载药聚酯超声微泡造影剂制备及应用研究

袁晓明

(宿州市食品药品检验所 化学室，安徽 宿州 234000)



载药聚酯超声微泡造影剂制备及应用研究

袁晓明

(宿州市食品药品检验所 化学室，安徽 宿州 234000)

超声造影剂在临床诊断和鉴别中发挥着极为重要的作用。概述了超声造影剂的特点和发展过程，用W/O/W双乳液溶剂挥发法制备PLGE载药超声微泡造影剂，体外超声显影效果良好。载药聚酯超声微泡造影剂在药物治疗和超声显影领域有良好的应用前景。

超声造影剂；载药；微泡

超声造影是利用造影剂使后散射回声增强，明显提高超声诊断的分辨力、敏感性和特异性的技术，由于其能无创、便携、实时地提供机体软组织和血液流动情况，为临床诊断提供病理信息，已成为应用最广泛的医疗检测技术之一。超声造影剂在病灶超声诊断与鉴别方面发挥着十分重要的作用，目前是超声造影领域研究的热点。

1 超声造影剂概述

超声造影剂的工作机理是增强背向散射信号的能量。理想的造影剂必须具备以下条件：①在循环中具有较强的稳定性，使灌注后保持足够时间；②能通过肺循环；③有稳定的剂型与浓度；④可以静脉给药；⑤微气泡的粒径大小均一，一般为3～8 mm，有良好稳定的显影效果；⑥无毒副作用。由于直径小于10μm的微泡在正常表面张力值的液体中只能维持几秒钟，所以需要一个外壳来保证微泡造影剂的稳定性，既能延长微泡在体内循环的寿命，又能产生良好的显影效果。目前使用较多的外壳材料有蛋白质、脂质体等。随着高分子化学的发展，用高分子材料包裹空气或者氟烷气体制备超声微泡造影剂成为一个重要的研究方向。高分子材料微泡具有粒径均一、抗压性能好、稳定性高、显影时间较长等优点，而且具有生物相容性好和降解产物无毒无害等特点。

造影剂发展经历了三个阶段[1]，第一代微泡为空气或者惰性气体，无包膜，显影时间短(几秒钟)，不稳定，尺寸大；第二代微泡由蛋白质、脂质体等包裹空气组成的，显影时间为5min左右，尺寸小，稳定性较好；第三代微泡为膜壳包裹氟碳气体，因为氟碳气体在血液中溶解度低和弥散度较低，提高了稳定性，显影时间延迟到15min左右。

2 PLGE载药微泡造影剂的制备及体外超声显影实验

聚合物材料由于具有良好的生物相容性和亲和性，降解速度可以调节等优点，常用作药物的载体，所以载药微粒体既有超声显影的作用，又可在聚合物上引入抗体或识别基团，在血液循环的过程中识别和诊断病变组织，实现靶向治疗作用，并通过超声控制药物的释放，达到诊断和治疗相结合的目的。加入亲水基团PEG可延长微泡的显像时间、增加稳定性，因为亲水性PEG使微泡表面形成一层水化膜，遮盖了其表面的疏水结合位点，从而防止血浆渗入微泡，降低了对网状内皮细胞的识别和摄取[2]。

2.1 试剂与仪器

乙交酯：PURAC Netherlands，重结晶后，乙醚洗涤后干燥冷藏备用。L-丙交酯：PURAC Netherlands，重结晶，乙醚洗涤后干燥冷藏备用。聚乙二醇：C.P 分子量2 000，北京益利精细化学品有限公司，直接使用。异辛酸亚锡：Sigma公司，直接使用。二氯甲烷：A.R 北京益利精细化学品有限公司，直接使用。西门子ACUSON X150超声诊断仪;真空恒温干燥箱DZF6500。

2.2 PLGE载药微泡造影剂的制备

按一定比例将LA、GA和PEG装入聚合管中，加入0.05%(wt)的催化剂异辛酸亚锡，并用氩气置换聚合管中的空气，真空封管，在170～180℃条件下反应24h。用氯仿溶解，真空抽虑，干燥恒重，得到白色PLGE聚合物。用W/O/W溶剂挥发法制备PLGE载药微泡：先将药物水溶液加入到PLGE的二氯甲烷的溶液中，通过超声均化得到初乳。将初乳在剧烈搅拌条件下逐渐滴加到含有PVA和吐温60的大量外水相中，形成W/O/W双乳液。降低搅拌速度，使有机溶剂充分挥发。洗涤，离心，干燥，得到多孔PLGE载药微粒体。

2.3 体外超声显影效果

为了观察PLGE多孔载药微泡造影剂对超声信号的显影效果，对其体外超声效应进行了测试。取10mg载药微粒体，分散在40mL蒸馏水中，用50mL规格的注射器吸取微粒体水溶液，通过恒流泵调节流速，用L7探头(探头频率2W)检测超声信号，用Siemens 超声仪分析图像，观察超声成像效果。见图1。

图1 超声显影的多普勒图

注：红色代表粒子向探头运动，蓝色代表粒子离探头而去

由图1可以清楚地观察到造影剂能反映管内流体流动情况的超声图像，实验结果表明，该造影剂具有良好的超声显影效果，而且在循环中维持时间达到0.5h。因为用W/O/W双乳液溶剂挥发法制备的PLGE载药微粒体是多孔结构，由于溶剂挥发形成的许多通道贯穿整个微粒体，实际上是一种包封空气的微粒体，这种结构有利于微粒体在超声作用下做有规律的收缩和振动运动，产生高于固体和液体几个数量级的背向散射能量，因而会产生良好的超声造影效果。

3 载药聚酯微泡造影剂在药物治疗中的应用

3.1 载药或基因

药物或基因可以通过载体包裹、非共价键连接、直接黏附等方式被载体携带，其中高分子聚酯材料包裹药物或基因制成微泡是应用比较广泛的承载方式。Chumakova等[3]用带负电的PLGA和带正电的PEI/DNA质粒结合，制备载基因微粒体，并通过人体实验施加低频率超声辐照，研究表明增强了肿瘤细胞的转染率。

3.2 靶向治疗

载药聚酯微泡造影剂在药物靶向治疗方面常用的有三个途径：一是将聚酯载体的表面进行修饰，连接一些识别一些组织的特异性受体的配体或者特异性抗原的抗体，微泡通过静脉进入人体后能选择性地与相应受体或配体结合，增强靶区的超声信号，达到靶向治疗和诊断的目的[4]。二是携带药物或基因的微泡注入人体后，用低频超声照射特定组织，超声的瞬间空化作用可以使微泡产生剧烈振动而破裂，释放出药物或基因到特定靶区，降低药物对全身的副作用，实现靶向治疗[5]。三是制备纳米级载药微泡，与微米级微泡相比，其粒径小，穿透力强，可穿透血管内皮，可用于血管外肿瘤组织的显影和治疗。Rapoport等[6]制备PLLA-PEG包裹紫杉醇的纳米乳剂，与吉西他滨合用，对治疗动物胰腺癌疗效显著。

4 展望

载药聚酯超声微泡造影剂在超声显影和载药靶向释放领域都取得一定的进展，但也存在一些问题亟待解决，如微泡的稳定性，临床应用的复杂机制，超声治疗的相关参数优化等。相信载药聚酯微泡造影剂在重大疾病的治疗和诊断方面会有很广阔的前景。

[1] 赵金花,惠春,陈亚珠. 超声微泡造影剂的发展及最新临床应用研究[J].中国医学物理学杂志，2010,27(2):1802-1805.

[2] 刘学兵,许川山.载药脂质超声微泡造影剂的制备及应用研究[J].中国介入影像与治疗学，2008,5(2):156-159.

[3] CHUMAKOVA OV, LIOPO AV, ANDREEV VG, et al. Composition of PLGA and PEI/DNA nano-particles improves ultrasound-media-ted gene delivery in solid tumors in vivo[J]. Cancer Lett,2008,261(2):215-225.

[4] 王志刚. 超声微泡造影剂在疾病诊断与治疗中的研究进展[J].中国医学影像技术,2005, 21(8):1148-1150.

[5] 逯敏飞，程永清，李丽君等. 微泡超声造影剂：一种新型的药物靶向载体[J].中国医学影像技术,2005,21(4):513-515.

[6] RAPOPORT N, KENNEDY AM, SHEA JE, et al. Ultrasonic nano-therapy of pancreatic cancer: lessons from ultrasound imaging[J]. Mol Pharm, 2010, 7(1): 22-31.

(责任编辑：宋勇刚)

The Preparation and Application Research on Drug-loaded Polyester Micro-bubble Ultrasound Contrast Agent

Yuan Xiaoming

(Suzhou Institute for Food and Drug Control ,Anhui 234000, China)

Ultrasound contrast agent plays an extremely important role in clinical diagnosis and differential.Summarizes the characteristics of ultrasound contrast agents and development process.The PLGE drug-loading ultrasound micro-bubble ultrasound contrast agent is prepared with the W/O/W double emulsion solvent evaporation method.Ultrasonic enhancement effect is good in vitro. Drug-loaded polyester micro-bubble ultrasound contrast agent has broad application prospects in the field of drug therapy and ultrasound imaging.

Ultrasound Contrast Agent; Drug-loaded; Micro-bubble

2014-03-24

袁晓明(1985-)，女，安徽省宿州市食品药品检验所主管药师，研究方向为生物医用高分子药物控制释放行为与功能高分子研究。

R318.08

A

1673-2197(2014)15-0018-02