目前,有3家微泡厂家生产的产品可用于心脏病学应用,分别是Optison(GE Healthcare,Milwaukee,WI,),Definity(Lantheus Medical Imaging,Billerica,MA,E)和SonoVue(BraccoSpA,Milano,Italy)。这些试剂中的微泡大于1um,有效成像持续时间小于10分钟。南京星叶生物公司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,比商品化微泡的粒径小得多。小尺寸分布防止微泡被困在肺***床中,从而允许长时间的体内成像。纳米微泡成像持续时间长达20分钟,而声诺维的成像持续时间小于6min。超声微泡作为纳米医学,在医学领域的诊断方面具有多方面的优势。红色荧光超声微泡空化作用
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。红色荧光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。
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。
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。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。
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。超声微泡必须基于受体与配体之间的强亲和力通过鼻内注射和超声应用在计算机屏幕上清楚地观察到生成的图像。中国香港超声微泡化合物
微泡的惯性空化和破坏产生强大机械应力增强周围组织的渗透性并进一步增加药物从血液外渗到细胞质或间质中。红色荧光超声微泡空化作用
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。红色荧光超声微泡空化作用