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。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。全氟丙烷超声微泡蛋白
超声联合纳米微泡进行核酸输送超声联合纳米微泡进行DNA传递。不考虑超声穿孔现象,建议采用US与带核酸的微泡相互作用来提高传输效率。这种策略也可能有助于遗传物质的位点特异性释放,从而减少非共振组织转染。通过纳米微泡转移基因已经采用了几种技术,从基因的并发管理到纳米泡系统内的内涵。有多种方法,包括利用阳离子脂质组成纳米气泡的外壳用于DNA的静电附着,在制备过程中直接将DNA物理组装在外壳中,在外壳上应用阳离子聚合物层用于DNA的静电相互作用,携带DNA的纳米微泡载体的共价结合以及利用兼容的DNA链建立纳米微泡。分析发现,在体外,基于脂质的纳米微泡比基于白蛋白的纳米微泡引起几次基因转染。此外,在小鼠肝脏中也观察到脂基纳米微泡的主要基因转移。亚微米大小的气泡与传统的手持式超声检测仪器相结合,已被证明是一种高效的基因转移试剂。亚微米尺度的气泡被开发并建议作为一种有前景的基因传递方法。全氟丙烷超声微泡蛋白因为纳米微泡的尺寸小于1µm;因此,它们可以通过EPR效应渗透到血管壁并积聚在斑块内。
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)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。超声微泡有效地产生反向散射超声,增强对比度,以便将目标部位(血管)与周围组织区分开来。
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。微泡表面的加载也可以通过配体-受体相互作用来实现。全氟丙烷超声微泡蛋白
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。全氟丙烷超声微泡蛋白
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。全氟丙烷超声微泡蛋白