常有较大的内皮间隙;然而,造影剂微泡通常太大而无法脱离脉管系统。在Wheatley等人**近的一篇文章中,描述了一种纳米颗粒超声造影剂(直径450nm)具有良好的声学性能。该造影剂在实验家兔中产生了良好的肾脏混浊。南京星叶生物也有500nm左右的超声微泡造影剂。虽然超声造影剂的循环时间在过去几年有所增加,但这也是超声绐药时需要关注的问题。例如,索诺维的消除半衰期为6分钟。Albunex的摄取发生在大鼠和猪的肝脏、肺和脾脏,70%在3分钟内从血液中***。如果药物被网状内皮系统从循环中取出,则循环时间可能不够长,无法将更多的药物递送到目标区域。造影剂通常被注入外周静脉,因此在一个给定的循环周期中,只有少量的造影剂会通过**。为了破坏足够的造影剂以***增加局部浓度,必须进行多次循环。聚合物壳剂可**增加循环时间。虽然超声微泡是相对较大的药物,但可以附着在气泡表面或纳入内部脂质层的药物量是一个问题。肝脏靶向超声微泡空化作用