靶向纳米粒超声造影剂的研究进展
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生物纳米技术在癌症治疗中的应用与前景展望随着科技的不断发展,生物纳米技术逐渐成为医学领域的热门研究方向。
生物纳米技术利用纳米级别的材料和纳米器件来实现对生物体的精确控制和操作,为癌症治疗带来了新的突破。
本文将介绍生物纳米技术在癌症治疗中的应用,并展望其前景。
一、纳米药物载体在癌症治疗中的应用纳米药物载体是生物纳米技术中的重要组成部分,它可以将药物精确运输到肿瘤组织,减少对健康组织的损伤。
常用的纳米药物载体包括纳米颗粒、纳米胶束和纳米脂质体等。
这些载体可以通过控制大小、表面修饰和表面电荷等方式,提高药物的稳定性和溶解度,并实现靶向治疗,提高药物的疗效。
二、纳米影像技术在癌症诊断中的应用纳米影像技术是指利用纳米级别的材料作为造影剂,通过成像设备观察和分析肿瘤细胞的分布和转移。
纳米影像技术可以提高肿瘤的检测灵敏度和准确性,并且可以实现早期诊断和治疗监测。
纳米影像技术主要有磁共振成像、超声成像和光学成像等,这些技术的综合应用将为癌症的个性化诊断和治疗提供有力支持。
三、纳米治疗器件在癌症治疗中的应用纳米治疗器件是指利用纳米级别的材料和机制来实现对癌症的治疗。
例如,纳米热疗通过纳米颗粒吸收光能转化为热能,从而引发肿瘤组织的凝固坏死。
此外,纳米免疫疗法可以通过纳米颗粒携带免疫刺激剂,激活机体的免疫系统,增强对癌细胞的杀伤能力。
纳米治疗器件的应用能够提高治疗效果,减少对健康组织的损伤。
四、纳米基因技术在癌症治疗中的应用纳米基因技术是指利用纳米级别的材料来传递和调节基因,实现基因治疗。
通过纳米颗粒携带的基因载体,可以将治疗基因精确地送入肿瘤细胞内,抑制肿瘤的生长和转移。
此外,纳米基因技术还可以通过RNA干扰技术,选择性地靶向抑制肿瘤相关基因的表达,达到治疗的效果。
纳米基因技术为癌症治疗提供了新的思路和途径。
展望未来,生物纳米技术在癌症治疗领域的前景十分广阔。
随着纳米技术的不断突破和创新,可以预见以下几个方面的发展。
前列腺癌(PCa )是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤之一,在西方国家发病率极高,在美国和欧洲的癌症死因中位居第2[1]。
据美国癌症协会统计,2020年新诊断的PCa 患者超过190000人,因PCa 死亡的人数高达3万人以上[2]。
近年来PCa 的发病率在大多数亚洲国家呈上升趋势[3]。
随着我国居民生活习惯的改变,检查技术的提高以及人口进入老龄化,PCa 的发病率也逐年升高,故对于高危群体进行及时干预具有非常重要的意义。
超声分子成像技术使用特定抗体或配体标记成像化合物,生成能够结合特定组织或病变的靶向超声造影剂,静脉给药后,这些分子探针通过血液循环在靶组织中特异性聚集,经超声检查可在分子或细胞水平上对病变区域进行特异性成像。
本文就靶向超声造影技术在PCa 的诊断与治疗方面的研究进展进行综述。
1靶向超声造影剂在PCa 诊断方面的研究进展靶向超声造影剂是将靶向生物标记物添加到分子显像剂中的一种技术,配体被设计成黏附在外壳上的内皮生物标志物[4]。
靶向造影剂将通过配体-受体黏附到靶组织,在微血管中积累。
给药几分钟后进行影像学检查,大部分游离造影剂通过呼吸道排出,靶区的造影剂将会显影,信号强度与生物标志物的表达程度成正比[5]。
目前在超声造影剂中常用的PCa 靶向配体有以下几种。
1.1前列腺素1(STEAP-1)STEAP-1是一种细胞表面蛋白,具有组织特异性,在原发性PCa 细胞中高表达,与细胞之间的通讯有关[6]。
该抗原有339个氨基酸残基,并以蛇形方式折叠成2个Advances in targeted ultrasound contrast agents for prostate cancerWANG Huijie 1,2,HONG Hua 2,LIANG Danyan 21Inner Mongolia Clinical College,Inner Mongolia Medical University,Hohhot 010110,China;2Department of Ultrasound Medicine,People's Hospital of Inner Mongolia Autonomous Region,Hohhot 010017,China摘要:前列腺癌是泌尿系统常见的恶性肿瘤之一,在我国前列腺癌的发病率逐年升高。
纳米药物与靶向治疗的研究进展随着医学技术的进步与人们对健康的关注度的不断提升,纳米药物与靶向治疗的研究引起了越来越多的关注。
纳米材料的小尺寸、高表面积与尺寸可控性使得纳米药物在肿瘤治疗等领域有了不同于传统药物的独特的优势。
靶向治疗则是指将药物作用于癌细胞特异性表面受体、分子靶点等,减轻病人的痛苦、提高治疗效果。
本文将介绍近几年纳米药物与靶向治疗的研究进展。
一、纳米药物的制备纳米材料经过改性可以使它们更适合药物载体的应用。
研究者对纳米粒子进行表面修饰以增强它们的生物相关性,从而在体内具有更好的稳定性和通透性。
其中最常见的修饰方法是聚乙二醇化(PEG)和细胞膜包被技术(CBP)。
PEG的引入可以减少药物的清除率,增加药物在体内的半衰期,延长药物的作用时间。
而CBP则是利用细胞膜来包覆纳米粒子,使其在药物传递中具有与人体更加相近的表面性质,避免机体免疫系统的攻击。
二、纳米药物的应用1. 抗癌治疗纳米药物在癌症治疗方面的研究是人们最为熟知的。
纳米颗粒可以通过靶向治疗作用于癌症细胞,同时也可以通过其他机制协同抗癌。
例如传统药物由于药物粘度的限制并不能到达它们应该治疗的部位,而纳米药物的尺寸可以使药物穿过血液-脑屏障,协同抗癌。
2. 造影剂纳米药物作为一种比其他物质更好的造影剂,被广泛应用于磁共振成像(MRI)和荧光成像等。
与光学材料不同,纳米材料可以增强医学成像的效果,同时也可以很好地在细胞水平上进行研究。
三、靶向治疗的原理靶向治疗是利用特定的抗体、多肽和小分子等物质作为靶向物,发掘癌细胞上相应的受体和分子靶点,达到准确治疗的目的。
靶向治疗是仅作用于有病细胞,不对正常细胞造成伤害的一种治疗方式,因此在治疗期间可以显著降低患者的痛苦。
靶向治疗常见与癌症的治疗,例如HER2阳性的乳腺癌、KRAS突变的结直肠癌等。
四、纳米药物与靶向治疗的结合由于纳米药物能够高效靶向并释放药物,抗癌治疗的效果也越来越重视。
近年来,新的纳米颗粒和靶向治疗方法被开发出来,以克服癌症治疗时面临的困难。
纳米科技在心血管疾病治疗中的实际应用方法心血管疾病是世界上最常见的病症之一,包括冠心病、高血压、心功能不全等。
随着科学技术的不断进步,纳米科技已经成为了治疗心血管疾病的一种重要方法。
纳米科技利用纳米级别的材料和器件,以及纳米尺度下的相互作用原理,通过精确控制和调节药物的输送、靶向治疗和影像诊断等方面,实现了在心血管疾病治疗中的令人瞩目的进展。
一、纳米药物输送系统纳米药物输送系统是纳米科技在心血管疾病治疗中的重要应用之一。
通过利用纳米粒子的小尺寸和特殊的表面特性,将药物装载在纳米载体上,可以实现精确控制药物释放的时间和位置,提高药物的疗效和减轻药物的副作用。
目前,已经开发出了多种纳米药物输送系统,如纳米粒子、纳米胶囊和纳米脂质体等。
纳米粒子是最常见的一种纳米药物输送系统。
通过改变纳米粒子的尺寸、形状和表面特性,可以实现对药物的包封和保护,延长药物的血液循环时间,并提高药物在病变组织中的积累量。
此外,纳米粒子还可以通过改变表面修饰物的性质,实现对药物的靶向输送,减少对正常组织的损伤。
纳米胶囊是一种多功能的纳米药物输送系统。
其主要由纳米粒子和药物包覆材料组成,可以有效保护药物免受外界环境的干扰。
与普通药物相比,纳米胶囊具有更好的稳定性和可控性,可以实现药物的缓释和靶向输送。
此外,纳米胶囊还可以通过改变材料的性质,实现对药物释放速率的调节,提高治疗效果。
纳米脂质体是一种以磷脂为主要成分的纳米药物输送系统。
纳米脂质体具有良好的生物相容性和可降解性,可以有效地将药物输送到靶组织,并提高药物在体内的稳定性和生物利用度。
此外,纳米脂质体还可以通过改变脂质的组成和结构,实现对药物释放速率的调节,增加治疗效果。
二、纳米靶向治疗方法纳米靶向治疗是纳米科技在心血管疾病治疗中的另一项重要应用。
通过利用纳米粒子的特殊性质和表面修饰物的特异性识别性,可以实现对心血管疾病的靶向治疗。
纳米靶向治疗可以提高药物在病变组织中的积累量,减少对正常组织的损伤,并增强治疗效果。
纳米颗粒在癌症治疗中的应用前景引言:癌症是全球范围内令人担忧的重大健康问题,而传统的癌症治疗方法往往存在副作用和局限性。
近年来,纳米技术的迅速发展为癌症治疗带来了新的希望。
纳米颗粒作为一种具有特殊物理化学性质的材料,具备可调节的尺寸、形态和表面功能化等优势,在肿瘤诊断、靶向治疗以及免疫治疗等方面显示出潜力。
本文将探讨纳米颗粒在癌症治疗中的应用前景,并讨论当前面临的挑战与解决方案。
一、纳米颗粒在肿瘤诊断中的应用1. 提高影像学检测灵敏度和分辨率通过将纳米颗粒与荧光染料或金属成像剂结合,可以提高影像学检测灵敏度和分辨率。
例如,纳米金球能够产生强烈的表面增强拉曼散射信号,在肿瘤的非侵入性检测中显示出潜力。
此外,通过调整纳米颗粒的大小和形态,还可以改善肿瘤成像的准确度和对微小转移灶的检测能力。
2. 实现早期癌症诊断纳米颗粒可以被设计成可靶向肿瘤细胞,并带有特定的探针或荧光剂。
这使得纳米颗粒在早期癌症诊断中具备了重要意义。
例如,通过修饰纳米颗粒表面的抗体,可以使其靶向拟诱导型可溶性低密度脂蛋白受体 (scavenger receptor class B type I, SR-BI),从而提高乳腺癌早期诊断的准确性。
二、纳米颗粒在靶向治疗中的应用1. 药物载体系统纳米颗粒作为药物载体可以有效提高药物在肿瘤组织中的积累,并降低对正常组织的毒性作用。
例如,通过将抑制血管生成剂(Angiogenesis inhibitors)包裹到聚乙二醇修饰的纳米颗粒表面,可以实现针对肿瘤血管的靶向治疗。
此外,通过调整纳米颗粒表面的化学特性,可以实现药物在肿瘤细胞内特异性释放,提高抗癌药物的治疗效果。
2. 光动力和热疗法利用纳米颗粒在激光或外界磁场作用下产生的光动力学效应和局部高温效应,不仅可直接杀灭肿瘤细胞,还能刺激免疫反应,提高机体对癌细胞的免疫毒杀效应。
例如,在肺癌治疗中,使用氧化亚铷钡包被金壳纳米线作为光敏剂,在激光刺激下可引发局部高温杀灭肿瘤细胞。
纳米药物在靶向治疗中的研究进展在现代医学领域,纳米技术的兴起为药物研发和疾病治疗带来了革命性的变化。
纳米药物作为一种新兴的治疗手段,在靶向治疗方面展现出了巨大的潜力。
本文将详细探讨纳米药物在靶向治疗中的研究进展,包括其优势、类型、应用以及面临的挑战。
一、纳米药物的优势纳米药物之所以在靶向治疗中备受关注,主要归因于其独特的优势。
首先,纳米粒子的小尺寸使其能够轻易地穿透生物屏障,如血脑屏障,从而将药物输送到传统药物难以到达的部位。
其次,纳米药物可以通过表面修饰实现对特定细胞或组织的靶向识别,提高药物在病灶部位的富集,减少对正常组织的毒副作用。
此外,纳米载体能够保护药物分子免受体内环境的影响,增加药物的稳定性和生物利用度。
二、纳米药物的类型1、脂质体纳米药物脂质体是由磷脂双分子层组成的囊泡结构,能够包裹水溶性和脂溶性药物。
通过在脂质体表面连接特定的配体,如抗体或多肽,可以实现对肿瘤细胞的靶向传递。
2、聚合物纳米药物聚合物纳米粒子通常由可生物降解的高分子材料制成,如聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)。
这些纳米粒子可以通过调节聚合物的组成和结构来控制药物的释放速度。
3、无机纳米药物无机纳米材料,如金纳米粒子、磁性纳米粒子等,在纳米药物领域也有广泛的应用。
金纳米粒子具有良好的光学特性,可用于光热治疗;磁性纳米粒子则可以在外部磁场的引导下实现靶向定位。
三、纳米药物在靶向治疗中的应用1、肿瘤治疗肿瘤是纳米药物靶向治疗的主要应用领域之一。
纳米药物可以针对肿瘤细胞表面的特异性标志物,如表皮生长因子受体(EGFR)、人表皮生长因子受体 2(HER2)等,实现精准的药物投递。
例如,抗体偶联的纳米药物能够特异性地识别并结合肿瘤细胞,将细胞毒性药物直接递送到肿瘤内部,发挥高效的杀伤作用。
2、心血管疾病治疗在心血管疾病方面,纳米药物可以靶向作用于受损的血管内皮细胞,促进血管修复和再生。
同时,纳米药物还能够抑制动脉粥样硬化斑块的形成和发展。
科技视界SCIENCE & TECHNOLOGY VISION0 引言超声造影剂(ultrasound contrast agent ,UCA )是一类能显著增强超声背向散射强度从而得到很强的超声回波的化学制剂[1],一般为纳米级的微气泡,内部可以携带靶向药物或抗体等,能够有效增强显影效果,更清晰地显示血管相关结构,常被应用于疾病的影像诊断和治疗。
20世纪60年代末,Gramiak 和Shah 将吲哚与生理盐水混合溶液经过震荡后,注入体内并应用于超声心动图,从此开启了超声造影剂发展的序幕[2]。
经过数十年的发展,已经完成了自含空气造影剂到含氟碳气体造影剂,自脂类和聚合物为基质的超声造影剂到偶联特异性抗体和其他配体的纳米级靶向造影剂的数次飞跃。
超声造影剂的安全性显著提升,临床使用范围更为广泛。
1 微泡造影剂的分类及其特点现阶段,常用超声造影剂多为直径为微米级和纳米级的包膜微泡,包膜内部充满氟碳气体。
通常根据外部包绕的囊膜材料不同分为脂质体微泡造影剂、蛋白质微泡造影剂、聚合物微泡(polylactic acid -glycolic acid ,PLGA )和表面活性剂微泡造影剂4类。
1.1 脂质体微泡造影剂脂质体是指一类由磷脂双原子层构成,内部为水相的人工囊泡[3]。
脂质体造影剂因壳膜的不同分为二棕榈酰磷脂酰胆碱和二硬脂酰磷脂酰乙醇胺2种。
这类磷脂脂肪链长,高度饱和,柔韧性较强,在体内寿命较长,声学响应性好,形成的微泡易产生回波[4],作为超声造影剂应用于临床已较为成熟。
基金项目: 2022年陕西省大学生创新创业训练项目(S202211840089);西安医学院大学生创新创业训练项目(121522089);陕西省科技厅社发项目基金(2023-YBSF-011);西安医学院校级重点扶持学科基金-医学技术学科(医学影像技术方向)作者简介:郭子琳,主要研究方向为超声造影剂制备。
通信作者:段云燕,教授,主要研究方向为心血管疾病的超声诊断。
医学超声造影成像的新技术研究进展随着医学技术的不断发展,医学超声造影成像技术已成为现代医院不可或缺的一部分。
医学超声造影是将荧光染料等造影剂注入人体,然后利用超声成像仪对其进行观察和诊断,以便于医生更加准确地了解患者的病情。
最近几年,随着医学技术的不断进步,医学超声造影成像技术也得到了快速的发展。
该技术已经得到广泛应用于放射科、心血管科、肝胆胰脾、泌尿系统、乳腺等外科领域。
针对医学超声造影成像的新技术研究进展,包括以下几个方面:1. 3D 超声造影成像技术传统医学超声是以 2D 基础上发展而来的,3D 超声造影成像技术,是在传统 2D 基础上加入了第三维,可以将人体内部的结构、器官以及动脉等图像化、立体化,并且还能够旋转、移动,从而给医生提供更准确的三维图像,以便于诊断。
2. 强化型超声造影成像技术强化型超声是一种能够通过注射某些特殊的造影剂,使得超声图像产生强化效果的超声技术。
强化型超声造影成像技术可以用于检测肝脏、胰腺、乳腺、脾脏等组织和器官的血供情况,从而帮助医生更准确地诊断各种疾病。
3. 色彩多普勒超声影像技术颜色多普勒超声影像是基于多普勒效应原理而发明的超声技术,可以实现血流动力学治疗、促进血流循环,提供血管血流信息。
通过该技术可以监测血管的血流速度、血流方向、血管的大小和血管的形状等信息,帮助医生更准确地诊断各种疾病,如深静脉血栓、动脉硬化等。
4. 细胞超声自动化诊断技术细胞超声自动化诊断技术也是一种新兴的医学超声造影成像技术,它可以通过图像处理、模式识别、计算机辅助设计和自动分析等方面,实现对肿瘤、结节和肿瘤的自动识别和定量分析。
医学超声造影成像技术是一项快速、可重复、无创、无辐射、低成本的诊断技术,目前已得到广泛的应用,能够在早期诊断和治疗方面为医生提供有效的帮助,同时,随着医学科技的不断进步和发展,医学超声造影成像技术的应用也会逐渐拓展到更广泛的领域,不断地促进医学研究的进一步发展。
·842·· 综述 ·靶向纳米粒超声造影剂的研究进展庄连婷,黄瑛(中国医科大学附属盛京医院超声科,沈阳 110004)摘要 近年来,随着分子影像学的迅速发展,超声医学也由传统的影像诊断步入分子水平的诊疗一体化模式。
超声造影剂是实现超声诊疗一体化的核心,现阶段对超声造影剂的研究也由微米级微泡发展到纳米粒。
靶向纳米粒超声造影剂不仅能显示肿瘤内部情况,同时还能利用纳米粒自身属性携带药物或者基因,用于肿瘤的治疗。
本文就靶向纳米粒超声造影剂的最新研究进展做一综述。
关键词 靶向性;纳米粒;超声造影剂;肿瘤中图分类号 R445.1 文献标志码 A 文章编号 0258-4646 (2018) 09-0842-05网络出版地址 /kcms/detail/21.1227.R.20180827.0922.034.htmlDOI:10.12007/j.issn.0258‐4646.2018.09.017Research Progress of Using Targeted Nanoparticles as Ultrasound Contrast AgentsZHUANG Lianting,HUANG Ying(Department of Ultrasound,Shengjing Hospital,China Medical University,Shenyang 110004,China)Abstract In recent years,with the rapid development of molecular imaging,ultrasonic medicine has moved from traditional image di-agnosis to an integrated mode of diagnosis and treatment at the molecular level. Ultrasonic contrast agents are the core of realizing the integration of ultrasonic diagnosis and treatment. Targeted nanoparticles can not only display the internal conditions of the tumor,but also carry drugs or genes for the treatment of the tumor,due to the properties of nanoparticles themselves. This paper reviews the latest research progress of using targeted nanoparticles as ultrasound contrast agents.Keywords targeted; nanoparticle; ultrasound contrast agent; tumor超声波成像技术是利用对扫描声束反射信号的接收、处理以获取人体内器官的影像,是一种无创、安全、可靠的成像方式。
但由于超声波易受肠气、肺气和骨骼等因素干扰,会导致图像质量不佳。
因此,寻找一种能够提高血池显像分辨率、显示组织灌注的成像方法是很多研究者的愿望。
20世纪60年代,美国GRAMIAK等[1]首次提出“超声造影”的概念,超声造影技术的出现大大提高了超声血池显像的分辨率,而超声造影技术的关键在于超声造影剂的研究制备。
迄今为止,有关超声造影剂的研究已经有半个世纪之久,超声造影剂的发展主要经历了3个阶段。
第一代超声造影剂为游离气体,由于其稳定性差、不能由外周静脉注射,只能用于右心显影,很少应用;第二代超声造影剂为由蛋白质或多糖包裹自由气体的微泡,不仅能经外周静脉注射入人体,还通过肺循环实现左心和外周血管显影,实现了造影剂由有创到无创质的飞跃;第三代造影剂为由脂质或者多聚化合物包裹大分子惰性气体的微泡造影剂[2],其中大分子惰性气体多为氟碳气体,粒径通常为1~10 μm,由于其溶解度和弥散度低,体内存留时间长,显影效果好,生物安全性高和相容性好,现已有部分第三代超声造影剂通过食品药品监督管理局 (Food and Drug Administration,FDA) 审核应用于临床,如Sonovue、Definity、Optison等。
第三代超声微泡造影剂的微泡大小是微米级,与红细胞差不多大,而肿瘤新生血管的内皮间隙约为380~780 nm,因此微米级超声微泡造影剂无法通过肿瘤血管间隙实现肿瘤血管显像,仅能用于血池显像;即使将微米级微泡注射入实体肿瘤中,也不能离开脉管系统,反而会引起相应的血管和淋巴管引流不畅。
随着超声分子影像学的迅速发展和临床需求的增加,超声造影剂从微米级微泡发展到纳米粒,微泡管径更小、穿透力更强,可以穿过肿瘤血管基金项目:国家自然科学基金 (81371552)作者简介:庄连婷 (1994-) ,女,硕士研究生.通信作者:黄瑛,E-mail:huangying712@ 收稿日期:2017-11-24网络出版时间:2018-08-28 9:38中国医科大学学报 第47卷 第9期 2018年9月Journal of China Medical University Vol.47 No.9 Sep. 2018·843·间隙进入组织[3]。
本文主要就靶向纳米粒超声造影剂的研究进展做一综述。
1纳米粒超声造影剂分类纳米粒超声造影剂的物理属性与其外膜和内核构成密切相关。
1.1 内核根据内核的形态不同,分为纳米级微泡和纳米乳超声造影剂。
纳米级微泡超声造影剂与第三代超声造影剂构成基本相同,都是由脂质或者多聚化合物包裹大分子惰性气体组成;纳米粒超声造影剂经微米级超声微泡造影剂差速离心法得到[4],粒径约为490 nm,性质稳定,低温避光保存其粒径和性能可维持达2周;两者不同之处仅是粒径达到纳米级,穿透力更强,能进入肿瘤血管间隙。
与第三代超声造影剂不同之处,纳米乳超声造影剂的内核为氟代氢的脂肪族化合物,其中碳原子数量决定全氟碳的物理属性,碳原子数<5为气态,≥5为液态;纳米乳超声造影剂内核全氟碳的碳原子数≥5。
但全氟戊烷[5]的沸点为29 ℃,注入人体生理状态下即相变为气态,这与超声聚焦特定部位显像相矛盾,因此目前研究使用较多的内核为全氟己烷或过氟辛基溴。
全氟己烷和过氟辛基溴沸点高,虽能克服上述存在的问题,但又出现需要更高能量的超声波促使液气相变发生这一问题。
有学者[6]发现用氧化铁纳米颗粒作为成核位点,对高沸点的全氟碳进行改性,可以大大降低纳米液滴的沸点,从而解决这一问题。
1.2 外膜纳米粒超声造影剂根据外膜材料不同,分为脂质纳米粒超声造影剂、高分子纳米粒超声造影剂、液态氟碳纳米粒等。
脂质纳米粒超声造影剂是目前研究较成熟的纳米粒超声造影剂,其外膜多为磷脂。
磷脂在人体内稳定性好,能够靶向多种炎症标志物,如抗细胞黏附分子1、抗血管黏附分子1、抗纤维蛋白、抗纤维蛋白原以及抗组织因子等。
李硕阳等[7]制备了一种载小干扰RNA的脂质纳米级超声微泡造影剂,平均粒径约为400 nm。
利用脂质纳米粒超声造影剂可以对肿瘤组织显像,小干扰RNA可以促使肿瘤细胞凋亡,使肿瘤基因沉默,实现肿瘤治疗评估一体化。
高分子纳米粒超声造影剂[8-9]是一种新型超声造影剂,其外膜多为乳酸/羟基乙酸聚合物,乳酸/羟基乙酸聚合物是目前唯一通过FDA审核的外膜高分子材料。
骆杰等[10]制备一种载紫杉醇和赫赛汀的高分子纳米级超声微泡造影剂;将其引入乳腺癌细胞中,发现与MCF-7有良好的结合性,这为实现乳腺癌超声分子显像和靶向治疗奠定了基础。
液态氟碳纳米粒[11]是目前报道最多的多功能纳米粒超声造影剂,集成像和治疗于一体;其核心为较稳定的氟碳类液体,液体成分使其对压力和机械应力更具有抵抗性,外壳为可连接配体的脂质或高分子材料;当其游离于血液循环中未到达靶区前,背向散射回声极低,只有聚集于靶区时,超声信号才明显增强,降低背景噪声,提高对比信号;液态氟碳纳米粒平均粒径约为200 nm,体内稳定性好,循环半衰期较长。
2靶向纳米粒超声造影剂常规超声造影剂对特定部位没有特异靶向性,包括纳米粒超声造影剂,然而靶向纳米粒超声造影剂可以对特定部位靶向结合,实现精准显像。
有文献[3]表明,虽然靶向微米级超声微泡造影剂也具有靶向性,但是肿瘤新生血管间隙小、靶点有限,这就推动了靶向纳米粒超声造影剂的问世。
靶向纳米粒超声造影剂是继游离气体、包裹自由气体的白蛋白或多糖微泡和包裹全氟化碳等惰性气体的传统微泡之后的一种新型超声造影剂[4],其表面连接有针对特定组织特异性受体的配体或是针对特异性抗原的抗体,纳米粒到达靶区后可特异地与病灶相应受体结合,使特定病变部位的超声信号增强,从而实现超声在分子水平的实时精准显像。
2.1 成像分类靶向纳米粒超声造影剂有2种显像机制[12],即被动靶向和主动靶向。
由于肿瘤血管的高渗透性增强了渗透性和保留率效应,纳米粒有更多可能积聚在肿瘤中,这种结合方式称为被动靶向;靶向纳米粒超声造影剂外壳上的特异性配体与肿瘤组织受体特异性结合称为主动靶向。
2.2 靶向纳米粒超声造影剂的应用2.2.1 恶性肿瘤化疗药物的传递:自1997年以来,人们一直在研究超声造影剂介导的药物传递,目前第9期 庄连婷等. 靶向纳米粒超声造影剂的研究进展·844·最新的研究方向是靶向纳米粒超声造影剂介导的药物传递。
传统的药物治疗在对病灶起作用的同时会对病灶周围正常组织产生影响,导致不良反应,影响正常组织功能;而靶向纳米粒超声造影剂不仅能够准确到达特定组织或特定部位实现精准显像,还能提高药物的传递效率。
靶向纳米粒超声造影剂介导药物传递的作用基础是超声波引导纳米粒形成细胞膜孔隙、打开细胞间连接或内吞作用以促进药物吸收[5]。
靶向纳米粒超声造影剂介导的药物传递主要用于恶性肿瘤的化疗方面。
化疗是一种全身性治疗方式,能够阻止癌细胞增殖、浸润和转移,直至最终消灭癌细胞,其中化疗药的固有毒性对消灭癌细胞至关重要,但这也是产生不良反应的主要原因;而减少不良反应的一种方法就是将化疗药封装在漏出率很低的载体上,同时载体具有在肿瘤组织内迅速释放化疗药的能力,从而减少健康的组织暴露。
而设计一种具有这2种对立属性的载体是实现药物传递的主要挑战。
将特定部位的载体由稳定的循环状态触发转变为不稳定的释放状态的方法有很多种,可以通过超声波爆裂脂质体和细胞膜 (声致相变[13]) ,也可以通过一定能量的激光辐照发生液气相变 (光致相变[13]) ,还可以通过制备一种内部含有全氟戊烷等氟碳液体的磁性纳米粒,外加交变磁场使磁性成分产热,使液态氟碳发生液气相变 (磁致相变[13]) 。