High-intensity focused ultrasound (HIFU) is a representative non-invasive method of cancer therapy, but its low therapeutic efficacy and risk of damage to surrounding normal tissue hinder its further clinical development and application. Sonodynamic therapy (SDT) kills tumor cells through reactive oxygen molecules produced by sonosensitizers during ultrasound treatment. SDT can enhance HIFU efficacy like microbubbles. In this work, we developed nanoscale N2O microbubbles (N2O-mbs) by an improved mechanical oscillation method. These microbubbles showed good biocompatibility and tumor cell binding. The sonosensitivity of the N2O-mbs was detected both extracellularly and intracellularly through the detection of reactive oxygen species generation. The toxic effects of these sonodynamic microbubbles on tumor cells and the synergistic effect on HIFU treatment were evaluated. Significant apoptosis was caused by reactive oxygen species produced by N2O-mbs under ultrasound irradiation. N2O-mbs combined with HIFU increased tumor cell necrosis and apoptosis in vitro and the coagulative necrotic volume and echo intensity in the bovine liver target area ex vivo. These sonodynamic microbubbles have been also demonstrated to efficiently inhibit tumor growth in vivo. N2O-mbs have a significant impact on the treatment and ablation effect of HIFU due to the advantages of microbubble and extraordinary sonosensitivity. This finding suggests that N2O-mbs may be a novel auxiliary agent for ultrasound that can be used to promote HIFU tumor thermal ablation.

中文翻译：

---

声动力学N2O微泡增强高强度聚焦超声治疗的研究。

高强度聚焦超声（HIFU）是一种代表性的非侵入性癌症治疗方法，但是其低治疗效果和对周围正常组织的损害风险阻碍了其进一步的临床开发和应用。声动力疗法（SDT）在超声治疗过程中通过声敏剂产生的活性氧分子杀死肿瘤细胞。SDT可以像微泡一样增强HIFU功效。在这项工作中，我们通过改进的机械振荡方法开发了纳米级N2O微气泡（N2O-mbs）。这些微泡显示出良好的生物相容性和肿瘤细胞结合。通过检测活性氧的生成，可以在细胞外和细胞内检测到N2O-mbs的声波敏感性。评估了这些声动力学微气泡对肿瘤细胞的毒性作用以及对HIFU治疗的协同作用。N2O-mbs在超声辐射下产生的活性氧导致了明显的细胞凋亡。N2O-mbs结合HIFU可以增加体外肿瘤细胞的坏死和细胞凋亡，并增加牛肝靶区域的凝血坏死体积和回声强度。这些声动力学微泡还被证明可以有效地抑制体内肿瘤的生长。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤热消融。N2O-mbs在超声辐射下产生的活性氧导致了明显的细胞凋亡。N2O-mbs结合HIFU可以增加体外肿瘤细胞的坏死和细胞凋亡，并增加牛肝靶区域的凝血坏死体积和回声强度。这些声动力学微泡还被证明可以有效地抑制体内肿瘤的生长。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤的热消融。N2O-mbs在超声辐射下产生的活性氧导致了明显的细胞凋亡。N2O-mbs结合HIFU可以增加体外肿瘤细胞的坏死和细胞凋亡，并增加牛肝靶区域的凝血坏死体积和回声强度。这些声动力学微泡还被证明可以有效地抑制体内肿瘤的生长。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤热消融。N2O-mbs结合HIFU可以增加体外肿瘤细胞的坏死和细胞凋亡，并增加牛肝靶区域的凝血坏死体积和回声强度。这些声动力学微泡还被证明可以有效地抑制体内肿瘤的生长。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤的热消融。N2O-mbs结合HIFU可以增加体外肿瘤细胞的坏死和细胞凋亡，并增加牛肝靶区域的凝血坏死体积和回声强度。这些声动力学微泡还被证明可以有效地抑制体内肿瘤的生长。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤热消融。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤热消融。N2O-mbs具有微气泡和非凡的声敏性，因此对HIFU的治疗和消融效果具有重大影响。这一发现表明，N2O-mbs可能是一种新型的超声辅助剂，可用于促进HIFU肿瘤热消融。