剪切应力预条件和微泡流动模式调节超声波辅助等离子体膜透性

科学领域:

• 心血管研究研究心血管研究
• 生物医学工程 生物医学工程
• 细胞生物学 细胞生物学

背景情况:

• 针对缺血性心脏病 (例如动脉样硬化) 的向药物输送受到特定部位治疗沉积缺乏的限制.
• 微泡介导的聚焦超声波提供了一种有前途的方法,用于提高药物输送的局部内皮透性.
• 在血液流动受到干扰的情况下,了解微泡-内皮细胞相互作用对于优化这种治疗至关重要.

研究的目的:

• 在各种生理条件下使用聚焦超声波研究微泡介导的内皮透.
• 检查内皮前置条件和不同血流模式对超声波治疗疗效的影响.
• 为了将治疗结果与特定的细胞因子和化学因子水平相关联.

主要方法:

• 使用声学合显微镜系统,用DefinityTM微泡对内皮细胞进行声波检测.
• 在受控的 perfusion 条件下应用超声波 (1 MHz, 20 个周期爆发, 1 ms PRI, 4 秒持续时间, 300 kPa 峰值负压).
• 长时间剪切,非逆转的脉动流和逆转的振荡流对内皮透的研究影响.

主要成果:

• 在长时间的剪切下,内皮细胞的预条件改变了秘密体,增加了亲血管性分析物,减少了亲炎性分析物,增强了超声波敏感性.
• 超声波治疗效率与亲血管性细胞因子 (VEGF-A,EGF,FGF-2) 有正相关,与亲炎性化学因子 (MCP-1,GCP-2,SDF-1) 有负相关.
• 与层状流相比,非逆转的脉动流增加了内皮通透的2.4倍;逆转的振荡流显示了异质调制.

结论:

• 血管生理学和内皮生物学对缺血性心脏病的局部超声波药物输送系统产生重大影响.
• 优化超声波参数和理解流动动力学是提高治疗沉积的关键.
• 这项研究为设计更有效的针对心血管疾病的向治疗提供了关键的见解.