张宇璠韩莹瑶苏雄伟纪志峰左志段磊

    表面羧基化对聚合物微气泡性能的影响*

    张宇璠①韩莹瑶①苏雄伟①纪志峰①左志①段磊①

    目的：探讨左旋聚乳酸(PLLA)及聚乙烯醇(PVA)为膜材的聚合物微气泡表面羧基化，对其形貌、粒径、稳定性及超声成像性能的影响。方法：首先对PVA膜材进行了羧基化修饰，通过红外光谱进行羧基化程度的表征。然后用羧基化前、后的PVA为原料分别制备了聚合物微气泡，光学显微镜及扫描电子显微镜(SEM)观察微气泡形貌，Zeta电位检测微气泡表面电荷特性，并对羧基化前后的微气泡进行体外超声成像实验。结果：羧基化不会显著影响微气泡的粒径，但会改变其表面结构，形成诸多凹陷；Zeta电位检测表明，羧基的引入使微气泡的表面电荷向负电性移动，微气泡羧基化之后能够显著增强超声成像效果，延长超声成像时间。结论：羧基的引入既由于静电斥力提高了微气泡的稳定性，又可赋予其耦联其他活性物质的能力，并可显著增强其超声成像效果。本研究为微气泡的生物医学应用打下了良好的基础。

    微气泡；聚合物；超声成像

    为了得到更准确、更及时、更丰富的医学影像学信息，需要合适的造影剂进行辅助[1]。在超声诊断成像中所用的造影剂主要是微气泡造影剂，其膜材种类、粒径大小、结构形貌、稳定性等性质对超声成像性能均会造成很大的影响[2-3]。

    常用超声微气泡造影剂膜壳材料有白蛋质类、脂质体类及聚合物类等[4]。后者相比于前两者，具有较强的分子间作用力，制备的微气泡具有较厚的膜壳，可以抵抗外界环境中各因素的破坏，在体内循环持续时间长，因此被认为是更稳定的超声造影剂[5-7]。同时，较厚的膜壳也使得聚合物微气泡更容易包封或承载一些活性物质，如药物、抗体等，从而成为集诊断、靶向及治疗为一体、高效以及多模态、多功能方向的微气泡[8-15]。

    表面羧基化是在一些粒子表面引入羧基，使其可以与很多基团，例如羟基、氨基等发生化学耦联，从而增大其应用空间，并提高其生物相容性及稳定性[16]。已有研究人员在磁性纳米粒子、微球、微囊等粒子表面进行羧基化修饰，取得了良好的效果[17-18]。对微气泡表面进行羧基化修饰的研究相对较少[19-20]。对羧基化之后微气泡的形貌结构、稳定性、超声成像效果进行深入探讨的文章仍然很少。

    本论文以左旋聚乳酸(poly l-lactic acid，PLLA)及聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)为膜材的聚合物微气泡为研究对象，对其膜壳材料PVA进行了羧基化修饰(图1)，对制得羧基化微气泡的物化性质进行表征 ......