磁性脂質(zhì)超聲微泡造影劑的制備及影像增強的實驗研究

1、DOC格式論文，方便您的復(fù)制修改刪減磁性脂質(zhì)超聲微泡造影劑的制備及影像增強的實驗研究(作者:單位:郵編:【摘要】目的：探討自制磁性脂質(zhì)微泡超聲造影劑在體外 的基本特性及體內(nèi)的影像增強效果，為研制既能在超聲診斷中使影像 增 強，又能對腫瘤進行熱療的超聲造影劑提供理論基礎(chǔ)和實驗依據(jù)。方 法：(1)采用化學(xué)共沉淀法制備Fe3O4磁性納米材料，機械振蕩 法制 備磁性脂質(zhì)微泡。(2)馬爾文粒徑測量儀測量磁性脂質(zhì)微泡粒 徑，血球 計數(shù)板測量濃度，掃描電鏡及能譜分析對其形態(tài)和成分進行 分析。(3) 將已制備的磁性脂質(zhì)微泡原溶液放入4 C冰箱里儲存2周后觀察其形態(tài)和粒徑的變化。(4)大型彩超儀評價其在兔肝臟的

2、顯像效果。(5)分 別將含有不同濃度磁性納米粒子的脂質(zhì)微泡置于頻率230 kHz、輸出電流30 A的SPGW6A高頻磁感應(yīng)加熱設(shè)備平板線圈上加熱1 h,觀察其體外升溫情況。結(jié)果：此微泡平均粒徑為1 127 nm濃度為3X 109ml 1o在4C冰箱中放置2周后，其形態(tài)和粒徑 未發(fā)生明顯改變。經(jīng)耳緣靜 脈注入兔肝臟后，肝實質(zhì)回聲可見明顯增 強。一定濃度的磁性脂質(zhì)微泡 在一定磁場作用下具有升溫恒溫的特 性，溫度可恒定在4262C之 間。結(jié)論：此磁性脂質(zhì)微泡造影劑粒 徑小，性質(zhì)穩(wěn)定，影像增強效果好，在磁場作用下具有升溫恒溫能力，為今后臨床的進一步應(yīng)用提供了 實驗依據(jù)?！娟P(guān)鍵詞】脂質(zhì)微泡磁性納米粒子影

3、像增強Abstract : Objective To study the characteristics ofenhan ceme nt in vivo andself fl)： made magnetic lipid micro 扌 以 bubble ultrasound contrast age nt in vitro and image con trast pro vide the evide nee of theory and exp erime nt for mak ing the ultrasound micro 擬 bubble providing image enhanceme

4、nt and hyperthermia to the tumor.Methods (1) Fe3O4 magnetic nano 扌臥p articlesand magnetic lipid micro 擬 bubble were preparedby chemical coprecipitati ontech nique and mecha ni calvibrati on tech niq ue,(2) The surface morphology,size distributio n and concen trati on of the con trast age nt were mea

5、sured by Malvern,at the same time the appearanee and compositionC werewas analyzed by SEMand EDS,(3) Morphology and size of the lipid micro bubble saved in refrigerator at 4 observed after two weeks,(4) Rabbits were exam ined to observe thein liver using colorenhancement time and intensityultrasound

6、,(5)Thermodynamic test was used to observe temperature cha nge of various doses of Fe3O4 magn etic lipid microtttbubble un der alter mating magn etic field(AMF).Resultsmicro 打工 bubble were wellThe self 屯): made magnetic lipid shaped,with a mean diameter of 1127 nm and at a concentration of 3 x 109ml

7、 1 .The morphology and size of the lipid micro bubble inrefrigerator with 4the previous ones.Theprepared Fe3O4 magneticlipidP were con sistent withit at4262 C in certainmagn etic field,C on clusi onThe magneticmicro 擬、bubble raised the ternperature and maintainedlipid micro 擬 bubble steadily andcons

8、picuously functions as a con trast enhan cer that pro vide depen dable guara ntee for clinic application in future.mag neticKey words : lipid micro 擬 bubble ;nano M particle ； image con trast enhan ceme nt隨著分子生物學(xué)和超聲造影技術(shù)的不斷發(fā)展，超聲造影劑不僅可作為影像對比增強劑用于實質(zhì)器官的顯像，還可以作為藥物和基因的 載體而起到靶向治療的作用1 O本研究旨在利用納米技術(shù)和傳統(tǒng)的超聲微泡制備

9、技術(shù)相結(jié)合的方法研制出一種新型的磁性脂質(zhì)微泡超聲造影劑，并檢測其體外基本特性和體內(nèi)顯像情況,為今后實現(xiàn)將該微泡造影劑用于腫瘤的影像診斷和治療（如靶向化療、基因治療、熱 療等）提供實驗依據(jù)。1材料與方法 1.1試劑DPPE二棕稠酰磷脂酰乙醇胺）、DSPC二硬脂酰磷脂酰膽堿）（Sigma公司），吐溫80、甘油、丙二醇、葡萄糖、FeCI2、FeCI3、氨水（上?；瘜W(xué)試劑有限公司），SF6氣體（南京特種氣體公司）。機械振蕩儀（重慶影像研究所），激光粒度分析儀（MALVERN英國），磁力攪拌器（榮華儀器制造有限公司），掃描電鏡（JEOLJSIW6360LV,日本），能譜儀（Thermo NORAN,Va

10、ntage,美國），彩色超聲診斷儀（PHILIPS,德國）,廣口瓶。1.3實驗方法 1.3.1 Fe3O4磁性納米材料的制備及表征采用化學(xué)共沉淀法2, Fe3+： Fe2+按5 : 3的比例分別加入100ml溶液于燒瓶中，在氮氣保護和磁力攪拌下滴加氨水，待溶液中出現(xiàn)沉淀物并且該沉淀物由紅褐色轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏珪r停止滴加氨水, 拌30 min后于80 C水浴中熟化，棄上層廢液，用去離子水沖洗生 成物 后真空干燥備用。用掃描電鏡和能譜儀對其形態(tài)和成分進行分 析。1.3.2磁性脂質(zhì)微泡的制備和性質(zhì)檢測將準(zhǔn)確稱取的DSPC DPPE磁性納米材料、吐溫80和葡萄糖等 為主要成分的水合液按一定比例混合入3 ml的

11、小西林瓶，用SF6氣 體置換溶液上方的空氣，蓋緊蓋子后將小西林瓶放入機械振蕩器中揺 振45S,靜止數(shù)分鐘后用PBS稀釋，使用馬爾文測量儀檢測其粒徑 分布，血 球計數(shù)板測量其濃度，倒置顯微鏡觀察其形態(tài)特征，掃描電 鏡對其形態(tài)和成分進行鑒定。133兔肝臟顯影實驗采用20%勺烏拉坦5 ml kg - 1經(jīng)耳緣靜脈將兔子麻醉后，經(jīng)耳緣靜脈團注01 ml - kg- 1的濃度為3X109 ml - 1的磁性脂質(zhì)微泡溶液，即刻追注1ml的生理鹽水。采用Philips彩超診斷儀，以高頻 探頭對 兔肝進行造影，用超聲影像工作站儲存動態(tài)造影圖像。1.3.4磁性脂質(zhì)微泡體外升溫實驗將磁性脂質(zhì)微泡用1X PBS溶液

12、配制成含F(xiàn)e3O4濃度分別為10、15、20、2.5 g - L- 1的溶液，各取5 ml入25 mm平底試管中，分 別 置于頻率230 kHz、輸出電流30 A的SPG： 06A高頻磁感應(yīng)加熱設(shè) 備 平板線圈上加熱1 h,起始室溫20 C,試管底距高頻磁感應(yīng)加熱 線圈中 心0.5 cm,每隔5 min用TM 902C數(shù)字測溫儀測溫1次，以時 間為橫坐 標(biāo)、溫度為縱坐標(biāo)繪制Fe3O4納米磁流體的升溫曲線。2.1 Fe3O4磁性納米粒的表征掃描電鏡示Fe3O4磁性納米粒呈細(xì)顆粒狀外觀，大小均一，粒徑 大小為散在分布（圖1）;表面能譜分析（圖2）示磁性納米粒 樣品中只含有Fe和O兩種元素。2.2磁

13、性脂質(zhì)微泡造影劑的表征制備的磁性脂質(zhì)微泡光鏡下呈圓球形外觀（圖3）,外包被一層脂質(zhì)膜，內(nèi)充有透亮的SF6氣體，分散度好，馬爾文粒徑測量儀示平均 粒 徑為1127 nmo掃描電鏡圖（圖4）見磁性脂質(zhì)微泡近似圓球形，表 面 能譜分析結(jié)果（圖5）見磁性脂質(zhì)微泡中含有P、OFe等元素，其中 脂質(zhì)成分，F(xiàn)e、O為磁性材料的成分，證實磁性脂質(zhì)微泡已制備 成功。2.3正常兔肝影像增強實驗結(jié)果注射磁性脂質(zhì)微泡3 S后肝血管內(nèi)出現(xiàn)造影劑充填,6 S后肝實質(zhì)回6) O聲出現(xiàn)增強,710 min達高峰,10 min后仍可見較明顯增強（圖24體外升溫實驗結(jié)果當(dāng)磁場強度一定時，磁性脂質(zhì)微泡在磁場作用下，其升溫能力與Fe

14、3O4磁性納米粒子濃度呈正相關(guān)，濃度越大升溫能力越強、溫度上 升 越快，但具有共同的規(guī)律：在作用前30 min內(nèi)升溫迅速，3050 min升 溫平緩,50 min后溫度幾乎不再上升而恒定在4 26 2C之間3討論超聲造影劑以其增強實質(zhì)器官灰階顯像的特性而被廣泛應(yīng)用于 臨床腫瘤的影像診斷中。不僅如此，利用脂質(zhì)微泡在超聲介導(dǎo)下產(chǎn)生的生物 學(xué)效應(yīng)，還可大大加強攜載藥物或基因的脂質(zhì)微泡的靶向釋放 及基因的 轉(zhuǎn)染和表達。Mille等3指岀,超聲微泡作為一種人為的空化核，增加了血液里空化核的密度，降低了聲空化的閾值，加強了超聲空化 效 應(yīng)?？栈?yīng)所產(chǎn)生的強大沖擊波、內(nèi)切力、微速流使臨近的毛細(xì)血管 通透性

15、增加，組織細(xì)胞膜出現(xiàn)可逆性小孔4,這就為基因的轉(zhuǎn) 染和藥 物的靶向釋放提供了有利條件。為了實現(xiàn)微泡造影劑的諸多應(yīng)用及潛在價值，一些學(xué)者致力于制 備出安全性高、靶向性好、多功能的超聲微泡造影劑。超聲造影劑自誕生以來不斷發(fā)展，已從無穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)的氣體、蛋白質(zhì)和多糖類為外 殼的空氣微泡造影劑發(fā)展到以脂質(zhì)和多聚化合物為外殼、氟碳?xì)怏w為核心的微泡造影劑。磁性微泡造影劑是將磁性納米材料和脂質(zhì)微氣泡相 結(jié)合而研制出的一種新型造影劑。其目的是制備出兼具影像增強和 靶向 熱療作用的微泡。本研究的特點是利用磁性納米材料的磁感應(yīng)加 熱特性2，使制備岀的磁性微泡既具有影像診斷功能，又可對腫瘤 進行靶向 熱療。各項指標(biāo)的

16、檢測證實此造影劑已制備成功。超聲造影劑特異性成像技術(shù)5的主要原理是利用聲波對氣體 反射比對液體大近1 000倍的原理及微泡的非線性聲學(xué)效應(yīng)，通過聲 衰減、 聲速的改變和增強后散射等方式改變聲波與組織間的吸收、 射和折射等相互作用，使超聲回聲增強，從而提高灰階成像的對比分辨 率和空間分辨率。本研究制備出的磁性微泡造影劑經(jīng)兔耳緣靜脈注 入兔 血液系統(tǒng)，當(dāng)此造影劑到達兔肝時，可增強視頻強度和多普勒血 流信號，使肝實質(zhì)影像顯著增強。根據(jù)超聲成像原理，在超聲場下，包有磁性納米粒子的微泡聲振幅度要小于單純的脂質(zhì)微泡,產(chǎn)生的回體外升溫實驗顯示，在磁場強度一定的條件下，磁性脂質(zhì)微泡的 濃度越高，其溫度上升得越

17、快，當(dāng)溫度升到一定程度時，溫度不再隨 時間 而改變。這是由于微泡中磁性納米粒子吸收電磁波所產(chǎn)生的熱和 散發(fā)到 環(huán)境中的熱相等而使溫度保持不變。我們將一定濃度的包有磁 性納米粒的脂質(zhì)微泡懸浮液放在交變磁場中作用時，發(fā)現(xiàn)達到穩(wěn)定時 的溫度在4262C之間（圖刀，此溫度為腫瘤熱療的有效溫度。因 此, 我們可以利用不同濃度磁性脂質(zhì)微泡在一定磁場下的升溫恒溫來 實現(xiàn)對 腫瘤的熱療。隨著進一步的研究，磁性微泡造影劑不僅可用于腫瘤的臨床診斷，同時也為超聲造影劑對腫瘤進行熱療等提供了可能性。目前，該磁性超聲微泡造影劑正處于基礎(chǔ)研究中，真正的面向臨床應(yīng)用還有很 長的路要走?！緟⒖嘉墨I】ter HAAFG R,U

18、ltrasonic contrast agents: safetycon sideratio ns : J ,Eur J Radiol,2002,41(3): 217 擬 221.：2 YAN S Y,ZHANG D S,GU N,et al.Therapeutic effectof Fe2O3 nan opaticles comb ined with magn etic fluid hyperthermia on cultured liver cancer cells and xenograft cancers JNanosciNanotech,2005,5(8): 1185 擬 1192.:3 MILLER M W,MILLER D L,BRAYMAN A A,et al.A reviewin vitro bio 擬、effects of ultrasonic cavitary from a mecha