超声照射联合纳米微泡的生物学效应。超声给药技术是基于细胞穿孔的生物物理过程，超声结合纳米微泡和这个过程被称为超声穿孔。与其他纳米粒子相比，纳米微泡在超声能量照射下具有“塌缩”的特殊性质，导致纳米微泡内爆，改变细胞膜的通透性。当超声能量充分增加时，就会发生“超声空化”效应，即液体中的气泡(空化核)振动生长，不断地从声学场中积累能量并坍缩，直到能量达到某一阈值。超声波照射引起超声空化，导致细胞膜出现直径约300nm的空隙，稳定空化的特征是纳米气泡重复的、不坍缩的振荡，对附近细胞产生局部低应力和剪切应力，从而增加血管的通透性。此外，超声波辐照还能产生热和机械***作用。超声波辐照的生物学效应可以增加细胞膜的通透性，诱导基因转移，提高细胞内药物浓度，栓塞**，滋养血管，克服组织屏障，发挥至关重要的靶向作用。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。天津超声微泡对比剂
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。制备超声微泡mRNA纳米微泡的直径通常在150-500纳米之间，是药物分布的诱人场景并且与微泡相比已证明可以改善聚集和保留。
微泡空化时细胞膜和血管通透性的变化。电子显微镜已经证明，在细胞膜内产生的小孔与微泡的崩溃和射流的产生有关。根据超声参数，细胞膜内产生的孔隙可能是短暂的，导致细胞死亡或成功地将外源物质引入细胞质。除了改变细胞膜通透性外，将超声应用于含有微泡的小血管还能改变血管壁的通透性，导致颗粒外渗到间隙。这种***通透性的变化取决于泡的大小、壳的组成以及***直径与泡直径的比值。改变超声参数，如声压和脉冲间隔，以及物理参数，如注射部位和微血管压力，可以比较大限度地提高微球的局部药物递送。在超声中心频率为1MHz的情况下，0.75MPa的压力足以在体外大鼠肌肉微循环中产生***破裂。超声脉冲间隔既影响观察到外渗的点数，也影响输送的物质体积，两者在脉冲间隔为5s时均达到比较大值。人们认为，要使输送的物质体积比较大化，需要将微泡补充到脉冲之间的区域。研究还表明，随着***血压的升高，微泡通过***壁的运输也会增加。
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。载药超声微泡造影剂的设计之一是使药物由于细胞内pH值的变化或外部光或声音的刺激而释放。
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'。用于输送气体、药物和核酸，这些载体与超声波、光热、pH和光(刺激触发)超声微泡相结合。山西定制超声微泡
了解微泡靶向性的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。天津超声微泡对比剂
超声已被证明可以增强溶栓，超声与微泡结合使用，在溶解血栓方面比单独使用造影剂或超声更成功。**近，Unger等人开发了一种针对活化血小板的超声造影剂MRX408。该试剂使用另一种结合方法，将精氨酸甘氨酸天冬氨酸（RGD）分子直接附着在造影剂的表面。RGD与活化血小板上存在的糖蛋白IIB/IIIA受体结合。MRX408已被证明可以提高血栓的可见性，并在体外和体内更好地表征血栓的范围。超声已被证明可以增强溶栓，无论是否添加微泡，通常与静脉绐药溶栓剂结合使用。超声频率为1-2 MHz时，已证明有效溶栓并将***相关出血降至比较低。靶向微泡或游离微泡可静脉注射或直接进入血栓。超声引导溶栓***背后的机制涉及到微泡本身的机械特性。在低频和高功率下，造影剂会膨胀和收缩，并有可能使血栓破裂。此外，t-PA等溶栓剂可以被纳入气泡中，并在气泡破裂时沉积到血栓中。天津超声微泡对比剂
