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。“主动靶向”一词指的是用特定生物标志物标记的超声微泡,允许它们被驱动到特定的目标。微流控超声微泡荧光
将靶向成像方式与病变定向***相结合,可以确定与积极***反应可能性有关的几个生物学相关事实。特别令人感兴趣的问题是,目标是否存在,药物是否达到目标,以及预期目标是否真的是正在***的目标。有多种有趣的生物过程适合应用靶向超声成像来监测药物递送的疗效。我们的研究小组描述了一种对比增强超声技术,将破坏-补充超声与亚谐波相位反转成像相结合,以提高空间分辨率,并区分对比回波和非苏回波。在非破坏性成像脉冲期间,声音以指定频率从换能器传输,而接收函数则被检测到原频率的次谐波频率。次谐波振荡是由超声造影剂而不是周围组织***产生的,导致血管内造影剂产生大量的次谐波回声,而周围组织几乎没有信号。生成了血流速度和整体综合强度的定量参数图,并且与金标准技术相比,灌注测量更有利。该技术用于监测用抗血管生成药物***的实验性**的反应,并确定对***的不同反应水平。微流控超声微泡荧光通过超声微泡诱导空化可以改变血管和细胞膜的通透性。
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。
载药超声微泡造影剂另一种选择是通过赋予超声微泡生物启发策略,其中天然细胞膜可以用作构建超声微泡的材料。天然细胞膜具有固有的合适特性,如生物相容性、免疫逃逸、自我识别和主动靶向特性。已有研究表明,血小板生物纳米微泡对血管损伤具有优越的靶向能力,可用于超声造影成像。另一种可用于靶向***的候选细胞是白细胞或巨噬细胞,因为它们具有可以特异性结合***斑块中VCAM-1受体的表面蛋白。为了增强细胞膜的降解,可以将超声微泡与光热剂结合,从而随着温度的升高,增加了现场降解的速度,从而提高了药物在病变部位的释放速度。微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。
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。 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。微流控超声微泡荧光
荧光标记的靶向微泡在血管生成过程中的应用。微流控超声微泡荧光
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。微流控超声微泡荧光