带有连接臂的微泡超声造影剂的制备研究

论文摘要

超声造影剂（Ultrasound contrast agents,UCA）的出现,开创了无创伤超声医学的一个崭新领域,除了作为超声诊断药剂之外,近年来还发现微泡超声造影剂具有分子成像、促进血栓溶解、促进基因转染及药物体内运输定点释放等作用。而这些作用的实现,需要制备出能够高效携带靶向因子、抗体、基因等的新型微泡超声造影剂。本文通过在微泡膜材料中加入聚乙二醇的方法,制备出了一种带有连接臂的新型具备靶向能力的微泡超声造影剂,并对该造影剂进行了体外心肌重构模型靶向实验研究及体内成像研究,本文主要工作如下:（1）实验在考虑聚合物微泡造影剂组分的无毒性、生物相容性、溶血性等问题的基础上,确定了聚合物超声造影剂微泡主要膜材料、乳化剂、稳定剂等其它辅助材料及用量。即:膜材料聚乙二醇6000（15.0%）,吐温80（3.5%）,葡萄糖（1.0%）,连接臂聚乙二醇400（1.0%）,水相:油相=79:21。（2）研究了微泡的制备及保存。通过观察超声声振膜溶液所得微泡性质及所需声振时间,确定微泡最佳制备条件,即:超声功率600W,声振时间3min。对微泡室温保存方法进行了初步探讨,发现聚乙烯醇可以延长微泡室温保存时间。（3）借助Image-Pro Plus 5.0.2,Photoshop软件及其它辅助工具,对实验制备的带连接臂聚合物微泡造影剂的粒径分布及浓度进行了分析测定。测得实验制备出的包裹空气的造影剂平均粒径为3.43μm,浓度为3.56×109个/mL;包裹六氟化硫气体的造影剂平均粒径为2.87μm,浓度为7.65×109个/mL。同时,对微泡进行分级,得到1-7μm不同粒径段的分布更为集中造影剂微泡。（4）通过连接抗体明胶酶A（MMP-2）和明胶酶B（MMP-9）,测定了自制超声造影剂的靶向性能,微泡连接抗体的实验条件为40℃孵育30min,结合后稳定时间在2h以上。荧光显微镜下观察,抗体与微泡紧密结合,牢固性良好,组织切片特异性抗原结合体外实验进一步表明微泡与抗体结合能力极佳。（5）对带有连接臂聚合物超声造影剂行动物实验,测定了造影剂超声显影情况。分别采用实验犬和大白鼠作为实验对象,动物犬超声显影实验过程中,可观察到实验犬左右心室、心肌均有明显显影增强。实验中同时发现空气微泡显影时间相对于六氟化硫微泡要短,说明低弥散度的气体有利于微泡稳定。取犬血气分析,未见异常现象,说明本造影剂有左右心室造影的功能,造影安全。大白鼠静脉注射造影剂后,左右心室显影增强,可观测到心肌成像。实验中,未发现大白鼠有异常现象,造影剂对大白鼠短期内未产生不良后果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 国外发展状况
• 1.1.2 国内发展状况
• 1.2 超声造影剂的介绍
• 1.2.1 理想的回波 UCA 的基本要求
• 1.2.2 UCA 的几种物理形态
• 1.2.3 超声造影剂微泡的主要材料
• 1.2.4 超声造影剂微泡特性
• 1.2.5 影响微泡稳定性的因素
• 1.2.6 微泡超声造影剂的制备方法
• 1.3 聚合物微泡造影剂的研究意义
• 1.4 本论文研究的主要内容
• 1.5 技术路线
• 1.6 技术关键
• 1.7 实验中的创新点
• 2 实验原理
• 2.1 超声波显像的原理
• 2.2 聚合物微泡造影剂增强显影的原理
• 2.3 超声空化制备微泡造影剂原理
• 2.4 超声波对PEG 溶液作用的机理分析
• 3 带有连接臂的微泡超声造影剂制备
• 3.1 实验试剂及仪器
• 3.2 带有连接臂的微泡超声造影剂的制备方法
• 3.2.1 微泡的制备
• 3.2.2 微泡的分离
• 3.2.3 微泡分级
• 3.2.4 微泡存放
• 3.2.5 微泡粒径分布及浓度的测定
• 3.3 带有连接臂的微泡超声造影剂的材料选择
• 3.3.1 制备要求
• 3.3.2 膜材料的选择
• 3.3.3 乳化剂的选择
• 3.3.4 稳定剂的选择
• 3.3.5 气体选择
• 3.3.6 连接臂材料的选择
• 3.4 带有连接臂的微泡超声造影剂的制备研究
• 3.4.1 膜材料种类及剂量对造影剂的影响
• 3.4.2 乳化剂比例的影响
• 3.4.3 油相与水相的比例对微泡乳液稳定性的影响
• 3.4.4 稳定剂种类及剂量对造影剂的影响
• 3.4.5 药物连接臂对微泡的影响
• 3.4.6 超声功率对微泡的影响
• 3.5 带有连接臂的微泡造影剂的结果分析
• 3.5.1 微泡造影剂粒径分布分析
• 3.5.2 微泡分级
• 3.6 本章小结
• 4 带有连接臂的微泡超声造影剂携载抗体研究
• 4.1 材料与仪器
• 4.2 带有连接臂的微泡造影剂与抗体结合
• 4.3 分析讨论
• 4.3.1 靶向造影剂与带荧光的抗体MMP-2 结合实验
• 4.3.2 靶向造影剂与特异性抗原结合能力体外实验
• 4.4 本章小节
• 5 动物实验
• 5.1 实验试剂及仪器
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录