如果你有一个词“超声波”协会游戏,“声波”很容易。但近年来,新学期已经浮出水面:泡沫。这些短暂的,球状的形状被证明是有用的在提高医学成像、疾病检测和靶向药物输送。只有一个故障:泡沫失败后不久,注射到血液中。
现在,经过10年的工作,一个多学科的研究小组建立了一个更好的泡沫。他们的新配方和可定制的外层导致纳米泡沫;那么小,经久耐用,他们可以旅游和穿透人体一些人迹罕至的地区。
工作是一个合作艾尔·克里斯托弗·德莱昂和同事的监督下Agata报告》的美国放射学在克利夫兰凯斯西储大学医学院的阿明贾法里Sojahrood的监督下迈克尔Kolios的物理系瑞尔森大学的生物医学工程研究所科技(ib)在多伦多。他们的结果发表在最近ACS Nano,在一个纸题为《对精确可控的声学响应shell-stabilized nanobubbles:高收益和narrow-dispersity”。
的进步最终都会导致清晰超声图像,“Kolios说。但在更广泛的层面上,我们共同的理论和实验研究提供一个基本框架,将有助于建立nanobubbles应用在生物医学成像;从材料科学和潜在进入其他领域,表面清洗和混合。
在超声波气泡:缩小到纳米尺度
超声波是第二世界上最常用的医学成像模式。与其他模式一样,病人可能吞下或注射代理创建图像的对比,从而使身体结构或液体更容易看到。
超声波,泡沫作为对比剂。这些充气地球仪是由磷脂壳封闭。对比超声波时生成与泡沫,导致它们摆动和反射声波从波显著差异反映在身体组织。泡沫通常用于改善图像质量,提高患者疾病的检测。但由于它们的大小(相当于红细胞),微气泡是局限于血管中循环,在外面不能到达病变组织。
“我们的研究团队现在在CWRU工程稳定,长期在纳米泡沫;测量直径100 - 500 nm,说报告》。他们使他们甚至可以挤过漏水的恶性肿瘤的血管。
有了这样的能力,nanobubbles非常适合细分子成像和靶向药物传输等应用。与瑞尔森团队一起工作,研究人员已经开发出一种清晰的理解与超声波nanobubbles如何可视化理论,以及成像技术是什么需要最好的可视化泡沫的身体。
控制nanobubble行为
大小问题不谈,泡沫也复杂的振荡器,表现出行为难以控制。在当前的工作中,研究团队还想出了一个办法来精确控制和预测泡沫与和声学上应对超声波。
“通过引入膜添加剂对我们的泡沫配方,我们展示能力控制如何僵硬(或如何灵活)泡沫外壳,“德莱昂说。“泡沫配方可以定制,以匹配不同的应用程序的特定需求。
例如,硬,稳定泡沫的设计可能会持续足够长的时间来达到身体组织很难访问。柔软的泡沫可能产生清晰的超声波图像某些类型的身体组织。泡沫振荡甚至可以调整增加细胞渗透性,可能增加药物输送到病变细胞,这可能会减少所需的剂量。
病人,最终的受益者
在成功证明了能力定制泡沫外壳属性及其与声波,当前工作对nanobubble效力有激动人心的影响;在诊断和治疗的应用。
Sojahrood看到许多潜在的好处,为生物医学和患者在诊所。相比其他成像或治疗选项,比如外科手术刀,笨重的MRI机器,或放射性碘的风险在CT扫描,超声波可以更快,更便宜,更有效和更少的入侵,”他说。通过推进超声波nanobubbles,我们最终可能使诊断和治疗提供更多,更有效,即使在世界的偏远地区,最终改善患者的结果,拯救更多的生命。
