磁性脂质超声微泡造影剂的制备及影像增强的实验研究

1、磁性脂质超声微泡造影剂的制备及影像增强的实验研究         11-03-25 13:42:00     作者：李华梅张佳张东生    编辑：studa20【摘要】  目的：探讨自制磁性脂质微泡超声造影剂在体外的基本特性及体内的影像增强效果，为研制既能在超声诊断中使影像增强，又能对肿瘤进行热疗的超声造影剂提供理论基础和实验依据。方法：（1） 采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性纳米材料，机械振荡法制备磁性脂质微泡。（2） 马

2、尔文粒径测量仪测量磁性脂质微泡粒径，血球计数板测量浓度，扫描电镜及能谱分析对其形态和成分进行分析。（3） 将已制备的磁性脂质微泡原溶液放入4 冰箱里储存2周后观察其形态和粒径的变化。（4） 大型彩超仪评价其在兔肝脏的显像效果。（5） 分别将含有不同浓度磁性纳米粒子的脂质微泡置于频率230 kHz、输出电流30 A的SPG06A高频磁感应加热设备平板线圈上加热1 h，观察其体外升温情况。结果：此微泡平均粒径为1 127 nm，浓度为3×109ml1。在4 冰箱中放置2周后，其形态和粒径未发生明显改变。经耳缘静脉注入兔肝脏后，肝实质回声可见明显增强。一定浓度的磁性脂质微泡在一定磁场作用下

3、具有升温恒温的特性，温度可恒定在4262 之间。结论：此磁性脂质微泡造影剂粒径小，性质稳定，影像增强效果好，在磁场作用下具有升温恒温能力，为今后临床的进一步应用提供了实验依据。 【关键词】  脂质微泡磁性纳米粒子影像增强    Abstract：Objective  To study the characteristics of selfmade magnetic lipid microbubble ultrasound contrast agent in vitro and image contrast enhancement in vivo

4、 and provide the evidence of theory and experiment for making the ultrasound microbubble providing image enhancement and hyperthermia to the tumor.Methods  (1) Fe3O4 magnetic nanoparticles and magnetic lipid microbubble were prepared by chemical coprecipitation technique and mechanical vibratio

5、n technique.(2) The surface morphology,size distribution and concentration of the contrast agent were measured by Malvern,at the same time the appearance and composition was analyzed by SEM and EDS.(3) Morphology and size of the lipid microbubble saved in refrigerator at 4  were observed after

6、two weeks.(4) Rabbits were examined to observe the enhancement time and intensity in liver using color ultrasound.(5) Thermodynamic test was used to observe temperature change of various doses of Fe3O4 magnetic lipid microbubble under alternating magnetic field(AMF).Results  The selfmade magnet

7、ic lipid microbubble were well shaped,with a mean diameter of 1127 nm and at a concentration of 3×109ml1.The morphology and size of the lipid microbubble in refrigerator with 4 were consistent with the previous ones.The prepared Fe3O4 magnetic lipid microbubble raised the temperature and mainta

8、ined it at 4262 in certain magnetic field.Conclusion  The magnetic lipid microbubble steadily and conspicuously functions as a contrast enhancer that provide dependable guarantee for clinic application in future.    Key words：lipid microbubble； magnetic nanoparticle； image contra

9、st enhancement随着分子生物学和超声造影技术的不断发展，超声造影剂不仅可作为影像对比增强剂用于实质器官的显像，还可以作为药物和基因的载体而起到靶向治疗的作用1。本研究旨在利用纳米技术和传统的超声微泡制备技术相结合的方法研制出一种新型的磁性脂质微泡超声造影剂，并检测其体外基本特性和体内显像情况，为今后实现将该微泡造影剂用于肿瘤的影像诊断和治疗（如靶向化疗、基因治疗、热疗等）提供实验依据。1 材料与方法1.1 试剂DPPE(二棕榈酰磷脂酰乙醇胺)、DSPC(二硬脂酰磷脂酰胆碱) (Sigma公司)，吐温80、甘油、丙二醇、葡萄糖、FeCl2、FeCl3、氨水(上海化学试剂有限公司)，S

10、F6气体(南京特种气体公司)。1.2 仪器机械振荡仪（重庆影像研究所），激光粒度分析仪(MALVERN，英国)，磁力搅拌器（荣华仪器制造有限公司），扫描电镜(JEOL JSM6360LV，日本)，能谱仪（Thermo NORAN, antage，美国），彩色超声诊断仪（PHILIPS，德国），广口瓶。 1.3 实验方法采用化学共沉淀法2，Fe3+Fe2+按53的比例分别加入100 ml溶液于烧瓶中，在氮气保护和磁力搅拌下滴加氨水，待溶液中出现沉淀物并且该沉淀物由红褐色转变为黑色时停止滴加氨水，继续搅拌30 min后于80 水浴中熟化，弃上层废液，用去离子水冲洗生成物后真空干燥备用。用

11、扫描电镜和能谱仪对其形态和成分进行分析。将准确称取的DSPC、DPPE、磁性纳米材料、吐温80和葡萄糖等为主要成分的水合液按一定比例混合入3 ml的小西林瓶，用SF6气体置换溶液上方的空气，盖紧盖子后将小西林瓶放入机械振荡器中揺振45 s，静止数分钟后用PBS稀释，使用马尔文测量仪检测其粒径分布，血球计数板测量其浓度，倒置显微镜观察其形态特征，扫描电镜对其形态和成分进行鉴定。采用20%的乌拉坦5 ml·kg1经耳缘静脉将兔子麻醉后，经耳缘静脉团注0.1 ml·kg1的浓度为3×109 ml1的磁性脂质微泡溶液，即刻追注1ml的生理盐水。采用Philips彩超诊断仪

12、，以高频探头对兔肝进行造影，用超声影像工作站储存动态造影图像。将磁性脂质微泡用1×PBS溶液配制成含Fe3O4浓度分别为1.0、1.5、2.0、2.5 g·L1的溶液，各取5 ml入25 mm平底试管中,分别置于频率230 kHz、输出电流30 A的SPG06A高频磁感应加热设备平板线圈上加热1 h，起始室温20 ，试管底距高频磁感应加热线圈中心0.5 cm,每隔5 min用TM 902C数字测温仪测温1次，以时间为横坐标、温度为纵坐标绘制Fe3O4纳米磁流体的升温曲线。2 结 果2.1 Fe3O4磁性纳米粒的表征扫描电镜示Fe3O4磁性纳米粒呈细颗粒状外观，大小均一，粒径

13、大小为15 nm,散在分布（图1）；表面能谱分析(图2)示磁性纳米粒样品中只含有Fe和O两种元素。2.2 磁性脂质微泡造影剂的表征制备的磁性脂质微泡光镜下呈圆球形外观(图3)，外包被一层脂质膜，内充有透亮的SF6气体，分散度好，马尔文粒径测量仪示平均粒径为1127 nm。扫描电镜图(图4)见磁性脂质微泡近似圆球形，表面能谱分析结果(图5)见磁性脂质微泡中含有P、O、Fe等元素,其中P为脂质成分，Fe、O为磁性材料的成分，证实磁性脂质微泡已制备成功。2.3 正常兔肝影像增强实验结果注射磁性脂质微泡3 s后肝血管内出现造影剂充填,6 s后肝实质回声出现增强,710 min达高峰,10 min后仍可见较明显增强（图6）。2.4 体外升温实验结果当磁场强度一定时，磁性脂质微泡在磁场作用下，