**组织中的生物学改变对纳米微泡的效率起着至关重要的作用。正常组织微血管内皮间隙致密,内皮细胞结构完整,而实体瘤组织新生血管内皮孔在380 ~ 780 nm之间,内皮细胞结构完整性较差。因此,与正常组织相比,一定大小的分子或颗粒更倾向于在**组织中聚集。这种现象被称为EPR (enhanced permeability and retention)效应,被认为是完成**组织被动靶向***的机制。在临床前试验中,与传统化疗相比,基于EPR的药物或基因递送靶向系统在***功效方面取得了显着进展。在过去的几年里,各种基于EPR效应的纳米材料已经被应用,其中纳米级纳米气泡的大小可以根据**血管中孔隙的大小而改变。鉴于不同类型**的内皮细胞中存在不同的间隙大小,因此必须根据**的类别建立合适尺寸的纳米材料。同样,纳米颗粒到达血液循环系统时,生物屏障所产生的阻碍也需要高度重视。因此,考虑到这些挑战,为了更好地利用纳米材料递送中的EPR效应,设计了各种处理方法。基于EPR的纳米颗粒靶向策略主要致力于调整药物或载体的大小和/或利用配体连接涉及EPR效应的分子。组织中的生物学改变对纳米微泡的效率起着至关重要的作用。河南超声微泡空化作用
**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。载药超声微泡给药靶向微泡心脏成像研究是在急性缺血再灌注损伤模型中进行的。
递送***水平的药物或***性基因递送尚未证明静脉注射与临床相关浓度的微泡。大鼠心脏基因转染使用1毫升静脉注射超声造影剂,浓度约为1×109微泡/ml。将***性基因有效递送到大鼠胰腺的方法是,在外壳内注射1毫升含有该基因的微泡,注射浓度为5×109微泡/ml。这些研究使用的剂量远远大于推荐用于人体成像的剂量。能够通过小剂量静脉注射微泡成功转染的微泡剂的开发对未来的转化非常重要研究。然而,目前尚不清楚,是由于微泡的有效载荷能力较低而需要高浓度,还是超声波应用时需要高浓度的气泡。或者,可以考虑在肌肉或动脉内注射高浓度微泡以实现局部药物或基因递送的介入性技术。在小型临床前研究中,肌内注射微泡和质粒可产生一致的局部转染。将质粒DNA和微泡共同注入肾动脉,结合瞬时血管压迫和超声,已被证明可在肾脏中产生局部基因表达。将质粒DNA和微泡共同注射到脑脊液中,再加上超声波,产生了DNA转移到大鼠***系统。Tsunoda等人表明,与通过尾静脉注射相比,向左心室局部注射微泡和质粒DNA后,报告基因转染到心脏的数量增加了一个数量级。
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。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)等。
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。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。载药超声微泡给药
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。河南超声微泡空化作用
研究人员开发了靶向超声微泡在***中的应用,以制造一种可行且直接的载体,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。使用超声微泡输送***气体有两种方法:扩散(自发过程)和静脉注射,静脉注射通过超声波破坏气泡继续进行。扩散过程与超声微泡**和血管之间的浓度梯度有关,其中气体可以扩散出去,因为超声微泡的外壳是可渗透的。为了释放被困在超声微泡中的药物或气体,可以通过称为超声穿孔的空化过程施加超声刺激,影响细胞膜的完整性,从而增强药物传递系统,包括内吞作用和胞吞作用。超声诱导空化,包括振荡和破坏,对超声微泡和周围组织产生物理影响。空化有两种类型,即稳定空化和惯性空化。稳定空化通常用于***,特别是在给药中,使用超声和超声造影剂的组合。稳定空化会产生微流,而惯性空化则会产生激波、流体喷射和自由基。惯性空化可以使超声微泡崩溃,导致细胞膜或组织暂时开放。超声微泡只有在聚焦超声辐射的帮助下才能在目标部位坍塌,这可以暂时打开细胞膜以帮助药物递送。河南超声微泡空化作用