有缺陷包膜气泡动力学

摘要

包膜气泡是一种人造医用微型气泡,其外壳由一层蛋白(或是脂质、聚合物等)组成.包膜气泡最早作为超声造影剂在临床医疗学中被应用于增强诊断超声中的血液/组织成像对比度,近年来亦被广泛应用于其他领域,例如靶向药物传递、聚焦超声肿瘤治疗以及细胞微穿孔技术等等。与此同时,学者们也积极从理论上探索包膜气泡在超声驱动下的动力学特征,并建立了各种颇具实际意义的动力学模型.本文给出了有缺陷包膜气泡的动力学模型，并在模型基础上研究了这种气泡的振动和频响特性。由于存在缺陷(包膜层厚度不均)将导致球形包膜气泡做非球对称的振动。由于气泡左半部分厚度较小，抗形变能力弱，因而振动明显较右半部分剧烈。对于不同缺陷的包膜气泡其各自的频响曲线走势大致相同，并有着相同共振频率点。然而由于缺陷的存在将大为影响气泡的振幅，尤其在共振频率附近，缺陷处(包膜层最薄的地方)将会有极大的振幅，结果甚至会导致气泡的破裂。实际包膜气泡抗声压能力往往比预期的要弱。基于研究结果，包膜气泡膜厚不均这一缺陷是导致破裂的主要因素之一。