超声辐射力促靶向微泡寻靶能力的研究

发布时间：2020-09-04 16:31

　　背景: 超声微泡介导的超声分子显像及药物和基因靶向传输由于微泡受循环中血液轴流所产生剪切力的影响,效率低下,尤其是在动脉中。超声微泡造影剂在血管腔中的轴流阻碍了微泡与血管内皮的结合,而这个缺点可用超声辐射力克服。目标: 本研究用低能量超声分别通过体外实验观察不同参数的超声辐射力对微泡造影剂的推移聚集作用,以及在体检测辐射力促进靶向微泡寻靶的能力,目的是为超声分子显像及药物的传递筛选适宜的辐射力参数。方法: 1.不同参数的超声辐射力对微泡造影剂的作用建立微血管流体模型,通过体视显微镜观察并记录不同的辐照参数对微泡造影剂的推移、聚集现象,研究不同的超声辐射力参数(声压、频率、微泡浓度、超声辐照时间)对流动状态下的微泡造影剂的推移聚集作用。 2.超声辐射力促微泡造影剂在小血管内的靶向黏附作用静电吸附法制备携抗ICAM-1抗体的靶向微泡造影剂,并对其进行评价,昆明小鼠阴囊内注射TNF-α构建小鼠提睾肌微血管炎症模型,并随机的分为三组进行实验:①靶向微泡+0KPa辐射力组(对照);②靶向微泡+54.2KPa辐射力组;③靶向微泡+79.3KPa辐射力组,每组5个只。通过激光共聚焦显微镜观察小鼠提睾肌微血管内绿色荧光的面积,以此验证超声辐射力促ICAM-1靶向微泡的在体寻靶能力. 3.超声辐射力促微泡造影剂在大血管内的靶向黏附亲和素桥接法制备携CD34抗体的靶向微泡造影剂,并分析鉴定。为了进一步证实辐射力在大血管中的作用,本实验以正常大鼠腹主动脉为观察对象,9只SD大鼠随机的分为三组:①靶向微泡+0KPa辐射力组(对照组);②靶向微泡+54.2KPa辐射力组;③靶向微泡+79.3KPa辐射力组。经大鼠尾静脉团注携CD34抗体靶向造影剂的同时进行超声辐照。扫描电镜观察并记录大鼠腹主动脉后壁内皮表面粘附的微泡情况,利用视觉模糊评分法量化微泡粘附数量,并进行统计学分析。结果: 1.离体实验当声强等参数一定时,频率为2.0 MHz的超声波对微泡的推移作用大于1.0 MHz和0.5 MHz,且聚集作用在2.0 MHz时最明显;低声压超声对微泡无明显破坏作用,但使其流速减慢;微泡浓度为7×10~7个/ml和7×10~5个/ml时超声辐射力对微泡有明显推移聚集作用,但微泡浓度高达7×109个/ml时,超声辐射力对微泡的作用不明显;延长辐照时间对微泡的推移和聚集作用无明显影响。 2.小鼠提睾肌微血管在体实验成功制备携抗ICAM-1抗体的靶向微泡造影剂,浓度为10~7 /ml,粒径范围为1-10μm,90%在3.25μm以下,抗体携带率75%左右。对照组提睾肌微血管内平均荧光为78.0±35.8μm~2,累积光密度为2342.7±1053.1。54.2KPa辐射力组和73.9KPa辐射力组提睾肌微血管内平均荧光面积为422.8±91.3μm~2和1522.0±464.2μm~2,累积光密度为9618.9±2522.0和42123.1±20001.4。单因素方差分析结果显示三组组间比较有明显统计学差异,73.9KPa辐射力组的荧光面积约为对照组的17.5倍,累积光密度约为对照组20倍的。 3.大鼠腹主动脉在体实验成功制备携CD34抗体的靶向微泡造影剂,浓度为10~7 /ml,粒径范围为1-8μm,90%在2.96μm以下,抗体携带率为70%左右。对照组平均视觉评分为:0.467±0.507分;54.2KPa辐射力组平均视觉评分为1.067±0.785分;73.9KPa辐射力组血管内皮表面可见大量成团的微泡附着,平均视觉评分为3.367±1.189分,单因素方差分析结果显示三组组间比较有明显的统计学差异。结论: 1.不同参数的超声辐射力对微泡造影剂的推移和聚集作用不同,可望通过调整辐射力参数来最大程度上提高超声微泡造影剂在血液循环中的靶向粘附作用。2.超声辐射力能提高了靶向微泡在微血管内对血管壁靶点的黏附,尤其是当辐射力声压为73.9KPa时靶向粘附率显著提高。3.超声辐射力更能在大血管中发挥其优势对抗高速血流所产生的剪切力,促进微泡的靶向粘附,当辐射力声压为73.9KPa时血管内皮表面能观察到大量微泡的聚集粘附。
【学位单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2010
【中图分类】：R445.1
【部分图文】：

示意图,流体模型,微血管,微泡

图 1 微血管流体模型示意图(二) 分组及评判方法以声压、频率、微泡浓度、超声辐照时间为考察因素，根据析因设计的方差分行不同的组合分组(表 1)，即当考察某一因素个水平间的差别时其他因素须保持固变，每组重复实验 3 次。观察不同参数辐照时微泡与管壁的距离，微泡的聚集的速变化，分析各因素对微泡造影剂的作用。表 1 实验所考察的因素及分组考察因素频率(MHz)输出功率(W)微泡浓度(个/ml)辐照时间(s)0.5 0.34 7×10511.0 0.68 7×10732.0 1.02 7×1095

粒径分布,微泡,靶向,粒径分布

在 3.25μm 以下(图 2)。携带 ICAM-1 抗体的微泡在 400 倍荧光显微镜下，表面发出环形绿色荧光(照片 9)。荧光抗体携带率约为 75%左右(图 3.1,3.2)。在小鼠提睾肌微血管炎症模型辐射力促微泡靶向粘附实验中，对照组提睾肌微血管内几乎无或者仅见少许微弱的绿色荧光(照片 10)，平均荧光面积为 78.0±35.8μm2, 累积光密度为 2342.7±1053.1(见表 2)；54.2KPa 辐照组部分提睾肌微血管内可见短条状绿色荧光(照片 11)，平均荧光面积为 422.8±91.3μm2, 累积光密度为 9618.9±2522.0(见表 2)；73.9KPa 辐照组提睾肌微血管内可见较多的呈分支长条状绿色荧光(照片 12), 平均荧光面积为1522.0±464.2μm2, 累积光密度为 42123.1±20001.4(见表 2)。多重组间对比得出三组提睾肌血管内荧光面积及累积光密度均有明显统计学差异(见表 2)，73.9KPa 辐射力组的平均荧光面积明显高于对照组，约是对照组的 17.5 倍(图 4)，而累积光密度约是对照组的 20 倍(图 5)。

微泡,流式细胞仪检测,荧光强度,靶向

图 3.1 普通微泡流式细胞仪检测荧光强度及携带率图 3.2 携 ICAM-1-FITC 抗体靶向微泡流式细胞仪检测荧光强度及携带率表 2 各组微血管内荧光面积的统计学资料

【引证文献】