载印度墨水相变型光声/超声双模态造影剂的制备及体外显影

目的 制备一种新型的光声/超声双模态造影剂,观察其体外光致相变作用以及光声/超声显影效果。方法 采用多步乳化法 合成载印度墨水及全氟己烷(PFH)的高分子微球(i-PFH-PLGA),检测其基本理化性质、光致相变作用及体外增强光声及超声成像的显像效果。结果 制备的i-PFH-PLGA呈球型,平均粒径为(542.1±68.91)nm。经激光辐照后,显微镜下可观察到较多的i-PFH-PLGA纳米粒发生液气相转变产生微泡;体外光声成像实验显示,i-PFH-PLGA纳米粒可检测到明显的光声信号,且光声信号的强度随纳米粒浓度的增加而增强;体外超声成像实验显示,经激光照射后,i-PFH-PLGA纳米粒组回声强度较辐照前明显增强(P<0.05),而单纯的液态氟碳和印度墨水辐照前后回声强度未见明显改变。结论 成功制备出的载印度墨水和液态氟碳的双模态造影剂可用于体外光声/超声成像研究。     

载血卟啉单甲醚高分子纳米粒用于光声显像引导下声动力治疗:实验研究

目的 制备一种载血卟啉单甲醚（HMME）的多功能分子探针,评估其体外光声成像及声动力治疗（SDT）效果。方法 采用双乳化法制备载HMME的聚乳酸-乙醇酸（PLGA）纳米粒（HMME@PLGA）,观察纳米粒的基本表征和体外增强光声显像情况,通过流式细胞仪检测人乳腺癌MDA-MB-231细胞与HMME@PLGA共孵育后在超声辐照下产生活性氧的能力,并在细胞水平验证其SDT效果。结果 所制备的HMME@PLGA纳米粒大小均一,形态规则,平均粒径为（333.67±17.50）nm,表面电位为（-10.57±1.98）mV,包封率为75.62%,载药量为2.90%,浓度为1 mg/ml的纳米粒与人乳腺癌MDA-MB-231细胞共孵育24 h的细胞存活率为87.21%。随浓度增加,纳米粒光声信号逐渐增强。经超声辐照,HMME@PLGA纳米粒能使人乳腺癌MDA-MB-231细胞产生大量活性氧,并产生明显细胞毒性作用,使细胞大量死亡,Calcein-AM/PI染色呈红色荧光;通过吖啶橙染色观测到细胞溶酶体结构消失。结论 本研究成功制备了包裹HMME的高分子纳米粒,可实现体外光声成像引导下的SDT。     

诊疗一体化胶质瘤靶向纳米粒增效声动力治疗及多模态显像：体外实验研究

目的 制备胶质瘤靶向诊疗一体化纳米粒,观察体外多模态显像及对U87细胞主动靶向能力和增效声动力治疗（SDT）效果。方法 以双乳化法制备载IR780和全氟戊烷（PFP）纳米粒（IR780-PFP@PLGA）,验证其体外光声（PA）/超声（US）/荧光（FL）多模态显像能力;以细胞计数试剂盒（CCK-8）检测细胞毒性,激光共聚焦显微镜观察其主动靶向能力,通过单线氧荧光探针（SOSG）检测法、JC-1染色法、2'',7''-二氯荧光黄双乙酸盐（DCFH-DA）染色法、钙黄绿素/碘化丙啶（Calcein-AM/PI）双染及CCK-8评价其增效SDT效果。结果 所制备IR780-PFP@PLGA呈圆形,形态规则,粒径均匀,平均（240.67±1.30） nm,表面电位（-9.50±0.06） mV,IR780包封率（92.03±0.42）%;经激光辐照后其PA和FL信号强度呈浓度依赖性,经低强度聚焦超声（LIFU）辐照后表现出良好US对比度成像能力和较强U87细胞靶向能力,并呈活性氧（ROS）浓度依赖。于U87细胞中检出大量ROS,线粒体膜电位明显降低,细胞毒作用明显。结论 成功构建的IR780-PFP@PLGA不仅可用于PA/US/FL多模态显像并具有良好体外寻靶能力,还可通过声致相变（ADV）增强SDT疗效,有望用于多模态成像指导下早期诊断和靶向精准治疗脑胶质瘤并评估疗效。     

靶向抗肿瘤纳米粒用于增强声动力/饥饿联合治疗

目的 制备一种载IR780及葡萄糖氧化酶(GOx)的多功能纳米粒,研究其主动靶向能力,并评估其体外光声成像及声动力(sonodynamic therapy, SDT)/饥饿联合治疗的效果。方法 通过双乳化法制备载有IR780及GOx的聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly (lactic-co-glycolic) acid, PLGA)纳米粒(IG@P 纳米粒) 。检测IG@P 纳米粒的理化特性,观察其体外光声成像的效果,并评估该纳米粒对肿瘤细胞的靶向能力及体外联合治疗效果。结果 制备的IG@P纳米粒呈大小均一的球形,平均粒径(248.1 ± 24.3) nm,且仍保留GOx的酶催化活性。实验结果表明IG@P纳米粒具有良好的光声成像及主动靶向效果。与单一治疗相比,SDT及饥饿治疗联合治疗可以更明显杀伤乳腺癌4T1细胞。且IR780的主动靶向作用,促进纳米粒在肿瘤细胞内的聚集,显著提高了SDT/饥饿治疗的治疗效果。结论 成功制备了具有肿瘤靶向作用的IG@P多功能纳米粒,可用于光声成像,并可增效SDT/饥饿联合治疗。     

pH响应型纳米探针用于超声/光声成像引导下的乳腺癌光热治疗

目的评估负载聚多巴胺（PDA）的pH响应诊疗一体化碳酸钙（CaCO₃）纳米探针的体外超声/光声双模态成像效果及光热治疗疗效。 方法通过一锅气相扩散法及两步法制备聚乙二醇（PEG）修饰的搭载PDA的CaCO₃纳米探针（CaCO₃-PDA-PEG）,观察其宏观及微观形貌、粒径、红外光谱、稳定性等表征;监测该纳米探针体外超声/光声双模态成像效果和pH响应超声造影显像能力,评估纳米探针的光热转换性能和细胞毒性并通过共聚焦显微镜观察其肿瘤细胞靶向能力;最后,通过细胞增殖实验和活死细胞染色评估纳米探针的体外光热杀瘤效率。 结果成功制备CaCO₃-PDA-PEG纳米探针,呈球形,大小均一,平均粒径约为258 nm,表面电位约为-21 mV;该纳米探针可明显增强光声显像效果,光声信号随纳米探针浓度升高而增强;在肿瘤酸性微环境中,CaCO₃-PDA-PEG遇H⁺可产生二氧化碳气泡进而增强超声造影成像;激光共聚焦显微镜下观察,纳米探针可被动靶向4T1细胞;CaCO₃-PDA-PEG（4 mg/ml）与4T1乳腺癌细胞共同孵育,无激光辐照时,细胞存活率高达92.31%;联合808 nm激光辐照后,对肿瘤细胞具有明显的光热杀伤效应,细胞存活率下降至26.61%,同时激光共聚焦显微镜下见大量红色荧光（死细胞）。 结论所制备的CaCO₃-PDA-PEG纳米探针具有良好的pH响应能力,可显著增强体外超声/光声双模态显像效果和光热治疗疗效,为进一步开发可视化肿瘤精准光热治疗方式奠定了基础。     

一种产气超声/光声双模态纳米粒的制备及性质检测

目的 研制一种包碳酸氢铵溶液的脂质纳米粒,并观察其超声/光声成像效果。方法 采用薄膜水化法加挤出法制备脂质包裹碳酸氢铵溶液的纳米粒,光镜、电镜、激光粒径仪和电位检测仪检测纳米粒一般物理特性,并通过光声成像仪观察其超声/光声成像效果。结果 制备的纳米粒呈圆球形,形态规则,大小分布均匀,无明显聚集,平均粒径为(230.90±54.58)nm,电位为(-22.81±5.75)mV。碳酸氢铵纳米粒有超声/光声信号,双蒸水纳米粒无超声/光声信号。结论 成功制备包碳酸氢铵溶液脂质纳米粒,可用于超声及光声成像,为进一步体外、体内成像实验奠定了基础。     

携IR780碘化物液态氟碳纳米粒造影剂的制备及体外双模态成像

目的 制备携带IR780碘化物的液态氟碳纳米粒（IFNPs）,观察其体外超声/光声双模态成像效果。方法 以羟基端乳酸/羟基乙酸共聚物（PLGA-COOH）、IR780碘化物和全氟戊烷（PFP）为原料,采用双乳化法制备PLGA包裹的纳米粒IFNPs。以光学显微镜、共聚焦显微镜、透射电子显微镜及扫描电子显微镜检测其一般物理特性;以马尔文粒径分析仪分析其粒径大小、分布及表面电位;以紫外分光光度计测定IFNPs中IR780的包封率;观察IFNPs体外光声成像和超声成像的能力。结果 成功制备出IFNPs,其形态规则,大小均一,透射电子显微镜下表现为外壳黑色、内部灰白色的球形结构,扫描电子显微镜显示纳米粒表面光滑。IFNPs粒径为（241.87±3.47）nm,电位为（-0.766±0.096）mV,IR780包封率为（90.38±0.48）%。随IFNPs浓度增加,体外光声成像及超声成像效果均显著增强。结论 携带IR780碘化物的液态氟碳纳米粒造影剂制备成功,可用于体外超声/光声双模态成像。     

靶向抗肿瘤纳米粒的制备及其增强声动力/饥饿联合治疗效果评估

目的制备一种载IR780及葡萄糖氧化酶(GOx)的多功能纳米粒,研究其主动靶向能力,并评估其增强体外光声成像及声动力(SDT)/饥饿联合治疗的效果。方法通过双乳化法制备载IR780及GOx的聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒(IG@P纳米粒)。检测IG@P纳米粒的理化性质,观察其增强体外光声成像的效果,并评估该纳米粒对鼠源性乳腺癌4T1细胞的靶向能力及体外SDT/饥饿联合治疗效果。结果制备的IG@P纳米粒呈大小均一的球形,平均粒径为(248.1±24.3)nm,且仍保留GOx的催化活性。纳米粒与细胞共孵育后,在鼠源性乳腺癌4T1细胞内可观察到明显的纳米粒聚集,体外治疗结果显示IG@P纳米粒对肿瘤细胞具有显著的杀伤作用,肿瘤细胞存活率为(17.5±9.2)%。结论成功制备了具有肿瘤靶向作用的IG@P多功能纳米粒,其不仅可用于增强光声成像,还可增效SDT/饥饿联合治疗。     

相变型载药纳米粒用于肿瘤的多模态显像与声动力治疗联合化疗的体外实验研究

目的 制备载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的多功能纳米探针,评估其体外光声/超声/磁共振三模态成像及声动力治疗(SDT)联合化疗的效果。方法 采用双乳化法制备载全氟戊烷(PFP)/锰卟啉(MnTTP)/紫杉醇(PTX)的聚乳酸-羟基乙醇酸(PLGA)纳米粒(PFP-MnTTP-PTX@PLGA,FMP@P),检测其表面电位、平均粒径、药物包封率,并在透射电镜及扫描电镜下观察其形态。观察纳米粒的体外光声/超声/磁共振显像效果及活性氧产生能力。通过CCK-8法及流式细胞术验证FMP@P体外SDT联合化疗杀伤肿瘤细胞的效果。结果 FMP@P平均粒径为(323.1 ± 68.3)nm,表面电位为(-14.5 ± 8.3)mV,MnTTP及PTX包封率分别为93.55 ± 0.46%、81.23 ± 6.93%。纳米粒可以增强超声/光声/磁共振成像。经超声辐照后,4T1细胞内产生大量活性氧,可显著杀伤肿瘤细胞。结论 本研究成功制备了载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的多功能纳米粒,可体外增强光声/超声/磁共振显像,并介导SDT联合化学治疗。     

载锰卟啉/紫杉醇的相变纳米粒多模态成像及靶向治疗肿瘤的体外实验研究

目的制备载全氟戊烷/锰卟啉/紫杉醇的聚乳酸-羟基乙醇酸(PLGA)纳米粒(PFP-MnTTP-PTX@PLGA,以下简称FMP@P),评估其体外光声、超声、磁共振多模态成像及其与声动力治疗(SDT)联合化疗肿瘤的效果。方法采用双乳化法制备FMP@P,应用透射电镜、扫描电镜观察纳米粒的形态,马尔文粒径电位分析仪检测其粒径及表面电位,紫外-可见光分光光度计检测其吸光度并计算包封率;高效液相法测量并计算MnTTP-PTX和紫杉醇的包封率及超声辐照后的药物释放能力。采集不同浓度下纳米粒的体外光声、磁共振成像图像,定量对比分析其显像效果;使用低功率聚焦超声(3.0 W/cm2)辐照纳米粒,采集不同辐照时间的超声成像图像,定量对比分析其显像效果。使用单线态氧荧光探针检测纳米粒的活性氧产生能力。通过CCK-8法及流式细胞术验证FMP@P与SDT联合化疗杀伤肿瘤细胞的效果。结果 FMP@P乳液为墨绿色,纳米粒为均一的球形,平均粒径为(323.1±68.3)nm,平均表面电位为(-14.5±8.3)mV,MnTTP-PTX和紫杉醇的包封率分别为(93.55±0.46)%和(81.23±6.93)%。药物释放实验结果显示FMP@P在超声辐照后24 h PTX的累计释放率为31.57%。FMP@P可以增强超声B模式和造影模式的显像能力,回声强度随辐照时间的增加而增强;也可增强光声、磁共振显像能力,光声信号、磁共振信号强度随FMP@P浓度的增加而增强。超声辐照后乳腺癌4T1细胞内产生大量活性氧。FMP@P与SDT联合化疗可显著杀伤肿瘤细胞。结论本实验成功制备了FMP@P,其不但可体外增强光声、超声、磁共振显像能力,还可介导SDT联合化疗有效治疗肿瘤。     

制备多模态成像对比剂并用于联合治疗葡萄膜黑色素瘤:体外实验

目的 制备肿瘤微环境响应性超声/MRI/光学成像纳米粒(Ce6@TA-Fe),观察其性能、体外多模态成像及光热联合氧气增强光动力治疗体外葡萄膜黑色素瘤(UM)的效果.方法 以Ce6、单宁酸(TA)及FeCl3·6H2O制备Ce6@TA-Fe纳米粒,检测其理化性质,观察其体外多模态显像效果,评估光热联合光动力治疗对UM细...     

Focused Ultrasound-Augmented Cancer Phototheranostics Using Albumin–Indocyanine Green Nanoparticles

The purpose of this study was to develop a nanoparticle (NP) drug-loading system that enhances the efficiency of indocyanine green (ICG) entry into the tissue under focused ultrasound optimization and, in turn, enables more efficient identification and photothermal therapy (PTT) of the tumor. The new NPs were prepared by assembling intermolecular disulfide bonds to form human serum albumin (HSA) NPs and then conjugating those with ICG dye. The NP material was used to test the sensitivity of near-infrared fluorescence imaging and photoacoustic tumor imaging in vitro and in vivo. In addition, the combination of HSA-ICG NPs, focused ultrasound, and microbubbles was used to test PTT on the tumor. HSA-ICG NPs had good biocompatibility and were only a little toxic to cells and mice. In addition, they obviously enhanced tumor near-infrared fluorescence and photoacoustic bimodal imaging. Combined with HSA-ICG NPs, the depth of photoacoustic imaging was increased. Moreover, ICG that was absorbed in the HSA NPs promoted optical absorption in the near-infrared region, which greatly enhanced the PTT treatment's efficiency. This new bimodal tumor-imaging agent enhances the therapeutic effect of PTT and improves the detection of tumors in vivo, thus presenting great potential for use in clinical studies.     

Development of a Composite of Polypyrrole-Coated Carbon Nanotubes as a Sonosensitizer for Treatment of Melanoma Cancer Under Multi-Step Ultrasound Irradiation

Sonodynamic therapy (SDT) has established a novel route for treating solid cancers. Low-intensity ultrasound irradiation accompanied by a sonosensitizer has revealed remarkable advantages for cancer therapy such as targeted uptake, access to deeper tumors, insignificant side effects and invasiveness, compared with other therapeutic methods. In this study, we scrutinized synthesis and characterization of a polypyrrole-coated multi-walled carbon nanotubes composite (PPy@MWCNTs). PPy@MWCNTs can absorb ultrasound irradiation by both of its components, and it was introduced as a new sonosensitizer. The composite was characterized by field emission scanning electron microscopy (FESEM), and its ability to temperature elevation was explored. FESEM images revealed that PPy@MWCNTs comprised nanotubes of 36.3 ± 5.1 nm in diameter with up to several micrometer in length. Ultrasound irradiation at 1 MHz and 1.0 W cm⁻² for 60 s in four steps led to an efficient SDT in vitro (16.3 ± 2.8°C temperature increment for 250 μg mL⁻¹ of PPy@MWCNTs), in C540 (B16/F10) cell line and a melanoma tumor model in male balb/c mice. In vitro examinations revealed that PPy@MWCNTs represented a concentration-dependent cytotoxicity on multi-step ultrasound irradiation (a cell viability of 8.9% for 250 μg mL⁻¹ of PPy@MWCNTs). Histologic analyses and tumor volume decrement after 10 d revealed detrimental SDT effects of PPy@MWCNTs on tumors (75% necrosis and 50% decrement in tumor volume). Thermal effects and reactive oxygen species generation were the reasons of the working function of PPy@MWCNTs in SDT.     

"适配子-PLGA纳米粒"靶向超声/光声相变造影剂的制备

目的 研制一种适配子偶联的包裹纳米金棒和液态氟碳的PLGA纳米粒。方法 采用双乳化法制备包裹纳米金棒及全氟己烷(PFH)的PLGA纳米粒(GNP);用碳二亚胺法将适配子与PLGA纳米粒连接获得"适配子-PLGA纳米粒"靶向相变造影剂(AP-GNP)。光镜、激光共聚焦显微镜及电镜下观察及检测AP-GNP基本性质;激光共聚焦显微镜下及流式细胞术观察及检测适配子与纳米粒连接情况;以激光仪辐照AP-GNP观察其光致相变情况;观察AP-GNP与乳腺癌细胞MCF-7特异性结合情况。结果 成功制备适配子修饰的包裹纳米金棒和PFH的PLGA纳米粒, 其平均粒径为(472.43±25.82)nm, 适配子与纳米粒的连接率为达97.98%;激光辐照AP-GNP后, 光致相变效果明显;AP-GNP粘附于MCF-7细胞周围, 未修饰适配子GNP未见明显特异性结合。结论 成功制备偶联的包裹纳米金棒和PFH的PLGA纳米粒, 其光致相变效果明显, 靶向性能良好。