This research is funded by an operating grant from the Canadian Institutes of Health Research (CIHR) to C.A. and D.A.J. The authors acknowledge the Canadian Foundation for Innovation and Princess Margaret Cancer Foundation for funding the STTARR research facility that enables the imaging and therapy research components of this work.

1. הכנת Liposome <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים את השומנים 1,2-Dipalmitoyl- SN -glycero-3-phosphocholine (DPPC), 1-stearoyl-2-הידרוקסי SN -glycero-3-phosphatidylcholine (MSPC או S-lyso-PC) ו- N - (carbonyl- methoxypolyethyleneglycol 2000) -1,2-distearoyl- SN -glycero-3-phosphoethanolamine (-DSPE MPEG 2000) בכלורופורם. לדוגמא, להכנת 10 מיליליטר של HTLC, לשקול את 314.4 מ&quot;ג DPPC, 39.4 MSPC מ&quot;ג, ו83.9 מ&quot;ג MPEG 2,000 -DSPE לבקבוקון זכוכית ענבר. לאחר מכן, לפזר את השומנים ב2 מיליליטר של כלורופורם ולחמם את הבקבוקון למשך 30 שניות באמבט מים C ° 60. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את כלורופורם באמצעות מאייד סיבובי. מניחים את סרט שומנים וכתוצאה מכך תחת O ואקום בלחץ גבוה / N. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במשך 10 מיליליטר של HTLC, מימה סרט שומנים עם 5 מיליליטר חיץ 0.1N טריס (pH 7.4) במשך שעה 1. במקביל, שוקל את 162.4 מ&quot;ג 1,2-dipalmitoyl- SN -glycero-3-phosphoglycerol שומנים (DPPG) ו- 100 מ&quot;ג אבקת CDDP ומימה wה- i 5 0.1N מיליליטר חיץ טריס המכיל 30% אתנול (pH 7.4) במשך שעה 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לגיבוש הקב&quot;ה-HTLC, שוקל את אותה כמות של שומנים DPPG ואבקת CDDP 10 מ&quot;ג, אז מימה עם 2.5 מיליליטר פתרון הקב&quot;ה-HP-DO3A (279.3 מ&quot;ג / מיליליטר) בתוספת 2.5 חיץ טריס מיליליטר 0.1N המכיל 30% אתנול ( pH 7.4) במשך שעה 1. במהלך לחות, התערובות חייבת להישמר בבקבוקוני ענבר והניחו על פלטה חמה על 70 מעלות צלזיוס עם ערבוב מתמיד וvortexing כל 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את תערובת השומנים ותערובת הסמים שומנים בדם, ומימה שוב לשעה 1. וורטקס כל דקות 15-20. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרכיב את מכבש 10 מ&quot;ל עם שתי ערימות של 200 מסנני פוליקרבונט ננומטר. חבר את thermobarrel של המכבש לאמבט מים במחזור על 70 מעלות צלזיוס, ולחבר את המכבש למכל חנקן דחוס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר הוספת מים, להעביר את התערובת לתוך תא המכבש. פתח את זרימת חנקן (לחץ מוגדר 200 psi) כדי למתוח יפוזומים באמצעות ממברנות. לאסוף את liposomes בשפופרת 50 מיליליטר. שמור את הצינור באמבט מים חם (70 מעלות צלזיוס) בכל העת בתהליך שיחול. חזור על תהליך זה 5 פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפרק את המכבש ולשנות לשתי ערימות של 100 מסנני פוליקרבונט ננומטר. להרכיב מחדש את המכבש ולהגדיר את הלחץ עד 400 psi. חזור על שלב 5, מלבד extrude יפוזומים 10 פעמים. לאסוף את הדגימה מהחול הסופי לתוך צינור 15 מיליליטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתקרר ליפוזומים לRT, ו צנטריפוגות XG ב 1000 במשך 3 דקות כדי לזרז CDDP מסיס. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Dialyze יפוזומים O / N נגד מלוח 0.9% בצינורות דיאליזה עם הפסקת 15,000 מולקולרי משקל (MWCO) בתנאים סטריליים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל 10 μl של יפוזומים ב990 μl מים מזוקקים. השתמש בפיזור אור דינאמי למדוד את התפלגות הגודל של HTLC והקב&quot;ה-HTLC. בצע 3 מדידות עם 10 ריצות כל אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדלל 40 μl של יפוזומים בμl 3960 מים מזוקקים. הפוך 5-6 פתרונות סטנדרטיים של פלטינה וגדוליניוםבטווח הריכוז של 0.1-20 מיקרוגרם / מיליליטר. מדוד את ריכוזי הפלטינה וגדוליניום באמצעות ספקטרומטר פליטת פלזמה אטומית בשילוב אינדוקטיבי (ICP-AES) בשעה 3 באורכי גל שונים. בצע 3 מדידות בכל אורך גל לתוצאה ממוצעת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לקבוע את הג&#39;ל לטמפרטורת נוזל שלב גבישי מעבר (T מ &#39;) של ניסוח liposome HTLC באמצעות קלורימטר סריקת ההפרש (DSC). עומס 5-10 מ&quot;ג של HTLC לתוך מחבת DSC ולהשתמש במחבת ריקה כנקודת התייחסות. השתמש בקצב סריקה של 5 מעלות צלזיוס / דקות כבש את הטמפרטורה בין 0 ° C עד 60 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לעטוף ליפוזומים בנייר אלומיניום כדי למנוע חשיפה וחנות אור על 4 מעלות צלזיוס. </li></ol> 2. בהודעת מבחנה מיפוזומים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן עמודות ספין. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> דגירה 50 חרוזים סינון ג&#39;ל גרם מלח 400 מיליליטר 0.9% ב RT במשך 3-4 שעות. להפשיל פיסת צמר זכוכית, רטובה עם מי מלח 0.9% ולמקם אותו לתוך הקצה של מזרק 1 מיליליטר. לחץ על צמר הזכוכית למלא כ 0.05-0.1 מיליליטר של המזרק. השתמש פיפטה זכוכית להוסיף בהדרגה על 1 מיליליטר תקשורת סינון ג&#39;ל לתוך המזרק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המזרק לתוך צינור 15 מיליליטר ו צנטריפוגות XG ב 1000 במשך 3 דקות. הסר את טור הספין ולמקם אותו לתוך צינור 15 מיליליטר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדגם 400 μl של HTLC או הקב&quot;ה-HTLC ל8 בקבוקוני זכוכית 1-DRAM ודגירה באמבט מים בטמפרטורה מבוקר באו 37 ° C או 42 מעלות צלזיוס. קח את בקבוקון אחד בכל נקודת זמן (כלומר, 5, 15, 30 ו -60 דקות) ולמקם אותו באופן מיידי על קרח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להוסיף מלח של 0.9% 100 μl לעמודת הספין מוכן, ואז מוסיף של HTLC או הקב&quot;ה-HTLC 100 μl לפני דגירה (שליטה) או לאחר הדגירה באמבט המים לעמודת הספין. צנטריפוגה XG ב 1000 במשך 3 דקות. הסר את המזרק מהצינור ולדלל את הפתרון בצינור לניתוח ICP-AES. </li></ol> 3. השרשה של תת עורי xenograft של צוואר הרחםגידול <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כל המחקרים בבעלי החיים שנערכו על פי פרוטוקולי שימוש בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת הטיפול בבעלי חיים של רשת הבריאות באוניברסיטה (המתפתל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע את כל המחקרים בבעלי החיים בקבינט בטיחות ביולוגית (BSC). החיטוי כל הכלים כירורגיים לפני כל ניתוח. לאחר כל ניתוח, לנגב את הכלים כירורגיים עם 70% אתנול ולעקר שוב באמצעות מעקר חרוז חם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להמתת חסד, למקם את החיה בCO 2 תא מבודד, ולאחר מכן לבצע נקע בצוואר הרחם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדמה כללית באמצעות 100% חמצן, להשתמש 5 isofluorane% לזירוז ו -2% לתחזוקה. כדי להבטיח את עומק ההרדמה, להפעיל לחץ עם מלקחיים למשטח כף יד של שודד הדרכים להתבונן תגובת בעלי חיים. החל סיכה עין כדי למנוע יובש ואילו בהרדמה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבעלי חיים שעברו ניתוח, למקם את החיה בכלוב נקי בלי החברה של בעלי חיים אחרים. צג עד התודעה מספיק הוא חזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תַרְבּוּתME-180 התאים במדיום חיוני אלפא-מינימאלי (α-ממ) בתוספת סרום 10% שור עוברי (FBS) ואנטיביוטיקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קציר התאים ולשמור על התאים בתקשורת מלאה לפני החיסון. ספירת התאים באמצעות hemocytometer. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחסן כל עכבר תורם לשאת תוך שרירית (IM) ME-180 גידול (תאי סרטן צוואר רחם אנושיים). הערה: צמיחה באתר im נבחרה כדי להבטיח את התפתחותם של גידולים גם כלי דם. עכברי רכישה נקבת SCID (גילאים 6-8 שבועות, כ -20 גר &#39;) ממתקן גידול בבית. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכבר SCID נשי ולהזריק 1 x 10 6 ME-180 תאים לתוך שריר הגסטרוקנמיוס של הגפיים האחורי באמצעות מחט 27 G. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את גודל גידול באמצעות קליפר עד הגידולים הגיעו 9-12 מ&quot;מ בממד הארוך ביותר שלהם. לסיים את המחקר אם הגידול חרג 12 מ&quot;מ, או אם מסת הגידול פוגעת צריכת התנהגות, ניידות, מזון ומים רגיל. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חתיכות שתל גידול מעכברי תורם לעכברים נמען. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכבר תורם באמצעות isofluorane 5%. להרדים את העכבר באמצעות נקע בצוואר הרחם בהרדמה. הסרת הגידול התורם מעכבר התורם. חותך את הגידול לרסיסים מעוקב של 2-3 מ&quot;מ 3. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הרדימי עכבר נמען באמצעות isofluorane 5%. להזריק 100 μl של 0.5 מ&quot;ג / מיליליטר meloxicam תת עורי לפני הניתוח. החל פתרון יוד כירורגית לשפשף, אז 70% אתנול, ותמיסת יוד לבסוף לעור המגולח. לגלח את הגפיים אחוריות השמאלי של עכבר הנמען. עושה חתך ברמה של עור. הכנס תת עורי חתיכת גידול תורם אחד דרך החתך. סגירת החתך באמצעות קליפ 1-2 פצע (ים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את קטעי 3-5 ימים לאחר השתלה. גידול תת עורי נדרש לשימוש בהתקנת החימום מבוסס הלייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפשר גידולים לגדול במשך 2-3 שבועות לפני טיפול חימום. </li></ol></li></ol> 4. עיצוב, עאסםכיול בליי ושל קונפורמי לייזר משלוח הפנס לin vivo חימום <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להשיג חימום רקמות באמצעות לייזר דיודה 763 ננומטר מצמידים את הפנס קונפורמי באמצעות סיב אופטי. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפנס מספק תאורת לייזר שטחית אחידה של גידול xenograft. הוא מורכב מבלוק 30 מ&quot;מ x 20 x 17 חומר מהורהר מאוד המכיל שלושה אור צמוד שילוב התחומים קאמריים עם תא אחד באמצע (16 מ&quot;מ קוטר) ו- 2 תאים קטנים בכל צד (16 מ&quot;מ אורך ו 5 מ&quot;מ קוטר) (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת שאור לעבור מתא אחד לתוך השני, שני חורים בקוטר 5 מ&quot;מ קטנים נחתכו בין התאים חיצוניים הקטנים וקאמרי אמצע הגדול יותר. אור מועבר מהליזר לתאים החיצוניים באמצעות סיבים לחתוך סוף 400 מיקרומטר מחוברים לליזר שהוא עבר לחדר דרך חור 600 מיקרומטר קוטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשל האופי של int האורeraction עם תא הקירות, אור מועבר לאחד מתאי הקטנים הוא מרחבית הומוגני אז עובר דרך נמלי פנים לתוך התא הגדול יותר שבה הוא עוד יותר במרחב הומוגני. אור אז יוצא היציאה בקוטר 10 מ&quot;מ בתא האמצעי. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כייל את משלוח אור הפנס ביחס להגדרת כוח הלייזר באמצעות NIST מכויל 50 מ&quot;מ שילוב כדור כדי למדוד את הכח נמסר. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשב את חלוקת האור בגידול באמצעות סימולציות מונטה קרלו מבוססות על גיאומטריה פשוטה של ​​הגידול. ליצור את קוד מונטה קרלו באלגוריתם מותאם אישית בכתב עם חבילה מסחרית חישובית תוכנה ובסיס על הקוד הסטנדרטי של דוגמנות מונטה קרלו תחבורת אור ברקמות רבת שכבתי של et al ז&#39;אק. 14. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מודל הגידול כחצי כדור שוכבים על קו עור שטוח בקוטר ממד גידול הממוצע של 7 מ&quot;מ התאמה על פני השטח ועורוight של 5 מ&quot;מ. תאורת דגם אחידה של פני השטח על ידי באופן אקראי שיגור פוטונים בכל חצי הכדור והישיר נחשף במרכז הכדור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתכונות אופטיות כוללים קליטה, μ פיזור = 0.025 מ&quot;מ -1,, μ s = 10 מ&quot;מ -1, גורם אנאיזוטרופיה, G = 0.9 ושבירה, n = 1.4. השתמש במיליון פוטונים בחישוב. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע מדידות אלה לפני ניסויי כל חימום in vivo ללא שינויים נוספים לאחר כיול ראשוני. </li></ol></li></ol> 5. קונפורמי חימום של גידול באמצעות התקנת לייזר הלשכה מותאמת אישית מעוצבת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר קצה אחד של סיבי לייזר למכשיר הלייזר ואת הקצה השני לנורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להרדים את החיה באמצעות isofluorane 5%. הכנס קטטר הזרקת G 27 לוריד הזנב לרוחב של העכבר. הכנס קטטר G 22 למרכז הגידול. הנח יחסי ציבור טמפרטורת סיבים אופטייםOBE לקטטר החלול לעקוב אחר שינוי טמפרטורה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכסות את הגידול כולו עם הפנס (איור 2). הסט הראשון את הכח .8-1 W. הפעל את הלייזר ולחכות לטמפרטורה לעלות. לשמור על הטמפרטורה של הגידול על 42 מעלות צלזיוס ידי התאמת כוח הלייזר ידני בין .1-0.8 W. </li></ol> 6. התפלגות הטמפרטורה העריכו באמצעות MR Thermometry (MRT) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדוד את התפלגות הטמפרטורה של הגידול המחומם באמצעות התקנת חימום מבוסס לייזר באמצעות שינוי פרוטון תדר תהודה (PRF משמרת) MRT על מערכת הדמיה MR פרה-קליני 7 טסלה 15 בשיתוף עם מדידות הבדיקה טמפרטורת סיבים אופטיות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש תמונות thermometry במרווחים של 10 שניות תוך שימוש ברצף דופק 2D-FLASH (זמן הד 4.5 msec; זמן החזרה 156.25 אלפיות שני) עם 312 x 312 מיקרומטר במטוס רזולוציה ו -2 מ&quot;מ עובי פרוסה בפרוסה אחת ברמה של הסיבים אופטיים פרו טמפרטורהלִהיוֹת. </li></ol> 7. ניטור MR של שחרור הסוכן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע T 1 הדמיה משוקלל לפני ואחרי 20 דקות ממשלו של הקב&quot;ה-HTLC. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שני גידולי שתל, אחד בכל אחת מהגפיים האחורי, של עכבר SCID נשי בשיטה שתוארה לעיל בסעיף 3 להשתלה. מחממים את הגידול בגפיים האחורי השמאלי במשך 5 דקות על 42 מעלות צלזיוס לפני ההזרקה של הקב&quot;ה-HTLC במינון של 66.3 מ&quot;ג / קילוגרם הקב&quot;ה-HP-DO3A ו -1.4 מ&quot;ג / קילוגרם CDDP, לאחר מכן לחמם את הגידול ל-20 נוספים לאחר הזרקת דקות. לבצע הזרקה במהלך טיפול חימום. השתמש בגידול בגפיים האחורי ימני כשליטה מוסקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לרכוש תמונות MR דינמיות (36 x 20 מ&quot;מ שדה של נוף, 200 x 200 מיקרומטר במטוס רזולוציה, עובי 2 מ&quot;מ פרוסה; פרוטוקול רצף MR) כדי לפקח על שחרור הקב&quot;ה-HP-DO3A במרווחי 12 שניות לדקות 20 כל הודעה ממשל של הקב&quot;ה-HTLC, מתחיל 30 שניות לפני ההזרקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קונטור גידול (מחומם ומוסק) וכרכי שריר.לחשב את אות MR הממוצעת של כל voxels בתוך כל נפח קווי מתאר. </li></ol>

<ol>
	<li>Maeda, H., Wu, J., Sawa, T., Matsumura, Y., Hori, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+vascular+permeability+and+the+EPR+effect+in+macromolecular+therapeutics:+a+review.">Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review.</a> J Control Releas. 65 (1-2), 271-284 (2000).</li><li>Simard, P., Leroux, J. C., Allen, C., Meyer, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes+for+Drug+Delivery.">Liposomes for Drug Delivery.</a> Nanoparticles for Pharmaceutical Application. , (2007).</li><li>O'Brien, M. E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reduced+cardiotoxicity+and+comparable+efficacy+in+a+phase+III+trial+of+pegylated+liposomal+doxorubicin+HCl+(CAELYX+(TM)/Doxil+(R))+versus+conventional+doxorubicin+for+first-line+treatment+of+metastatic+breast+cancer.">Reduced cardiotoxicity and comparable efficacy in a phase III trial of pegylated liposomal doxorubicin HCl (CAELYX (TM)/Doxil (R)) versus conventional doxorubicin for first-line treatment of metastatic breast cancer.</a> Ann Onco. 15 (3), 440-449 (2004).</li><li>White, S. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phase+II+study+of+SPI-77+(sterically+stabilised+liposomal+cisplatin)+in+advanced+non-small-cell+lung+cancer.">Phase II study of SPI-77 (sterically stabilised liposomal cisplatin) in advanced non-small-cell lung cancer.</a> Br J Cancer. 95 (7), 822-828 (2006).</li><li>Laginha, K. M., Verwoert, S., Charrois, G. J. R., Allen, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+doxorubicin+levels+in+whole+tumor+and+tumor+nuclei+in+murine+breast+cancer+tumors.">Determination of doxorubicin levels in whole tumor and tumor nuclei in murine breast cancer tumors.</a> Clin Cancer Res. 11 (19), 6944-6949 (2005).</li><li>Baronzio, G. F., Hager, E. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Hyperthermia in cancer treatment: a primer. , (2006).</li><li>Landon, C. D., Park, J. Y., Needham, D., Dewhirst, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoscale+Drug+Delivery+and+Hyperthermia:+The+Materials+Design+and+Preclinical+and+Clinical+Testing+of+Low+Temperature-Sensitive+Liposomes+Used+in+Combination+with+Mild+Hyperthermia+in+the+Treatment+of+Local+Cancer.">Nanoscale Drug Delivery and Hyperthermia: The Materials Design and Preclinical and Clinical Testing of Low Temperature-Sensitive Liposomes Used in Combination with Mild Hyperthermia in the Treatment of Local Cancer.</a> Open Nanomed. 3, 38-64 (2011).</li><li>Koning, G. A., Eggermont, A. M., Lindner, L. H., ten Hagen, T. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperthermia+and+thermosensitive+liposomes+for+improved+delivery+of+chemotherapeutic+drugs+to+solid+tumors.">Hyperthermia and thermosensitive liposomes for improved delivery of chemotherapeutic drugs to solid tumors.</a> Pharm Res. 27 (8), 1750-1754 (2010).</li><li>Viglianti, B. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+monitoring+of+tissue+pharmacokinetics+of+liposome/drug+using+MRI:+illustration+of+targeted+delivery.">In vivo monitoring of tissue pharmacokinetics of liposome/drug using MRI: illustration of targeted delivery.</a> Magn Reson Me. 51 (6), 1153-1162 (2004).</li><li>Ponce, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetic+resonance+imaging+of+temperature-sensitive+liposome+release:+drug+dose+painting+and+antitumor+effects.">Magnetic resonance imaging of temperature-sensitive liposome release: drug dose painting and antitumor effects.</a> J Natl Cancer Ins. 99 (1), 53-63 (2007).</li><li>Kong, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+of+liposomes+and+hyperthermia+in+a+human+tumor+xenograft+model:+importance+of+triggered+drug+release.">Efficacy of liposomes and hyperthermia in a human tumor xenograft model: importance of triggered drug release.</a> Cancer Res. 60 (24), 6950-6957 (2000).</li><li>Yarmolenko, P. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+effects+of+thermosensitive+doxorubicin-containing+liposomes+and+hyperthermia+in+human+and+murine+tumours.">Comparative effects of thermosensitive doxorubicin-containing liposomes and hyperthermia in human and murine tumours.</a> Int J Hyperthermia. 26 (5), 485-498 (2010).</li><li>Wang, L. H., Jacques, S. L., Zheng, L. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MCML-Monte+Carlo+modeling+of+photon+transport+in+multi-layered+tissues.">MCML-Monte Carlo modeling of photon transport in multi-layered tissues.</a> Comput Meth Prog Bio. 47, 131-146 (1995).</li><li>Rieke, V., Butts Pauly, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MR+thermometry.">MR thermometry.</a> J Magn Reson Imaging. 27 (2), 376-390 (2008).</li><li>Dou, Y. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat-activated+thermosensitive+liposomal+cisplatin+(HTLC)+results+in+effective+growth+delay+of+cervical+carcinoma+in+mice.">Heat-activated thermosensitive liposomal cisplatin (HTLC) results in effective growth delay of cervical carcinoma in mice.</a> J Control Release. 178, 69-78 (2014).</li><li>Lammers, T., Kiessling, F., Hennink, W. E., Storm, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanotheranostics+and+image-guided+drug+delivery:+current+concepts+and+future+directions.">Nanotheranostics and image-guided drug delivery: current concepts and future directions.</a> Mol Pharm. 7 (6), 1899-1912 (2010).</li><li>Lee, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+64Cu-liposomal+PET+agent+(MM-DX-929)+predicts+response+to+liposomal+chemotherapeutics+in+preclinical+breast+cancer+models.">A novel 64Cu-liposomal PET agent (MM-DX-929) predicts response to liposomal chemotherapeutics in preclinical breast cancer models.</a> Thirty-Fifth Annual CTRC-AACR San Antonio Breast Cancer Symposium. , (2012).</li></ol>

There are no disclosures.

ליפוזומים פותחו לראשונה ב -1960 ככלי רכב משלוח סמים שנושאים תרופות הידרופילי בנפח המימי הפנימי שלהם ותרופות הידרופובי בתוך bilayer השומנים שלהם 2. בנוסף להשתמש ביישומים טיפוליים, ליפוזומים נחקרו עבור יישומי אבחון כאשר כותרתו עם אטומים רדיואקטיביים או עמוס חומרי ני?...

הפתופיזיולוגיה של תוצאות גידולים מוצקות בחדירות המשופרות ושימור (EPR) של מערכות ננו. זה הוביל לפיתוח של מערכות אספקת סמים רבות המנצלות את האפקט הזה כדי למקד את רקמת הגידול, תוך מזעור תופעות לוואי מערכתי 1. טכנולוגיות משלוח liposomal נחקרו באופן נרחב לבדיקות סמים או הדמיה 2. למרות יפוזומים צמצמו באופן משמעותי את הרעילות המערכתית בהשוואה לכימותרפיה קונבנציונלית, היו מעט שיפורים ב3,4 יעילות הקליני. מחקרים הראו כי היעילות המוגבלת בשל מחסור בשחרור תרופה מהספק 4,5. כתוצאה מכך, פיתוח יפוזומים שמופעלים כדי לשחרר את התרופה במארז בתגובה לגירויים חיצוניים משך תשומת לב רבה. היפרתרמיה הועסקה במשך עשרות שנים כשיטת טיפול בטוחה יחסית לחולי סרטן 6. לכן לפתחment של יפוזומים thermosensitive עם חום כטריגר חיצוני היה שילוב הגיוני עם פוטנציאל משמעותי לתרגום קליני. ואכן, הניסוח המכיל lysolipid thermosensitive liposome של דוקסורוביצין, הידוע בשם LTSL-DOX, הגיע עכשיו הערכה קלינית 7. נתונים קליניים אחרונים עם LTSL-DOX הוכיחו כי הפרוטוקול למסירת חום הוא גורם קריטי שיכולה להשפיע במידה רבה את תוצאות מטופל 8. בבני אדם, מתמרים בתדר רדיו, מיקרוגל, לייזר ואולטרסאונד משמשים ליישם היפרתרמיה מקומית באתרי גידול 9. במחקרים פרה-קליניים הדורשים חימום של גידולים תת עורית, צנתרים חימום 10,11 ואמבטיות מים 12,13 מועסקים לרוב. בכתב היד הזה, אנו מציגים שיטה חדשה לחימום גידולים תת עורית באמצעות התקנה מותאמת אישית שנועדה מבוסס לייזר חימום, המאפשרת חימום קונפורמי יותר של נפח הגידול. באמצעות ma התואם MRterials, ההתקנה היא קטנה מספיק כדי להתאים בתוך נשא של תרמי MR בעלי החיים קטן, המאפשר ניטור בזמן אמת של שינויים בטמפרטורת רקמות במהלך חימום הלייזר. חומר ניגוד MR, gadoteridol (ה &#39;-HP-DO3A), היה שותף במארז עם CDDP לניסוח liposome thermosensitive של CDDP (HTLC), הידוע בשם-HTLC, בזמן אמת MR דימוי מודרך ניטור והערכה של חום שחרור -activated סמים ואימות של פרוטוקול החימום. התוצאות שלנו מראות כי מנגנון החימום מבוסס הלייזר ביעילות הפעיל את שחרורם של סוכנים במארז מניסוח הקב&quot;ה-HTLC בעוד במעקב באמצעות ההדמיה MR.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Rotary evaporator</td>
			<td>Heidolph Instruments GmbH &#38; Co.KG</td>
			<td>Laborota 4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High pressure extruder</td>
			<td>Northern Lipids Inc.</td>
			<td>T.001</td>
			<td>10 mL thermobarrel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating circulator</td>
			<td>VWR International LLC.</td>
			<td>11305</td>
			<td>Connected to extruder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate membrane filter</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>110605;110606</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Differential scanning calorimeter (DSC)</td>
			<td>TA Instruments</td>
			<td>Q100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer (ICP-AES)</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Optima 7300DV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer</td>
			<td>Malvern Instruments Ltd.</td>
			<td>Nano-ZS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell incubator</td>
			<td>NuAire Inc.</td>
			<td>NU-5800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclip wound clip applier</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>427630</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Autoclip wound clip remover</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>427637</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wound clips</td>
			<td>Becton Dickinson</td>
			<td>427631</td>
			<td>9 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>763 nm Laser device</td>
			<td>Biolitec</td>
			<td>Ceralas CD 403 laser</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser probe</td>
			<td>Thorlabs Inc.</td>
			<td>FT400EMT</td>
			<td>With SMA and flat cleave connectors</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectralon (illuminator)</td>
			<td>Labsphere Inc.</td>
			<td>FAST-SL-5CMX5CM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>CSTM-SL-5CMX5CM</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>7 Tesla prelinical magnetic resonance (MR) imaging system</td>
			<td>Bruker Corporation</td>
			<td>Biospec 70/30</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiber optic temperature sensor</td>
			<td>LumaSense Technologies Inc.</td>
			<td>Luxtron FOT Lab Kit</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Integrating sphere</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>819C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Optical power meter</td>
			<td>Newport Corporation</td>
			<td>1830-R</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

custom-designed laser-based heating apparatus for triggered release of cisplatin from thermosensitive liposomes with magnetic resonance image guidance

ליפוזומים כבר מועסקים כמערכות אספקת הסמים למקד גידולים מוצקים באמצעות ניצול של החדירות המשופרות והשפעת ההחזקה (EPR) וכתוצאה מכך ירידה משמעותית ברעילות מערכתית. עם זאת, שחרור מספק של תרופה במארז מיפוזומים מוגבל היעילות הקלינית שלהם. ליפוזומים טמפרטורה רגישה שתוכננו כדי לספק שחרור אתר ספציפי של תרופה על מנת להתגבר על הבעיה של זמינות ביולוגית תרופת גידול מוגבל. המעבדה שלנו עיצבה ופיתחה נוסחא המופעל חום thermosensitive liposome של ציספלטין (CDDP), הידוע בשם HTLC, לספק שחרור מאולץ של CDDP בגידולים מוצקים. משלוח מופעל חום in vivo הושג במודלים עכברי באמצעות מנגנון חימום מבוסס לייזר שהותקן שמספק תבנית חימום קונפורמי באתר הגידול כפי שאושר על ידי thermometry MR (MRT). מכשיר ניטור טמפרטורת סיבים אופטי שימש למדידת הטמפרטורה בזמן אמתבמהלך כל תקופת החימום עם התאמה מקוונת של משלוח חום לסירוגין כוח הלייזר. משלוח סמים היה מותאם בתהודה מגנטית הדרכת תמונה (MR) על ידי שיתוף אנקפסולציה סוכן MR ניגוד (כלומר, gadoteridol) יחד עם CDDP של ליפוזומים thermosensitive כאמצעי כדי לאמת את פרוטוקול החימום ולהעריך הצטברות גידול. פרוטוקול החימום מורכב מתקופת חימום מוקדם של 5 דקות לפני הממשל של HTLC ולאחר הזרקת חימום 20 דקות. פרוטוקול חימום זה הביא לשחרור יעיל של הסוכנים במארז עם שינוי אות MR הגבוה ביותר נצפה בגידול המחומם בהשוואה לגידול והשרירים מוסקים. מחקר זה הוכיח את היישום המוצלח של המנגנון מבוסס לייזר החימום לפיתוח liposome thermosensitive פרה-קליני ואת החשיבות של אימות מודרכת-MR של פרוטוקול החימום לאופטימיזציה של אספקת סמים.

ליפוזומים HTLC מיוצרים תוך שימוש בשיטות נפוצות, הכוללים השקעה בסרט שומנים בדם, לחות, חול ודיאליזה. במהלך השלבים מעורבים CDDP, זהירות יש לנקוט לא לחשוף CDDP לכל חומר אלומיניום, כCDDP יהיה מנוטרלת דרך ההיווצרות של הפקדה שחורה. איור של HTLC מוצג באיור 3. התכונות פיסיקליים ?...

Watch this Scientific Journal Video about Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance at JoVE

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

מנגנון אישית מעוצב MRI תואם מבוסס לייזר חימום פותח כדי לספק חימום מקומי של גידולים תת עורית כדי להפעיל שחרורו של סוכנים מיפוזומים thermosensitive במיוחד באזור הגידול.

מכשירי חימום המבוסס על לייזר מותאם אישית המיועדים לשחרור עורר, ציספלטין מThermosensitive יפוזומים עם הדרכת תמונת תהודה מגנטית

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

custom-designed-laser-based-heating-apparatus-for-triggered-release

Research

JoVE Journal

Bioengineering

9.0K Views.  University of Toronto.  מנגנון אישית מעוצב MRI תואם מבוסס לייזר חימום פותח כדי לספק חימום מקומי של גידולים תת עורית כדי להפעיל שחרורו של סוכנים מיפוזומים thermosensitive במיוחד באזור הגידול. 

Video: Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

Magnetic Resonance Elastography Methodology for the Evaluation of Tissue Engineered Construct Growth

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use of destructive assessment is not acceptable. A proposed alternative is the use of an imaging process called magnetic resonance elastography. Elastography is a nondestructive method for determining the engineered outcome by measuring local mechanical property values (i.e., complex shear modulus), which are essential markers for identifying the structure and functionality of a tissue. As a noninvasive means for evaluation, the monitoring of engineered constructs with imaging modalities such as magnetic resonance imaging (MRI) has seen increasing interest in the past decade1. For example, the magnetic resonance (MR) techniques of diffusion and relaxometry have been able to characterize the changes in chemical and physical properties during engineered tissue development2. The method proposed in the following protocol uses microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE) as a noninvasive MR based technique for measuring the mechanical properties of small soft tissues3. MRE is achieved by coupling a sonic mechanical actuator with the tissue of interest and recording the shear wave propagation with an MR scanner4. Recently, &mu;MRE has been applied in tissue engineering to acquire essential growth information that is traditionally measured using destructive mechanical macroscopic techniques5. In the following procedure, elastography is achieved through the imaging of engineered constructs with a modified Hahn spin-echo sequence coupled with a mechanical actuator. As shown in Figure 1, the modified sequence synchronizes image acquisition with the transmission of external shear waves; subsequently, the motion is sensitized through the use of oscillating bipolar pairs. Following collection of images with positive and negative motion sensitization, complex division of the data produce a shear wave image. Then, the image is assessed using an inversion algorithm to generate a shear stiffness map6. The resulting measurements at each voxel have been shown to strongly correlate (R2&gt;0.9914) with data collected using dynamic mechanical analysis7. In this study, elastography is integrated into the tissue development process for monitoring human mesenchymal stem cell (hMSC) differentiation into adipogenic and osteogenic constructs as shown in Figure 2.

The procedure demonstrates the methodology of magnetic resonance elastography for monitoring the engineered outcome of adipose and osteogenic tissue engineered constructs through noninvasive local assessment of the mechanical properties using microscopic magnetic resonance elastography (&mu;MRE).

תהודה מגנטית elastography מתודולוגיה להערכת של רקמות מהונדסות צמיחה Construct

Traditional mechanical testing often results in the destruction of the sample, and in the case of long term tissue engineered construct studies, the use ...

Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging

X-ray fluoroscopy-guided endovascular procedures have several significant limitations, including difficult catheter navigation and use of ionizing radiation, which can potentially be overcome using a magnetically steerable catheter under MR guidance.
	The main goal of this work is to develop a microcatheter whose tip can be remotely controlled using the magnetic field of the MR scanner. This protocol aims to describe the procedures for applying current to the microcoil-tipped microcatheter to produce consistent and controllable deflections.
	A microcoil was fabricated using laser lathe lithography onto a polyimide-tipped endovascular catheter. In vitro testing was performed in a waterbath and vessel phantom under the guidance of a 1.5-T MR system using steady-state free precession (SSFP) sequencing. Various amounts of current were applied to the coils of the microcatheter to produce measureable tip deflections and navigate in vascular phantoms.
	The development of this device provides a platform for future testing and opportunity to revolutionize the endovascular interventional MRI environment.

Current applied to an endovascular microcatheter with microcoil tip made by laser lathe lithography can achieve controllable deflections under magnetic resonance (MR) guidance, which may improve speed and efficacy of navigation of vasculature during various endovascular procedures.

הסטת Assisted-מגנטי מרחוק מבוקרת Microcatheter עצה תחת הדמיית תהודה מגנטית

X-ray fluoroscopy-guided  endovascular procedures have several significant limitations, including  difficult catheter navigation and use of ionizing ...

Alternating Magnetic Field-Responsive Hybrid Gelatin Microgels for Controlled Drug Release

Magnetically-responsive nano/micro-engineered biomaterials that enable a tightly controlled, on-demand drug delivery have been developed as new types of smart soft devices for biomedical applications. Although a number of magnetically-responsive drug delivery systems have demonstrated efficacies through either in vitro proof of concept studies or in vivo preclinical applications, their use in clinical settings is still limited by their insufficient biocompatibility or biodegradability. Additionally, many of the existing platforms rely on sophisticated techniques for their fabrications. We recently demonstrated the fabrication of biodegradable, gelatin-based thermo-responsive microgel by physically entrapping poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylamide) chains as a minor component within a three-dimensional gelatin network. In this study, we present a facile method to fabricate a biodegradable drug release platform that enables a magneto-thermally triggered drug release. This was achieved by incorporating superparamagnetic iron oxide nanoparticles and thermo-responsive polymers within gelatin-based colloidal microgels, in conjunction with an alternating magnetic field application system.

We present a facile method to fabricate a biodegradable gelatin-based drug release platform that is magneto-thermally responsive. This was achieved by incorporating superparamagnetic iron oxide nanoparticles and poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylamide) within a spherical gelatin micro-network crosslinked by genipin, in conjunction with an alternating magnetic field application system.

מוני Microgels לטין היברידי שדה-Responsive המגנטי לשחרור סמים מבוקר

Magnetically-responsive nano/micro-engineered biomaterials that enable a tightly controlled, on-demand drug delivery have been developed as new types of ...

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan electron-paramagnetic-resonance (RS-EPR), which can provide quantitative information under in vivo conditions on oxygen concentration, pH, redox status and concentration of signaling molecules (i.e., OH&#8226;, NO&#8226;). The RS-EPR technique has a higher sensitivity, improved spatial resolution (1 mm), and shorter acquisition time in comparison to the standard continuous wave (CW) technique. A variety of phantom configurations have been tested, with spatial resolution varying from 1 to 6 mm, and spectral width of the reporter molecules ranging from 16 &#181;T (160 mG) to 5 mT (50 G). A cross-loop bimodal resonator decouples excitation and detection, reducing the noise, while the rapid scan effect allows more power to be input to the spin system before saturation, increasing the EPR signal. This leads to a substantially higher signal-to-noise ratio than in conventional CW EPR experiments.

Rapid Scan Electron Paramagnetic Resonance Opens New Avenues for Imaging Physiologically Important Parameters In Vivo

A new electron paramagnetic resonance (EPR) method, rapid scan EPR (RS-EPR), is demonstrated for 2D spectral spatial imaging which is superior to the traditional continuous wave (CW) technique and opens new venues for in vivo imaging. Results are demonstrated at 250 MHz, but the technique is applicable at any frequency.

ראפיד סריקת אלקטרונים פאראמגנטיים תהודה פותחת אפיקים חדשים עבור פרמטרים חשובים מבחינת פיזיולוגית ההדמיה<em&gt; In vivo</em

We demonstrate a superior method of 2D spectral-spatial imaging of stable radical reporter molecules at 250 MHz using rapid-scan ...

Image-guided, Laser-based Fabrication of Vascular-derived Microfluidic Networks

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic networks embedded in PEGDA hydrogels. Here, we describe the creation of virtual masks that allow for image-guided laser control; the photopolymerization of a micromolded PEGDA hydrogel, suitable for microfluidic network fabrication and pressure head-driven flow; the setup and use of a commercially available laser scanning confocal microscope paired with a femtosecond pulsed Ti:S laser to induce hydrogel degradation; and the imaging of fabricated microfluidic networks using fluorescent species and confocal microscopy. Much of the protocol is focused on the proper setup and implementation of the microscope software and microscope macro, as these are crucial steps in using a commercial microscope for microfluidic fabrication purposes that contain a number of intricacies. The image-guided component of this technique allows for the implementation of 3D image stacks or user-generated 3D models, thereby allowing for creative microfluidic design and for the fabrication of complex microfluidic systems of virtually any configuration. With an expected impact in tissue engineering, the methods outlined in this protocol could aid in the fabrication of advanced biomimetic microtissue constructs for organ- and human-on-a-chip devices. By mimicking the complex architecture, tortuosity, size, and density of in vivo vasculature, essential biological transport processes can be replicated in these constructs, leading to more accurate in vitro modeling of drug pharmacokinetics and disease.

This protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation to fabricate vascular-derived, biomimetic microfluidic networks embedded in poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels. These biomimetic microfluidic systems may be useful for tissue engineering applications, generation of in vitro disease models, and fabrication of advanced "on-a-chip" devices.

תמונה מונחה, ייצור מבוסס-לייזר של רשתות Microfluidic הנגזרות דם

This detailed protocol outlines the implementation of image-guided, laser-based hydrogel degradation for the fabrication of vascular-derived microfluidic ...

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were designed and fabricated for magnetically triggered release. PNIPAAm-based magnetic microgels with a spherical structure were produced via a temperature-induced emulsion followed with physical-crosslinking by mixing PNIPAAm, polyethylenimine (PEI), and Fe3O4-NH2 magnetic nanoparticles. Because of their dispersity, the Fe3O4-NH2 nanoparticles were embedded inside the polymer matrix. The amine groups exposed on the Fe3O4-NH2 and PEI surface supported the spherical structure by physically crosslinking with the amide groups of the PNIPAAm. The hydrophobic anti-cancer drug curcumin can be dispersed in water after encapsulation into the microgels. The microgels were characterized by transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and UV-Vis spectral analysis. Furthermore, magnetically triggered release was studied under an external high frequency magnetic field (HFMF). A significant &#34;burst release&#34; of curcumin was observed after applying the HFMF to the microgels due to the magnetic inductive heating (hyperthermia) effect. This manuscript describes the magnetically triggered controlled release of Cur-PNIPAAm/Fe3O4-NH2 encapsulated curcumin, which can be potentially applied for tumor therapy.

Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

This manuscript describes the preparation of magnetic and thermal-sensitive microgels via a temperature-induced emulsion without chemical reaction. These sensitive microgels were synthesized by mixing poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm), polyethylenimine (PEI) and Fe3O4-NH2 nanoparticles for the potential use in magnetically and thermally triggered drug-release.

מגנטי תרמי רגיש פולי (<em&gt; N</em&gt; -isopropylacrylamide) מבוססי microgels עבור מגנטית מופעל מבוקר שחרור

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

Metabolic Support of Excised, Living Brain Tissues During Magnetic Resonance Microscopy Acquisition

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic resonance (MR) microscopy data. While it is possible to perform MR collections on living, excised mammalian tissue, such experiments have traditionally been constrained by resolution limits and are thus incapable of visualizing tissue microstructure. Conversely, MR protocols that did achieve microscopic image resolution required the use of fixed samples to accommodate the need for static, unchanging conditions over lengthy scan times. The current protocol describes the first available MR technique that enables imaging of living, mammalian tissue samples at microscopic resolutions. Such data is of great importance to the understanding of how pathology-based contrast changes occurring at the microscopic level influence the content of macroscopic MR scans such as those used in the clinic. Once such an understanding is realized, diagnostic methods with greater sensitivity and accuracy can be developed, which will translate directly to earlier disease treatment, more accurate therapy monitoring and improved patient outcomes.
While the described methodology focuses on brain slice preparations, the protocol is adaptable to any excised tissue slice given that changes are made to the gas and perfusate preparations to accommodate the tissue&#39;s specific metabolic needs. Successful execution of the protocol should result in living, acute slice preparations that exhibit MR diffusion signal stability for periods up to 15.5 h. The primary advantages of the current system over other MR compatible perfusion apparatuses are its compatibility with the MR microscopy hardware required to attain higher resolution images and ability to provide constant, uninterrupted flow with carefully regulated perfusate conditions. Reduced sample throughput is a consideration with this design as only one tissue slice may be imaged at a time.

The current protocol describes a method by which users can maintain viability of acute hippocampal and cortical slice preparations during the collection of magnetic resonance microscopy data.

תמיכה מטבולית של טוחנות, חי ברקמות המוח במהלך רכישת מיקרוסקופ תהודה מגנטית

This protocol describes the procedures necessary to support normal metabolic functions of acute brain slice preparations during the collection of magnetic ...

Preparation, Purification, and Use of Fatty Acid-containing Liposomes

Liposomes containing single-chain amphiphiles, particularly fatty acids, exhibit distinct properties compared to those containing diacylphospholipids due to the unique chemical properties of these amphiphiles. In particular, fatty acid liposomes enhance dynamic character, due to the relatively high solubility of single-chain amphiphiles. Similarly, liposomes containing free fatty acids are more sensitive to salt and divalent cations, due to the strong interactions between the carboxylic acid head groups and metal ions. Here we illustrate techniques for preparation, purification, and use of liposomes comprised in part or whole of single chain amphiphiles (e.g., oleic acids).

Liposomes containing single-chain amphiphiles, particularly fatty acids, exhibit distinct properties compared to those containing diacylphospholipids due to the unique chemical properties of single chain amphiphiles. Here we describe techniques for the preparation, purification, and use of liposomes comprised in part or whole of these amphiphiles.

הכנה, טיהור, השימוש ליפוזומים המכילים חומצת שומן

Liposomes containing single-chain amphiphiles, particularly fatty acids, exhibit distinct properties compared to those containing diacylphospholipids due ...

Apparatus for Harvesting Tissue Microcolumns

This manuscript describes the production process for a laboratory apparatus, made from off-the-shelf components, that can be used to collect microcolumns of full-thickness skin tissue. The small size of the microcolumns allows donor sites to heal quickly without causing donor site scarring, while harvesting full-thickness tissue enables the incorporation of all cellular and extracellular components of skin tissue, including those associated with deeper dermal regions and the adnexal skin structures, which have yet to be successfully reproduced using conventional tissue engineering techniques. The microcolumns can be applied directly into skin wounds to augment healing, or they can be used as the autologous cell/tissue source for other tissue engineering approaches. The harvesting needles are made by modifying standard hypodermic needles, and they can be used alone for harvesting small amounts of tissue or coupled with a simple suction-based collection system (also made from commonly available laboratory supplies) for high-volume harvesting to facilitate studies in large animal models.

Here we describe a protocol for producing harvesting needles that can be used to collect full-thickness skin tissue without causing donor site scarring. The needles can be combined with a simple collection system to achieve high-volume harvesting.

מכשירי קצירת רקמות Microcolumns

This manuscript describes the production process for a laboratory apparatus, made from off-the-shelf components, that can be used to collect microcolumns ...

Multi-timescale Microscopy Methods for the Characterization of Fluorescently-labeled Microbubbles for Ultrasound-Triggered Drug Release

Microbubble contrast agents hold great promise for drug delivery applications with ultrasound. Encapsulating drugs in nanoparticles reduces systemic toxicity and increases circulation time of the drugs. In a novel approach to microbubble-assisted drug delivery, nanoparticles are incorporated in or on microbubble shells, enabling local and triggered release of the nanoparticle payload with ultrasound. A thorough understanding of the release mechanisms within the vast ultrasound parameter space is crucial for efficient and controlled release. This set of presented protocols is applicable to microbubbles with a shell containing a fluorescent label. Here, the focus is on microbubbles loaded with poly(2-ethyl-butyl cyanoacrylate) polymeric nanoparticles, doped with a modified Nile Red dye. The particles are fixed within a denatured casein shell. The microbubbles are produced by vigorous stirring, forming a dispersion of perfluoropropane gas in the liquid phase containing casein and nanoparticles, after which the microbubble shell self-assembles. A variety of microscopy techniques are needed to characterize the nanoparticle-stabilized microbubbles at all relevant timescales of the nanoparticle release process. Fluorescence of the nanoparticles enables confocal imaging of single microbubbles, revealing the particle distribution within the shell. In vitro ultra-high-speed imaging using bright-field microscopy at 10 million frames per second provides insight into the bubble dynamics in response to ultrasound insonation. Finally, nanoparticle release from the bubble shell is best visualized by means of fluorescence microscopy, performed at 500,000 frames per second. To characterize drug delivery in vivo, the triggered release of nanoparticles within the vasculature and their extravasation beyond the endothelial layer is studied using intravital microscopy in tumors implanted in dorsal skinfold window chambers, over a timescale of several minutes. The combination of these complementary characterization techniques provides unique insight into the behavior of microbubbles and their payload release at a range of time and length scales, both in vitro and in vivo.

The presented protocols can be used to characterize the response of fluorescently-labeled microbubbles designed for ultrasound-triggered drug delivery applications, including their activation mechanisms as well as their bioeffects. This paper covers a range of in vitro and in vivo microscopy techniques performed to capture the relevant length and timescales.

שיטות מיקרוסקופיה מרובות זמן לאפיון של Microbubbles פלואורסצנטרית שכותרתו לשחרור תרופות מופעלות אולטרסאונד

Microbubble contrast agents hold great promise for drug delivery applications with ultrasound. Encapsulating drugs in nanoparticles reduces systemic ...