最小納米氣泡改變超聲造影和藥物遞送

科技日報記者張夢然

美國萊斯大學生物工程團隊開發出一種超小且穩定的菱形氣泡，約50納米大小。它是一種氣體填充的蛋白質結構，可自由浮動，有望徹底改變超聲成像和藥物遞送。與目前太大而無法有效穿過生物屏障的微氣泡或納米氣泡不同，這種氣泡被認為是迄今最小的醫學成像結構。研究成果發表在《先進材料》雜志上。

圖片來源：萊斯大學

微氣泡在超聲成像和超聲介導的基因或藥物遞送方面具有重要應用。它們可作為造影劑，在分子水平提供有關靶向生物標志物或細胞類型的相關信息。但目前的微氣泡體積太大，直徑約為1—10微米，這一點限制了它們在一些組織中的有效性。

相比之下，新氣泡可穿透組織。研究表明它們能夠到達淋巴結中重要的免疫細胞群。這為以前無法進入的細胞成像開辟了新的可能性。

淋巴組織的電子顯微鏡圖像顯示，大型納米結構隊列聚集在細胞內，在先天免疫反應的激活中起著關鍵作用，表明它們在免疫療法、癌癥預防、早期診斷和傳染病治療中具有潛在用途。

這一突破為超聲介導的疾病治療開辟了新途徑，影響未來的醫療實踐和患者的預后。研究對治療癌癥和傳染病具有顯著意義，因為淋巴結駐留細胞是免疫療法的關鍵靶標。

同時，這些納米結構完全由蛋白質組成，并且是在活細菌中產生的，所以與合成材料相比，這種生物材料的性能更好。該研究也預示了未來的幾個發展方向，包括評估納米氣泡的生物安全性和免疫原性，確定體內應用的最佳超聲參數等。這項材料設計的重大進步，有可能為多個科學領域帶來創新應用。