一種用于腎癌的納米級含臭氧微泡超聲造影劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于超聲分子影像學和生物醫學工程領域，具體涉及一種納米級含臭氧微泡超聲造影劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]腎癌是我國排前十的惡性腫瘤之一，存活率較低。腎癌的早期診斷和早期治療與其療效密切相關。超聲成像技術作為一種無創、低成本、實時的成像技術，已廣泛應用于腎臟腫瘤的普查和臨床診斷。然而由于傳統超聲診斷技術的敏感性和圖像分辨率都較低，限制了超聲診斷的進一步應用。微/納米超聲造影劑和超聲造影技術的引入開辟了超聲成像的新時代，使超聲診斷具有更高的敏感性和更高質量的圖像。但是目前納米級超聲造影劑的研究仍屬起步階段，還有一些問題尚待解決，如納米超聲造影劑的顯像效果和保存時間的優化、既具有較高散射強度又可穿透內皮間隙的最佳粒徑的納米級超聲造影劑的制備、如何在靶向修飾的同時限制造影劑大小、如何優化獲得最佳的超聲顯像效果時造影劑適用的頻率范圍或最佳頻率等。理想的納米超聲造影劑應具備以下條件:①小粒徑(粒徑小于Ιμπι);②半衰期長，人體體內性質穩定好外殼柔軟且富有彈性生物相容性好，副作用少，制備方法簡單，儲存方便。
[0003]目前一些專利資料介紹的微/納米級超聲造影劑及其制備方法還存在一些問題，如生物降解高分子含氣微泡超聲造影劑及制備方法中(申請號200610021204.9)，存在著超聲造影劑微粒在微米級、背向散射回聲相比納米級弱的問題。一種負載小干擾RNA的納米級脂質微泡超聲造影劑及制備方法(申請號201310024514.6)，存在的問題是脂質超聲造影劑背向散射回聲信號不如含氣微泡超聲造影劑的強。納米超聲/熒光雙模態造影劑、其制備方法與應用(申請號201410600818.7)，納米超聲/熒光雙模態造影劑盡管具有超聲造影和熒光顯示功能，但是采用噴霧干燥的參數會嚴重影響納米超聲造影劑的質量，而且生物相容性較差。因此，研究和制備具有納米級粒徑、半衰期長、彈性大、生物相容性強的含臭氧微泡超聲造影劑是目前重中之重的工作，這對我國腎癌患者的超聲造影技術診斷和治療工作具有重大的社會意義和社會價值。
【發明內容】
[0004]為了解決上述問題，本發明提供一種納米級含臭氧微泡超聲造影劑及其制備方法。所述的納米級含臭氧微泡超聲造影劑以納米蠶絲蛋白乳液、納米殼聚糖溶液、蜂膠和蒸餾水的混合溶液為包膜材料，以臭氧為包封氣體，具有大小均勻的納米級氣泡、半衰期長、性能穩定、膜彈性大、生物相容性和可降解的特點，是作為超聲造影用的理想超聲造影劑。所述的制備方法采用雙頻復合超聲的空化效應，聯合納米曝氣系統制備納米級含臭氧微泡超聲造影劑，簡單易行，安全性高。
[0005]所述的納米級含臭氧微泡超聲造影劑的制備方法包括以下幾個步驟:
[0006]步驟一:制備納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料；
[0007]將納米蠶絲蛋白乳液、納米殼聚糖、蜂膠和蒸餾水混合，用磁力攪拌機攪拌40?60min，得到納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料。
[0008]步驟二:制備納米級含臭氧微泡乳液；
[0009]將步驟一制備的納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料放置在雙頻復合超聲的空化裝置中，采用臭氧發生裝置產生臭氧，通過納米曝氣系統向納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料中通入臭氧，在去離子水冷卻的條件下進行超聲空化15?30min，得到納米級含臭氧微泡乳液。
[0010]所述的納米曝氣系統的曝氣頭的孔徑小于5nm。
[0011 ] 步驟三:制備納米級含臭氧微泡超聲造影劑；
[0012]將步驟二中制備的納米級含臭氧微泡乳液，以2500?3000rpm離心處理3?5min后得到懸浮液，收集懸浮液中間層的納米級微泡溶液到安培瓶中，向所述安培瓶填充臭氧并密封安培瓶瓶口，即得到納米級含臭氧微泡超聲造影劑，并置于0°C冷櫥柜中保存。
[0013]所述的納米級含臭氧微泡超聲造影劑中納米級含臭氧微泡的直徑為200?300nmo
[0014]—種納米級含臭氧微泡超聲造影劑的應用，用于在低頻率超聲共振下造影成像，可以用于協助診斷腎癌。
[0015]本發明具備的優點為:
[0016](1)本發明所述的包膜材料均用納米高分子材料，都具有生物相容性和生物可降解性，不會與人體細胞產生排斥反應，無毒性。
[0017](2)本發明所述材料均為醫用生物材料，納米蠶絲蛋白乳液、納米殼聚糖溶液、蜂膠都可以成膜，尤其是納米蠶絲蛋白膜的彈性好，納米級含臭氧微泡不易破裂，在低頻率超聲共振下即可成像診斷腎癌。
[0018](3)采用雙頻復合超聲的空化裝置更能增強空化效應，制備的納米級含臭氧微泡的粒徑更小。
[0019](4)本發明所述納米級微泡超聲造影劑包封的臭氧具有促進血液循環，提高細胞活體的功能，在室溫下還具有滿足超聲造影的半衰期。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發_中苧化裝詈結構示意圖。
[0021]圖中:
[0022]1.反應器；2.超聲空化器A ；3.超聲空化器B ；4.超聲換能器A ；5.超聲換能器B ；6.循環水箱；7.支架。
【具體實施方式】
[0023]下面結合實施例對本發明作進一步說明。
[0024]本發明提供一種納米級含臭氧微泡超聲造影劑的制備方法，所述的制備方法包括有下列步驟:
[0025]步驟一:制備納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料；
[0026]將納米蠶絲蛋白乳液10?15ml、納米殼聚糖20?30ml、蜂膠5?10ml和蒸饋水200?300ml混合，用磁力攪拌機攪拌40?60min，得到納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料，備用。
[0027]步驟二:制備納米級含臭氧微泡乳液；
[0028]將步驟一制備的納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料放置在雙頻復合超聲的空化裝置中，進行超聲空化15?30min，得到納米級含臭氧微泡乳液，備用。
[0029]所述的空化裝置如圖1所示，包括反應器l、40kHz的圓柱形槽式超聲空化器A2和25kHz的探頭式超聲空化器B3，超聲換能器A4、超聲換能器B5和循環水箱6，所述的反應器1和循環水箱6分別通過支架7固定，并且所述的反應器1置于循環水箱6內部，可以通過循環水箱6內的流動水對反應器1進行降溫。所述的超聲空化器A2和超聲空化器B3的超聲波場相互垂直進行放置，所述的超聲空化器A2和超聲空化器B3的兩端分別連接有超聲換能器A4和超聲換能器B5。所述反應器1為圓柱形，反應器1的橫截面的直徑為超聲空化器A2的超聲波長的一半的整數倍，所述反應器1的高度為超聲空化器B3的超聲波長的一半的整數倍。
[0030]將所述的納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料置于反應器1內，向反應器1中通入流量為10?15L/h的臭氧，通過納米曝氣系統在去離子水冷卻的條件下進行超聲空化15?30min，得到納米級含臭氧微泡乳液。
[0031]所述的臭氧由臭氧發生裝置提供。所述循環水箱6內的流動水為去離子冷卻水，溫度低于15攝氏度。
[0032]所述的納米曝氣系統的曝氣頭的孔徑小于5nm。
[0033]步驟三:收集制備納米級含臭氧微泡超聲造影劑；
[0034]將步驟二中制備的納米級含臭氧微泡乳液，以2500?3000rpm離心處理3?5min后得到懸浮液，離心后得到的懸浮液分為三層:最下層為未形成納米級含臭氧微泡超聲造影劑的包膜材料沉淀，中間層為納米級含臭氧微泡溶液，最上層為粒徑較大的不穩定泡沫。收集懸浮液中間層的納米級含臭氧微泡溶液裝入安培瓶中，向所述安培瓶填充臭氧，納米級含臭氧微泡溶液中臭氧濃