美国研究人员通过实验发现，超声波能量能够在活细胞的保护性外膜上打开“一扇门”，从而使药物和其他治疗性分子进入细胞内，并阐明了之后细胞自身快速关闭这扇“门”的机制。对这一机制的了解将有助于推进超声波在基因治疗药物、靶向化疗和大分子药物传递方面的应用。这项由乔治亚理工学院和埃默里大学合作完成的研究成果发表在《医学与生物学中的超声波》（Ultrasound in Medicine and Biology）杂志上，引起了学术界的广泛关注。

利用五种不同的显微镜技术，研究人员证明，由超声波导致的气泡剧烈破裂所产生的力量足以在悬浮于液体介质中的前列腺癌细胞膜上开孔。这种孔允许直径达50纳米的药物分子进入细胞，而50纳米比用于基因治疗的大部分DNA分子尺寸更大或接近。此外，这个孔口会在打开数分钟后被细胞自行关闭。

乔治亚理工学院化学和生物分子工程学院教授Mark Prausnitz指出，这种孔是由破裂气泡的机械相互作用产生的。气泡在超声波场中振荡并破裂，释放出冲击波，冲击波引发的液体流在细胞膜上开孔，从而使外部分子进入细胞内。随后，细胞通过“动员”细胞内的囊泡在几分钟内修补这个孔。

超声波是一种已广泛用于诊断成像的能量形式。药物传递需要利用较高的能量水平和不同的频率，并且通常会通过引入气泡来提升传递效果。超声波药物传递对当前备受关注的基因疗法尤其具有重要意义，同时也能用于更精确地定向传递化疗药物。该方法的最大优势在于其非侵入性，从而避免了对机体产生创伤。

此前曾有学者猜测超声波能通过增加细胞膜通透性将药物传递到细胞中，但未得到证实。乔治亚理工学院的这项新研究强有力地支持了这一理论，不仅证实了超声波能在细胞膜上打孔，还揭示了细胞修补这个孔的机制。