文摘

微泡治疗诊断和药物输送形式

作者(年代):Radwa H Abou-Saleh

癌症治疗通常涉及系统注入有毒化疗药物对病人造成严重的副作用;也相对低效率使用昂贵的有毒的药物。有针对性的面积药物输送在这药物在承运人直接交付癌症近年来获得了很多利益。这种方法减少了药物的副作用,还提供了一个直接的本地化,高浓度的治疗。微泡(MBs)用于对比增强超声音(对比增强超声)成像是微米大小的气体封装领域,稳定的外壳生物相容性的物质(如蛋白质、磷脂)。这些MBs能够循环的血管;高声阻抗不匹配的周围组织提供了一个强有力的增强超声成像。两种可能的策略来实现药物和基因与微气泡的形成。上的第一个由ultrasound-mediated微泡破坏,这是基于空化引起的微气泡超声的应用,第二是物质的直接交付绑定到微气泡没有超声波。不同的药物和基因可以被纳入超声造影剂。已经证明perfluorocarbon-filled白蛋白微气泡贪婪地结合蛋白质和合成寡核苷酸。以类似的方式,微气泡可以直接遗传物质,如质粒和腺病毒,phospholipid-coated微气泡对化疗药物有很高的亲和力。此外,特定的配体对内皮细胞粘附分子,如P-selectin和白细胞细胞间粘附分子1 (ICAM-1),可以被附加到脂质和albumin-encapsulated微气泡,从而增加他们的沉积激活内皮。超声波的机制促进的交付药物治疗之间的复杂的相互作用和基因造成的代理,微泡的特点,目标组织,和超声波能量的本质。微气泡的存在使声穿透领域减少了负压峰值需要加强药物输送与超声波。这是因为微气泡作为空化核,减少超声波的阈值能源导致这一现象。光学和声学研究的结果提出以下由超声微泡破坏机制:1 -循序渐进扩散的气体低声功率,2 -壳缺陷的形成扩散气体,3 -立即驱逐微泡壳的声功率高,和4 -微分散成几个较小的气泡。空化气泡的特点是快速破坏造影剂由于水动力不稳定兴奋在大的振幅振动,和直接依赖于传输的压力。据报道,应用超声造影剂产生溢出点在骨骼肌毛细血管,这种现象是依赖于应用超声波功率。高强度超声(称为高机械指数)毛细管破裂血管,导致存款的蛋白质和基因物质进入组织。Skyba等在一个形象化的spinotrapezius准备证明超声破坏引起的充气微气泡破裂的微血管直径≤7μm(毛细血管),与当地的红细胞外渗。价格等表明,聚合物微球可以驱动多达200μm到这种方法的实质。作者计算,只有少量的毛细管破裂被要求提供大量的胶体粒子的肌肉。使用相同的模型聚合物微球与微气泡超声,它也证明了超声波脉冲间隔和微血管压力影响溢出点的创建和微球的运输组织。都是最大的脉冲间隔5秒左右时,它允许最大微补充在微循环内破坏后超声波脉冲。膜的孔隙的形成细胞由于ultrasound-induced微泡空化已被建议作为一种机制来促进药物沉积。Taniyama等显示表面的小孔的存在内皮细胞和血管平滑肌细胞质粒的转染后立即ultrasound-mediated微泡破坏,用电子显微镜扫描。当时假定这些瞬态孔造成的细胞表面微气泡和超声波导致快速易位的质粒DNA以外的细胞质。穆克吉等人证明了电子显微镜在应用程序执行的老鼠心脏超声,中断或孔隙形成的膜内皮细胞发生的声功率0.8到1.0 W /平方厘米。然而,这是一个低强度的超声波(0.6 W / cm2)导致更多药物输送微气泡。最近,电压钳技术被用来获取实时的测量薄膜sonoporation albumin-coated微气泡的存在(Optison)。超声波增加了跨膜电流直接导致膜电阻由于孔隙的形成。微气泡的另一个重要治疗财产是他们坚持增加血管内皮受损。Albumincoated microbubbles do not adhere to normally functioning endothelium, but their adherence does occur to activated endothelial细胞或破坏血管壁的细胞外基质,这种相互作用可能是一个标记的内皮完整性因为这个特点,交付药物或基因必将albumin-coated微气泡被选择性地集中在血管损伤的网站存在与否的超声应用程序。最近,已经有相当大的兴趣发展的MBs作为药物输送的车辆,通过加载它们脂质体封装药物,整个复杂的功能化和针对所需的位置使用抗体,或其他配体。我在这里展示我们的团队在利兹大学(英国利兹)开发治疗微泡作为对比增强超声成像和靶向药物传输的两个代理车辆。最终,一个大的振幅声波是用来破坏泡沫和触发释放药物的靶向肿瘤。Theranostic MBs是一种简单而通用的药物传输技术,有可能提高癌症治疗,病人的经验和整体药物效率。重要的是,他们提供的新方法提供疏水性药物,这一直是难以有效地交付