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目的:缺血-再灌注损伤(Ischemia-Reperfusion Injury,IRI)是指缺血后血流灌注重建可能导致的组织损伤超过缺血本身直接造成的损伤。研究显示,活性氧(ROS)及其下游活化的细胞因子可能在IRI中起主要作用。如能有效地减少再灌注后的ROS生成及其对组织的损伤,即在可恢复血运重建的同时减少IRI,将可极大地改善患者的预后。一些市售的微泡(Microbubbles,MBs)可压缩成纳米液滴(Nanodroplets,NDs),NDs可被超声(US)再激活成MBs,并在此过程在消除周围的气体。假设NDs的声学相变可应用于IRI的治疗,利用其氧清除以减轻ROS与氧气的反应,从而对IRI产生保护作用。因此,本实验目的为于体外验证NDs对流体中溶解氧的清除作用,并尝试在大鼠下肢IRI模型中验证其减轻IRI的作用。方法:一、参考Porter实验室的方法制备NDs;马尔文计数仪测量MBs及NDs的粒径二、体外静态或流动模型中使用DO传感仪测量US(Vevo 2100)辐照前后的DO变化。三、动物实验用雄性SD大鼠建立下肢IRI模型,用动脉夹夹闭右髂总动脉实现大鼠右下肢缺血4h/再灌注12h。分为4组(n=8～9):假手术组(Sham组);缺血再灌注损伤模型组(IRI组);US+Saline干预的缺血再灌注损伤组(Saline组);US+NDs干预的缺血再灌注损伤组(NDs组)。各组进行以下检测:(1)骨骼肌组织 MDA(Malondialdehyde)、SOD(Superoxide dismutase)、CAT(Catalase)、GSH(Glutathione)等氧化应激指标;(2)骨骼肌MPO(Myeloperoxidase)活性;(3)骨骼肌中caspase3蛋白表达水平;(4)免疫组化染色观察HMGB1的表达,TUNEL法检测细胞凋亡;(5)比较各组的血流指标的变化。结果:一、Definity MBs(DMBs)可压缩为 Definity NDs(DNDs)。NDs 粒径远小于MBs,92.4%NDs粒径在68.0-295.4nm范围,其峰值分布范围在100nm。二、流动模型中,NDs组在US辐照后测得DO下降3.8%。静态系统中,NDs组在暴露于US后DO降低3.9%。所有无US辐照的试验组在实验期间均无明显的DO变化。三、动物实验中NDs组MDA水平明显低于IRI组和Saline组(t=6.974,P<0.001;t=5.768,P<0.001),而其 GSH、CAT 和 SOD 水平又分别显著高于 Saline 组和 IRI 组。NDs 组 MPO 活性明显低于 Saline 组(t=9.486,P<0.0001)和 IRI 组(t=8.689,P<0.0001)。免疫组化显示,NDs 组和 sham 组 HMGB1的表达明显低于其他各组。Tunel染色和caspase3蛋白印迹结果显示骨骼肌组织在缺血再灌注后发生明显的细胞凋亡,但NDs组的细胞凋亡比例较Saline 组(t=6.411,P=0.003)和 IRI 组(t=7.107,P=0.002)显著降低。结论:NDs的声学相变过程降低了再灌注后血流中的溶解氧含量,从而减少ROS的生成和氧化应激,并改善了组织炎症反应、细胞凋亡及缺血再灌注后血流恢复的情况。这种新方法在心肌再灌注治疗中具有一定的临床应用价值