作者:牛津大学沙米特·施赖瓦斯塔瓦和罗宾·克利夫兰 信用:CC0公共领域 超声波长期以来一直是医学成像的重要工具
最近，医学研究人员已经证明，聚焦超声波也可以改善药物和遗传物质等治疗剂的输送
波浪形成气泡，使细胞膜——以及包裹载药囊泡的合成膜——更具渗透性
然而，气泡-膜的相互作用还没有被很好地理解
不溶于水的软脂壳是细胞周围屏障的关键组成部分
它们也用作药物纳米载体:纳米大小的脂肪或脂质分子颗粒，携带药物在患病器官或部位局部释放，并可注射到体内
类脂壳可以被声波“爆开”，声波可以聚焦到米粒大小的点上，导致屏障的高度局部化打开，潜在地克服了药物输送中的主要挑战
然而，对这种相互作用的理解非常有限，这是超声生物医学应用的主要障碍
取决于环境条件，脂质壳可以从凝胶熔化成流体状物质
通过实时观察类脂壳暴露在声波中的纳米变化，我们的研究表明类脂壳在接近融化时最容易爆裂
我们还表明，破裂后，形成一个空腔，界面上的脂质经历“蒸发冷却”——与汗液冷却身体的过程相同——这可以局部冻结界面上的脂质，甚至水
这项研究促进了对声波和脂质壳相互作用的基本理解以及在药物递送中的应用
我们在含有各种类脂膜的水溶液上进行了超声波实验，类脂膜类似于细胞膜
我们用荧光标记物标记了膜，其光发射提供了关于膜内分子有序性的信息
然后我们向溶液中发射超声波脉冲，观察气泡
当膜从凝胶状态转变为更像液体的状态时，气泡在较低的声能下开始形成
在这个相变过程中，气泡也持续了更长时间
我们用一个模型解释了这些观察到的效应——与以前的模型不同——该模型考虑了膜和周围流体之间的热流
未来的工作可能能够使用这种膜热力学模型来优化载药载体，使膜在超声过程中的期望时刻经历相变
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