超声波束触发“纳米液滴”在正确的位置输送药物

传统的药物输送通常就像用大锤敲坚果一样。无论药物是吞咽、注射、吸入还是通过皮肤吸收，它最终都会扩散到身体的大部分部位，包括那些不需要的部位，甚至可能造成伤害的部位

但如果交付可以准确地针对正确的地点呢？这将使总剂量显著降低，从而最大限度地减少副作用

现在，美国科学家找到了一种方法来完善一种有前景的新兴方法。通过他们的新方案，该方法首次安全有效，有望为首次人体试验铺平道路。研究结果发表在《分子生物科学前沿》上

犹他大学研究生助理、该研究的第一作者Matthew G Wilson说：“在这里，我们展示了一种将药物输送到身体需要药物的特定区域的方法。我们使用超声波来实现这一点，当超声波聚焦于靶点时，会触发循环纳米载体的药物释放。”。“我们开发了一种重复生产稳定纳米载体的方法，并确定了可以激活它们的超声参数。”

纳米载体是直径在470至550纳米之间的微小液滴，外壳由聚合物分子组成。这些聚合物有两个不同的末端：一个是亲水性的，与血液等水溶液很好地混合，面朝外；另一个是疏水性的，不与水混合，面朝内

外壳内是疏水性全氟碳化合物的内核，这些分子主要由氟和碳组成，并与同样疏水的感兴趣药物混合。外壳将核心分开，防止它们聚集成一个液滴，并形成对抗免疫系统的屏障。这种效果很像蛋黄酱，鸡蛋中的蛋白质形成包裹的油滴，否则油和水会完全分离

为了释放药物，研究人员播放了300或900千赫的超声波——一种频率超过人类听力上限的声波。超声波束可以在三维方向上被引导，以聚焦在身体内只有几毫米宽的期望区域

超声波被认为会导致全氟碳化合物膨胀，拉伸液滴的外壳，使其对药物更具渗透性，然后药物扩散到需要的器官、组织或细胞

研究人员比较了三种不同的全氟碳，全氟辛烷（PFP）、十氟戊烷（DFP）和全氟辛基溴（PFOB），代表性药物——麻醉剂和镇静剂丙泊酚——的递送效率。超声在体外以100毫秒的60个脉冲在一分钟内输送到纳米液滴

结果表明，对于PFOB核心，纳米液滴的稳定性和递送效率之间的平衡是最佳的

Wilson解释道：“以前的研究重点是低沸点的全氟碳化合物，通常低于人体温度。我们发现，沸点为142°C的PFOB核心液滴随着时间的推移会更加稳定。”

“尽管PFOB的沸点很高，但当应用300千赫的低频超声时，它可以达到类似的药物释放水平。超声频率被证明是我们研究中的一个关键因素。”

为了测试安全性，研究人员每隔一周给一只长尾猕猴注射六剂基于PFOB的纳米液滴，并监测肝脏、肾脏和免疫反应功能的一系列血液生物标志物的演变。这项实验得到了犹他大学机构动物护理和使用委员会的批准，表明纳米液滴耐受性良好，没有可检测的副作用。这些实验必须在人体志愿者的微量给药或第一阶段试验中复制

作者还将他们的纳米液滴生产方案作为开放科学发表，因此其他研究小组可以直接从他们的发现中学习

Wilson的学术导师、犹他大学助理教授、该研究的高级作者Jan Kubanek博士总结道：“我们开发的方法可以应用于各种情况，具体取决于所使用的药物。对于精神病应用，丙泊酚的局部给药可以作为诊断工具，识别与个别患者的疾病相关的大脑区域。对于更持久的治疗，氯胺酮给药可能是重新连接神经回路的有效方法。”