王舰航 陈韬厚 包福兵 王月兵

(中国计量大学计量测试工程学院 杭州 310018)

0 引言

近些年来，基因治疗技术获得了飞速发展，被认为是最有前景的癌症治疗方法之一[1]。超声靶向微泡破坏技术作为一种新型的基因转染方法，相比较于病毒和物理等其他转染方式，应用潜力大[2]，利用超声作用诱发细胞膜声孔效应来实现基因转染，高效且安全。Taniyama 等[3-4]通过电镜观测到超声作用下细胞膜上产生可恢复的孔洞，验证了超声靶向微泡破坏技术的可行性和超声微气泡转染基因的安全性。微气泡在超声作用下还可用于高效的药物靶向输运，Zhang等[5]和Li等[6]深入研究了微气泡的超声空化效应，携带药物的微气泡在超声作用下空化溃灭时能够实现药物的靶向释放，从而达到精准医疗的目的。

超声作用下近壁气泡会出现非对称溃灭，气泡溃灭的复杂性使得现有基于Rayleigh–Plesset 方程的球泡理论不再适用，更多学者选择使用数值模拟或实验方法进行研究。刘兰等[7]和Lechner等[8]基于不同平台研究了近壁微气泡在水中的空化过程，对比了蒸汽泡和空气泡在溃灭形态和射流速度、溃灭压强的异同。Wang等[9]和Ma等[10]研究了近刚性壁面的溃灭与界面的相互作用。张宇宁等[11]和张亚磊等[12]通过实验分析了水中近壁气泡的溃灭过程。Alhelfi 等[13]、Kerboua 等[14]和Wang 等[15]分析研究了超声波波形对溃灭气泡内部压力、表面速度等性质的影响。Shen 等[16]基于COMSOL 平台模拟了超声场下血管壁附近气泡溃灭过程。Curtiss 等[17]和Wang 等[18]研究了超声微气泡空化对组织层和细胞变形的作用。……