超声波效率与微气泡大小的关系:一个体外单分散微气泡研究
Benjamin van Elburg1, Joke Deprez2, Martin van den Broek3
1Physics of Fluids Group and Technical Medical (TechMed) Center, University of Twente, Enschede, the Netherlands.
概括
微泡的大小显著影响超声波介导的细胞内药物递送 (声波). 使用4.7微米的微泡实现了最佳的超声波效率,这表明正常应力,而不是剪切应力是关键机制.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学物理 声学物理
- 细胞生物学 细胞生物学
背景情况:
- 超声波利用超声驱动的微气泡振荡进行细胞内药物输送.
- 建议的机制包括剪切和正常应力,但微气泡大小的作用尚不清楚.
研究的目的:
- 为了研究微气泡大小对声波穿孔效率的影响.
- 阐明超声波诱导的声波穿孔的潜在机制.
主要方法:
- 在细胞单层上使用单分散微气泡进行体外声波试验.
- 在1MHz的不同声压 (250-750kPa) 和脉冲长度 (10-1000周期).
- 通过流动细胞计 (FITC-dextran吸收) 和超高速成像来量化声波效率.
主要成果:
- 气泡振荡幅度在声波诱导压力 (≥500 kPa) 时独立于半径.
- 超声波的效率很大程度上取决于微气泡的大小,在4.7微米半径处达到峰值.
- 4.7微米的气泡比典型的超声波对比剂大小的气泡效率高10倍.
结论:
- 微气泡大小是高效的超声波检测的关键因素.
- 正常应力,而不是剪切应力,可能是驱动这个系统中sonoporation的机制.
- 针对特定的微气泡大小可以优化超声波介导的药物输送.
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