纳米级超声造影剂的技术进展

纳米级超声造影剂是指直径〈1000nm的超声造影剂。与微米级微泡相比,纳米造影剂粒径较小,渗透能力极强,可以通过血管内皮间隙,进行病变部位血管外显影。同时因为纳米系统具有一定的靶向能力,将纳米级造影系统与临床治疗相结合可以在肿瘤治疗方面表现出其特定的靶向治疗优势。现就纳米级超声造影剂的特征、国内外制备方法及研究前景进行总结。     

纳米级超声造影剂的研究进展

随着超声分子成像技术和生物纳米技术的迅猛发展，近年来出现了多种纳米级超声造影剂，包括纳米级脂质体造影剂、纳米级氟烷乳剂和纳米级微泡造影剂。本文就纳米级超声造影剂的研究背景、研究现状、现存的问题及发展前景做一综述。     

自制纳米级超声微泡体外基本特性和肿瘤造影增强显影的实验研究

目的 探讨自制纳米级超声微泡的体内基本特性及体内造影增强显影效果.方法 机械振荡与低速离心法结合制备纳米级微泡,并对微泡粒径大小、分布、微观形态和稳定性进行研究.同时在裸鼠肝、肾及前列腺癌皮下移植瘤进行超声造影实验,与常规微米级造影剂对比造影效果.结果 所制备的微泡形态圆整,大小均一性较好,分布均匀无聚集,平均粒径(580.6±36.3)nm.该纳米级微泡能显著增强裸鼠肝肾及皮下移植瘤显影,与常规造影剂比较,不但增强强度相当,且显影时间显著延长.结论 自制纳米级超声微泡造影剂各项物理特性符合纳米级超声造影剂的要求,体内增强效果和稳定性较强,为下一步纳米级微泡在肿瘤显像和治疗中的应用提供实验依据.     

纳米级微泡:一种新的超声造影剂

随着分子生物学技术的发展和延伸,超声分子成像获得了飞速的发展,但由于常规造影剂微泡不能透过血管壁,超声分子成像的研究仅限于血管内的靶分子.最近纳米级微泡超声造影剂的出现为针对肿瘤细胞的超声分子成像带来了希望.本文对纳米级微泡超声造影剂的研究背景、研究现状及下一步的研究与应用进行了综述.     

纳米级靶向超声造影剂的制备及对兔VX2肝肿瘤的显影试验

目的 制备一种具有靶向性的纳米级超声造影剂,测定其物理特性,并对兔VX2肝肿瘤的靶向性进行评估.方法 采用高速均质法制备纳米级靶向超声造影剂,测定粒径、Zeta电位、稳定性,观察体外显影、对体内肿瘤的显影,对肿瘤组织进行病理切片及荧光共聚焦观察.结果 纳米级靶向超声造影剂的粒径为(474.1±83.5)nm,Zeta电位为+(9.8±5.7)mV,溶液的性质稳定,其沉淀能够增强超声显影,体内能够增强肿瘤的显影,光镜下和荧光共聚焦显微镜下均能够观察到靶向造影剂聚集在肿瘤组织内.结论 自制的纳米级微球符合理想的靶向超声造影剂的要求,性质稳定,能够靶向肿瘤组织显影,有望成为一种新型的靶向超声造影剂及载基因或药物的靶向载体.     

纳米级液态氟碳靶向超声造影剂的制备及 体外寻靶的实验研究

目的制备一种新型的具备特异性肝细胞靶向性能的超声造影剂,即携半乳糖化多聚赖氨酸(Gal-PLL)的脂质包裹的纳米级液态氟碳微球超声造影剂,并研究其在体外肝细胞的寻靶能力。方法应用还原胺化法优化制备肝脏去唾液酸糖蛋白受体的配体Gal-PLL,将其磷脂膜洗脱下来并逐滴加入液态氟碳,通过超声波细胞粉碎机进行振荡获得目标造影剂,并观察其形态,检测其粒径和电位。将靶向造影剂和非靶向造影剂分别滴入贴壁生长的正常大鼠肝细胞及正常人肝细胞中,比较观察两组造影剂与肝细胞的靶向效果。结果成功制备Gal-PLL,并合成了靶向纳米液态氟碳脂质微球超声造影剂,电镜下其形态圆整、大小均一,性质稳定,平均粒径200 nm,平均电位35 m V。制备的靶向纳米液态氟碳脂质微球超声造影剂能靶向聚集于体外正常大鼠肝细胞和正常人肝细胞周围。结论自制携Gal-PLL的脂质包裹的纳米级液态氟碳微球超声造影剂具有性质稳定、靶向性等优点,为今后实时在体监测并定量评估肝脏损伤程度的超声显影研究提供了前期基础。     

负载液态氟烷的聚合物纳米胶束及囊泡的制备及超声显像

目的 应用人工合成高分子聚合物——聚乙烯二醇与多聚乳酸的两亲性嵌段共聚物制备纳米级超声造影剂（胶束及囊泡）,并评估其体内外的超声显影效果。方法 采用溶剂挥发法通过生物可降解共聚物自组装制备负载不同浓度1-溴代全氟辛烷(PFOB)的纳米胶束与囊泡,并观察其超微结构及粒径分布情况。分别对不同浓度的纳米胶束及囊泡进行体外超声检测及动物皮下注射体内超声显像。结果 透射电子显微镜下观察纳米胶束及囊泡形态规则呈球形,表面光滑;激光测径仪测量其平均粒径集中在404.3～475.8 nm,分布范围窄。体内外超声检测均可显像,且随着液态氟烷浓度的增加,显像效果逐渐增强;负载同一浓度液态氟烷的囊泡超声显像效果优于胶束。结论 采用溶剂挥发法通过生物可降解共聚物自组装可成功制备纳米级超声造影剂——纳米胶束及囊泡,体内外均可进行超声显像,且囊泡显像效果优于胶束。     

纳米靶向超声造影剂的研究进展

靶向超声造影是超声分子影像技术的重要部分。随着超声造影技术和生物纳米技术的发展,靶向超声造影剂步入纳米时代。近年来,纳米靶向超声造影剂的制备和在肿瘤诊治中的应用前景备受关注。本文就此进行综述。     

以HER2为靶点的靶向纳米级脂质微泡超声造影剂的制备及实验研究

目的 制备以HER2受体为靶点的靶向纳米级脂质微泡超声造影剂,并观察其体外寻靶能力及体外超声显像效果.方法 制备生物素化Herceptin单抗,检测其生物素化程度及生物学活性;薄膜水化-声振法制备生物素化纳米微泡,以生物素-亲和素为桥梁制备HER2为靶点的靶向纳米级脂质微泡超声造影剂,观察其对SKOV3卵巢癌细胞的体外寻靶能力及靶向结合的体外超声显像.结果 平均每分子Herceptin单抗可与16个生物素分子结合;与游离单抗相比,生物素化抗体的活性未见明显降低(P＞0.05).体外寻靶实验观察:靶向纳米微泡组SKOV3细胞表面有明显的红染纳米微泡与其牢固结合,沿细胞表面排列较规则;非靶向组SKOV3细胞表面未结合红染的纳米微泡.靶向纳米微泡体外超声显像:细胞爬片与靶向纳米微泡孵育后可明显增强超声显像效果,对照组均未见明显超声显像.结论 应用生物素-亲和素系统成功构建了以HER2为靶点的纳米级超声造影剂,与SKOV3细胞结合后有明显超声显像效果.     

纳米级超声微泡造影剂的制备及其性状的初步研究

目的制备适用于超声诊断的纳米级超声微泡造影剂,并对其性状进行初步研究。方法通过低速离心分级分离法制备纳米级的脂膜超声微泡,检测微泡大小形态、表面电位、粒径、分布,测试其与抗体结合情况,体外初步测试其增强显像效果。结果微泡呈圆形,分布均匀,粒径均值为623.4nm;微泡表面电位均值1.3mV,与抗体结合情况良好,体外初步测试能明显增强显像效果。结论通过低速离心分级分离法可以制备纯度较高的纳米级超声微泡,为超声造影剂的小型化和靶向性发展提供重要的工作平台。     

纳米级超声造影剂制备及成像的实验研究

目的 探讨纯度较高的纳米级超声微泡造影剂的理化性质及体内成像效果.方法 机械振荡法与低速离心法结合制备纳米级微泡,观察微泡形态,检测其平均粒径,并观察其增强正常兔肝显影的情况,并与微米级微泡造影剂进行比较.结果 光镜以及透射电镜观察,微泡呈圆形,分布均匀,无聚集现象.Zeta SIZIER 3000测定微泡粒径均值为623.4 nm,微泡表面电位均值1.3 mV.注射纳米级造影剂于新西兰大白兔体内能持续增强肝的显像效果,与微米级造影剂对比无明显差异.结论 纳米级的微泡造影剂大小合理,分布均匀,显像效果强,为下一步研制小型化靶向造影剂奠定了基础.     

载10-羟基喜树碱液态氟碳纳米粒制备及其表征、体外增强超声显像效果观察

目的 研制一种包裹液态氟碳（PFP）的新型载药纳米级超声造影剂,考察其基本特性并观察其体外增强超声显像效果。方法 采用旋转蒸发和探头超声法制备载10-羟基喜树碱（10-HCPT）的液态氟碳（PFP）纳米粒,在光学显微镜和透射电镜下观察纳米粒形态,采用马尔文仪测量纳米粒粒径和电荷。采用紫外分光光度计测定纳米粒包封率,并应用低强度聚焦超声（LIFU）辐照载药液态氟碳纳米粒溶液,观察纳米粒相变情况及其增强超声显像效果。结果 制备的载药脂质纳米粒外观为乳白色混悬液,在油镜及透射电镜下观察,载药纳米粒形态规则,分布均一,平均粒径约（500.82±25.97）nm,表面平均电位为（-47.77±3.09）mV;在体外经LIFU辐照后,可见纳米粒发生液气相变形成微泡,在基波模式和谐波模式下,均可显著增强超声显影。结论 成功研制了包裹液态氟碳的载药脂质纳米粒,可望成为一种新型的多功能超声造影剂。     

去唾液酸糖蛋白受体介导的肝靶向纳米脂质超声造影剂的制备及体外实验

目的 以肝细胞膜特异性受体去唾液酸糖蛋白受体为靶向受体,利用共价结合的原理,制备出肝靶向性液态氟碳纳米超声造影剂,观察该造影剂的一般特性、与人肝细胞L02的靶向结合及体外聚集显像效果.方法 利用还原胺法制备去唾液酸糖蛋白特异性配体半乳糖化多聚赖氨酸(Gal-PLL);利用旋转蒸发及声振法制备液态氟碳纳米脂质超声造影剂;培养人肝细胞L02,于不同时间点观察与L02细胞的靶向结合;Philips iU 22超声诊断仪L12-5探头对比观察靶向液态氟碳纳米脂质超声造影剂的体外显像效果.结果 靶向液态氟碳纳米脂质超声造影剂粒径极小,分布均匀,形态呈圆球形,且能与L02有效结合;体外乳胶囊显示:脱气水侧呈现无回声,靶向液态氟碳纳米脂质超声造影剂侧呈现高回声.结论 以去唾液酸糖蛋白受体为靶向受体,自制的携半乳糖化多聚赖氨酸的靶向液态氟碳纳米脂质超声造影剂能有效与人肝细胞LO2靶向结合,该靶向超声造影剂能在体外聚集显影.该靶向超声造影剂粒径极小,是细胞水平上肝靶向性超声分子显像的一种理想的超声分子探针.

Abstract：

Objective To prepare the liver targeting nano-liquid perfluorocarbon ultrasound contrast agent and observe its general characteristics;to observe the targeting combined effects of the human liver cells L02 and the targeted ultrasound contrast agent ;to evaluate the gathering imaging effects of the targeted ultrasound contrast agent. Methods Amine method was used to prepared asialoglycoprotein Gal specific ligand polylysine (Gal-PLL), rotary evaporator and sonicated liquid fluorocarbon were used to prepare nano lipid ultrasound contrast agent. Human liver cell L02 were cultured, the combined effects were observed according to the reacting time of the cells and the targeted nano-lipid ultrasound contrast agent. The nanolipid ultrasound contrast agent and the degassed_ water_ were loaded into cysts and their ultrasound imaging effects were observed by ultrasound diagnostic apparatus Philips iU22. Results The particle size of the liquid fluorocarbon nano-targeted lipid ultrasound contrast agent was extremely small, uniform, cylindrical and spherical. The cysts in vitro showed that the side of the targeted liquid perfluorocarbon nano-lipid ultrasound contrast agent showed high echo. Conclusions The targeted liquid perfluorocarbon nano-lipid ultrasound contrast agent can be effectively targeted to the human liver cells L02 due to carrying home-made Gal-PLL. The targeted ultrasound contrast agents can be imaging by ultrasound and be confirmed in vitro.The size of the contrast agent was small, therefore, it can be considered an ideal ultrasonic molecular probe and achieve the ultrasound molecular imaging in cell level.     

超声空化微气泡造影剂对人乳腺癌细胞影响的实验研究

目的观察不同浓度脂质体微气泡造影剂在超声照射下对体外培养的人乳腺癌细胞的影响。 方法12孔板培养人乳腺癌细胞并分为：（1）对照组；（2）单纯超声照射组；（3）单纯造影剂组；（4）造影剂＋超声照射组。不同造影剂浓度下，声波发射强度一3dB，照射时间60s。给予实验刺激后，原子力显微镜动态观察细胞膜形态的改变，PI染色后观察细胞的活性。 结果单纯超声照射组及造影剂组细胞膜形态与对照组比较无明显改变。造影剂＋超声照射组细胞膜出现大小不等的微孔，提高造影剂浓度，孔径增大，但细胞活性显著下降。 结论微气泡造影剂显著增强超声的空化效应，提高细胞的通透性，对细胞形态及细胞活性的影响与造影剂浓度有关。     

聚乳酸-羟基乙酸超声造影剂增强兔淋巴结显像的初步实验研究

目的 研究自制聚乳酸-羟基乙酸（poly lacticoglycolic acid，PLGA）超声造影剂增强兔肿瘤淋巴结显像的效果及其相关机制。方法采用乳液-溶剂蒸发法制备PLGA超声造影剂；经免大腿皮下注射VX2肿瘤细胞制备肿瘤淋巴结模型，肿瘤细胞生长14～18d后用于超声显像。通过问歇谐波显像观察PLGA造影剂对胭窝肿瘤淋巴结的增强作用，并通过巨噬细胞试验初步探讨增强淋巴结超声显像的相关机制。结果PLGA超声造影剂粒径分布均匀；可以明显增强肿瘤淋巴结显像；细胞试验表明巨噬细胞可以大量吞噬PLGA超声造影剂。结论PLGA超声造影剂是一种良好的肿瘤淋巴结显影剂。淋巴结内巨噬细胞吞噬造影剂后导致造影剂在淋巴结内滞留与聚集可能是其能够明显增强淋巴结显影的机制之一。     

高机械指数超声造影对肿瘤肝转移影响的实验研究

目的 观察高机械指数超声造影对结肠癌肝转移的影响.方法 经大鼠脾注入结肠癌Lovo细胞,制备肝微小转移灶动物模型,分为对照组、微泡+超声辐照组、单纯超声辐照组和单纯微泡组.使用超声造影剂SonoVue(1 ml/kg),经大鼠尾静脉注射后,进行超声间歇辐照2 min(频率1.5 MHz,机械指数1.7),10 d后处死大鼠,观察肝转移肿瘤数目、大小、病理学改变及其超微结构的改变.结果 对照组、单纯辐照组及单纯微泡组之间的转移率差异无统计学意义(P＞0.05);透射电镜可见单纯辐照组及单纯微泡组肿瘤细胞核大,胞浆和胞核比例减小,线粒体较多,未见肿胀,与对照组无明显差异.而微泡+超声辐照组肿瘤的数目及大小明显低于对照组,差异有统计学意义(P＜0.01),肿瘤周围脾组织微血管有大量血栓形成;透射电镜可见肿瘤细胞线粒体明显肿胀,内皮细胞间缝隙连接增宽.结论 高机械指数超声造影对结肠癌肝转移有明显抑制作用.     

光热型纳米金-共聚物超声造影剂的制备和体内外显像

目的 制备外包纳米金壳内载全氟丙烷(C₃F₈)的聚乳酸羟基乙酸(PLGA)光热型超声造影剂,观察其在体内外的超声显像效果及体外的光热效能。方法 通过改进的乳化溶剂挥发法制备PLGA纳米粒子,包载C₃F₈气体后,再用种子生长法在PLGA表面形成纳米金壳,制备C₃F₈@PLGA@Au纳米粒子;检测其一般特性,并用近红外激光和超声成像仪评估其体外光热效能及体内外成像效果。结果 成功制备C₃F₈@PLGA@Au纳米粒子,该粒子的平均直径为268.2±80.5 nm,分散性好,无明显细胞毒性;在808 nm激光辐照下,粒子有很好的溶液光热效果;体内外超声成像实验中均有增强显像。结论 成功制备了光热型纳米超声造影剂,其有良好的体外光热性能和体内外超声显像效果,为乳腺癌疾病诊治提供了新思路。     

包裹阿霉素的高分子材料微泡声学造影剂制备及显影效果实验研究

目的探索包裹药物的微泡声学造影剂制备方法,观察其体内外显影效果。方法采用在体内能生物降解的人工合成高分子聚合物乳酸／羟基乙酸共聚物（PICA）作为成膜材料,通过双乳化法和冷冻干燥技术制备包裹阿霉素（ADM）和空气的PICA微泡声学造影剂（ADM-PICA声学造影剂）。光学显微镜进行形态学观察。体外和动物实验观察其显影效果。结果采用本法成功制备了ADM-PICA声学造影剂;光镜观察其形态规则,呈球型,大小均匀,最大粒径〈4μm;体内外显影效果好。结论通过本方法可以合成包裹水溶性药物的微泡声学造影剂,为应用超声波和微泡造影剂进行体内药物定位释放研究打下了基础。