將配體附著在微泡表面的基本方法有兩種:要么通過直接共價鍵,要么通過生物素-親和素連接。生物素-親和素連接是一種直接的技術(shù),其中生物素化的配體通過親和素橋連接到生物素化的微泡上。盡管生物素-親和素連鎖在概念驗證和臨床前靶向研究中很有用,但免疫原性使其無法轉(zhuǎn)化為人類。共價連接是更可取的和可以在創(chuàng)建微泡殼之前或之后進行。偶聯(lián)到預(yù)形成的微泡上的策略包括通過碳二亞胺和n-羥基磺基琥珀酰亞胺將配體的氨基與微泡殼上的羧基結(jié)合,或者可選地將配體上的巰基與微泡殼上的馬來酰亞胺結(jié)合。關(guān)于偶聯(lián)化學(xué)的更多細(xì)節(jié)可以在A.L.Klibanov**近的一篇綜述中找到。對于脂質(zhì)包被的藥物,使用預(yù)形成的配體-脂聚合物的優(yōu)點是,在臨床環(huán)境中,從微泡產(chǎn)生到給藥到患者體內(nèi)所需的步驟更少。然而,通過后期連鎖,通過對預(yù)形成的微泡進行一系列修飾,可以更有效地利用配體。過程是利用MNB造影劑與超聲聯(lián)合產(chǎn)生空化效應(yīng),以破壞纖維蛋白網(wǎng)。中國香港超聲微泡實驗
目前,有3家微泡廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品可用于心臟病學(xué)應(yīng)用,分別是Optison(GE Healthcare,Milwaukee,WI,),Definity(Lantheus Medical Imaging,Billerica,MA,E)和SonoVue(BraccoSpA,Milano,Italy)。這些試劑中的微泡大于1um,有效成像持續(xù)時間小于10分鐘。南京星葉生物公司研發(fā)的超聲微泡造影劑是有脂質(zhì)外殼包裹全氟丙烷惰性氣體組成,平均尺寸約為500-700nm,比商品化微泡的粒徑小得多。小尺寸分布防止微泡被困在肺***床中,從而允許長時間的體內(nèi)成像。納米微泡成像持續(xù)時間長達(dá)20分鐘,而聲諾維的成像持續(xù)時間小于6min。中國香港超聲微泡實驗脂質(zhì)殼比其他類型的殼(如聚合物)更不穩(wěn)定,但它們更容易形成并產(chǎn)生更有回聲的微泡。
納米微泡比超聲微泡具有更好的被動瞄準(zhǔn)能力,因為納米微泡的尺寸小于1μm;因此,它們可以通過EPR效應(yīng)滲透到血管壁并積聚在斑塊內(nèi)。超聲微泡中使用的原料或外殼配方會影響表面電荷性質(zhì),同時顆粒大小決定了超聲微泡在體內(nèi)的分布。超聲微泡的分布特性影響成像診斷的成功及其通過被動和主動靶向給藥的有效性“被動靶向”一詞指的是增強的per-merabilityretention(EPR)效應(yīng),該效應(yīng)驅(qū)動無特異性靶向的裸超聲微泡到達(dá)病變目標(biāo)。然而,裸超聲微泡通常在靜脈注射后10分鐘內(nèi)被吞噬進入網(wǎng)狀上皮系統(tǒng)(RES)與***中的內(nèi)皮功能障礙相關(guān),內(nèi)膜微血管滲漏可以作為針對***斑塊的藥物遞送的被動靶向途徑。因此,納米微泡比超聲微泡具有更好的被動瞄準(zhǔn)能力,因為納米微泡的尺寸小于1μm;因此,它們可以通過EPR效應(yīng)滲透到血管壁并積聚在斑塊內(nèi)然而,納米微泡的缺點是無法獲得高質(zhì)量的超聲成像因為小尺寸的氣泡會降低聲響應(yīng)制備成像用納米微泡的策略之一是調(diào)整和修改納米微泡的殼體組成,以增加其回波性由于EPR效應(yīng)與尺寸有關(guān),研究人員在制造100-200nm左右的小尺寸納米微泡方面存在困難目前的研究表明,與小于50nm和大于300nm的顆粒相比,100-200nm之間的顆粒尺寸在病變部位的蓄積更大。
靶向超聲造影劑的一個潛在***應(yīng)用是用于基因***。腺病毒和質(zhì)粒報告基因的非特異性區(qū)域遞送已經(jīng)使用超聲定向方法完成。更具體地說,腺病毒或質(zhì)粒載體已被納入基于白蛋白的超聲造影劑中,并使用超聲遞送到心肌中以破壞靶區(qū)域的微泡。攜帶編碼VEGF的質(zhì)粒的微泡已被用于在超聲應(yīng)用后誘導(dǎo)大鼠心肌血管生成。然而,傳統(tǒng)的微球是帶負(fù)電荷的,對帶負(fù)電荷的RNA和DNA分子的細(xì)胞轉(zhuǎn)染效率較低。Tiukinhoy等人開發(fā)了一種帶正電的脂質(zhì)體,具有超聲可檢測的回聲特性。利用血管內(nèi)超聲系統(tǒng),他們能夠在icam-1靶向超聲定向基因轉(zhuǎn)染后,在HUVEC細(xì)胞中傳遞和檢測熒光素酶基因表達(dá)。DNA和微泡的孵育可導(dǎo)致DNA與外殼融合,從而促進共注射。早期的研究表明,通過靜脈注射白蛋白微泡,將質(zhì)粒DNA結(jié)合到外殼上,再加上超聲波,基因可以傳遞到心肌。隨后的研究開發(fā)了將DNA納入脂質(zhì)微泡殼的技術(shù),在靜脈注射和超聲后進行類似的局部轉(zhuǎn)染。雖然有使用靜脈注射成功轉(zhuǎn)染的報道,但一項比較靜脈注射和動脈注射含有微泡的質(zhì)粒的研究得出結(jié)論,動脈注射在實現(xiàn)局部組織轉(zhuǎn)染方面的效率是靜脈注射的200倍。除了靶向成像,超聲微泡造影劑還可用于提供有效載荷。
載藥超聲微泡造影劑另一種選擇是通過賦予超聲微泡生物啟發(fā)策略,其中天然細(xì)胞膜可以用作構(gòu)建超聲微泡的材料。天然細(xì)胞膜具有固有的合適特性,如生物相容性、免疫逃逸、自我識別和主動靶向特性。已有研究表明,血小板生物納米微泡對血管損傷具有優(yōu)越的靶向能力,可用于超聲造影成像。另一種可用于靶向***的候選細(xì)胞是白細(xì)胞或巨噬細(xì)胞,因為它們具有可以特異性結(jié)合***斑塊中VCAM-1受體的表面蛋白。為了增強細(xì)胞膜的降解,可以將超聲微泡與光熱劑結(jié)合,從而隨著溫度的升高,增加了現(xiàn)場降解的速度,從而提高了藥物在病變部位的釋放速度。載藥超聲微泡造影劑的設(shè)計之一是使藥物由于細(xì)胞內(nèi)pH值的變化或外部光或聲音的刺激而釋放。中國香港超聲微泡實驗
熒光標(biāo)記的靶向微泡在血管生成過程中的應(yīng)用。中國香港超聲微泡實驗
超聲微泡造影劑是一種先進的醫(yī)療技術(shù),具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的市場潛力。作為一種非侵入性的檢查方法,超聲微泡造影劑在診斷和***方面具有獨特的優(yōu)勢。首先,超聲微泡造影劑具有高度安全性和可靠性。相比其他檢查方法,如CT和MRI,超聲微泡造影劑無需使用放射性物質(zhì),避免了患者暴露于輻射的風(fēng)險。同時,超聲微泡造影劑的成分經(jīng)過嚴(yán)格篩選,確保了其在體內(nèi)的穩(wěn)定性和生物相容性,減少了不良反應(yīng)的發(fā)生。其次,超聲微泡造影劑具有高分辨率和高靈敏度。超聲波能夠穿透人體組織,通過對超聲波的反射和散射信號進行分析,可以清晰地觀察到血流動力學(xué)和組織結(jié)構(gòu)的變化。中國香港超聲微泡實驗