음향 액적 기화 및 버블이 강화 된 초음파로 인한 박리에 대한 좁은 크기 분포와 위상 - 교대 Nanoemulsions의 합성

요약

위상 시프트 nanoemulsions (PSNE)는 지역화 된 난방을 개선하고 종양의 열 절제를 개선하기 위해 높은 강도 집중 초음파를 사용하여 기화 할 수 있습니다. 이 보고서에서는 좁은 크기 분포와 안정 PSNE의 준비가 설명되어 있습니다. 또한, 초음파로 인한 박리에 기화의 PSNE의 영향은 조직 - 모방의 유령에서 증명된다.

초록

높은 강도 집중 초음파 (HIFU)는 열 종양 어블 레이션하기 위해 임상 적으로 사용됩니다. 현지화 난방을 개선하고 종양의 열 절제를 개선하려면 지질 코팅 perfluorocarbon의 방울은 HIFU에 의해 기화 할 수있는 개발되었습니다. 많은 종양의 vasculature는 인해 빠른 성장을 비정상적으로 새는 있으며, 나노 입자는 fenestrations을 관통하고 수동적으로 종양 내에 축적 할 수 있습니다. 따라서 방울의 크기를 조절하는 종양에서 더 축적 될 수 있습니다. 이 보고서에서는 좁은 크기 분포와 위상 편이 nanoemulsion (PSNE)에서 안정 방울의 준비가 설명되어 있습니다. PSNE는 액체 perfluorocarbon의 존재에 지질 솔루션을 sonicating에 의해 합성되었다. 좁은 크기 분포는 100 또는 200 nm의 기공 크기의 필터를 사용하여 PSNE을 여러 번 압출하여 얻은 것입니다. 크기 분포는 동적 광 산란을 사용하여 7 일 동안 측정되었습니다. PolyacPSNE을 포함 rylamide의 hydrogels은 체외 실험에서 준비되었다. hydrogels의 PSNE 방울은 초음파와 지역화 난방 개선 결과 거품과 기화되었습니다. 기화 PSNE 더 빠른 난방이 가능하며 열 절제에 필요한 초음파 강도를 줄일 수 있습니다. 따라서, PSNE는 잠재적으로 HIFU로 인한 열 절제 트리트먼트 치료 결과를 개선, 종양의 열 절제를 강화 할 예정이다.

프로토콜

1. 단계 - 교대 Nanoemulsion의 준비 (PSNE)

1. 11 MG DPPC와 클로로포름의 1.68 MG DSPE-PEG2000를 해산
2. 유리 둥근 바닥 플라스크에 드라이 지질 필름을 형성하기 위해 유기 용매를 증발
3. 밤 지질 필름을 Dessicate
4. 인산 버퍼 생리 (PBS)의 5.5 ML과 지질 필름을 Rehydrate
5. 45 ° C의 물을 욕조에 열 솔루션은 지질이 영화는 정기적으로 vortexing, 해체 할 때까지
6. 7 ML의 유리 병에 지질 솔루션을 전송
7. 20 % 진폭에서 2 분에 대한 지질 솔루션을 Sonicate
8. 2.5 ML의 두 병에 솔루션을 나눈다 각 (나머지 0.5 ML를 삭제)
9. 각 유리 병에 2.5 ML PBS를 추가합니다
10. 0 ° C 얼음물에 각 병을 놓고
11. 각 유리 병의 50 μl DDFP을 추가
12. 25 % 진폭, 펄스 모드 (50 초에서 10 초), 시간에 60 초 총 : 다음 설정을 사용하여 얼음물에서 각 병을 Sonicate
13. TR20 ML의 섬광 병에 ansfer PSNE 솔루션
14. 10 ML 최종 볼륨의 결과로, 각 유리 병에 5 ML PBS를 추가합니다
15. 제조업체에서 제공 압출기 다음과 같은 지시를 조립
    1. 탈 이온수 각 부분을 씻어
    2. 필터 지원 기지의 중심에 스테인레스 스틸 지원 디스크를 놓으십시오
    3. 스테인레스 스틸 지원 디스크 상단에있는 스테인리스 스틸 메쉬를 배치
    4. 핀셋 사용하여 스테인레스 스틸 메쉬에 압출기 배출 디스크 막 (반짝이는 사이드까지)를 배치
    5. 핀셋 사용하여 배수 디스크 막에 압출기 필터 (반짝이는 사이드까지)를 배치
    6. 조심스럽게 필터의 작은 O-링을 배치하고 지원 기지 위의 thermobarrel와 압출기의 상단에 배치
    7. 부분적으로 첫번째 각 날개 너트를 조여 다음, 완전히 번갈아 방식으로 손으로 날개 너트를 조여
    8. 에 압출기를 연결질소 가스 라인
    9. 상단 샘플 포트에 압출기, 피펫 10 ML 탈 이온수를 프라임하려면 시작을 한도 및 배기 밸브를 조여
    10. 천천히 멤브레인을 통해 샘플을 강제로 압력을 높이기 위해 질소 가스 라인을 열고 출구 튜브에서 샘플을 수집
    11. 사용 후, 반대 순서로 분해 탈 이온수와 압출기 부품을 헹구고, 멤브레인 필터와 멤브레인 배수 디스크를 삭제
16. 200 nm의 필터를 통해 10 배를 압출의 100 나노 미터 방울 만, 사전 조건 PSNE
17. 필터 100 나노 미터 또는 200 nm의를 통해 돌출 PSNE은 16 배 좁은 크기 분포를 얻을 수

2. PSNE를 포함 Polyacrylamide의 히드로 겔의 작성

1. 5 ML 탈 이온수에 1.2 g BSA 가루를 diluting하여 24% BSA 솔루션을 준비
2. 한 ML deionized wate에 희석 0.1 g APS 분말로 10 %의 APS 솔루션을 준비연구
3. 다음과 같은 순서로, 2.1 ML의 아크릴 아미드 솔루션, 1.2 ML 트리스 버퍼, 0.1 ML 10 % APS, 4.5 ML 24% BSA 솔루션, 플라스틱 챔버에 3.6 ML 탈 이온수를 섞어
4. 40 열 ° 1 시간에 진공 C 및 장소
5. PSNE 480 μl를 추가하고 철저하게 부드럽게 플라스틱 챔버를 회전하여 섞는다.
6. 12 μl TEMED를 추가하고 2 시간에 12 ° C 물 목욕에있는 챔버를 배치

3. 대표 결과

조직 - 모방의 히드로 겔 유령과 초음파 실험에 대한 설정의 개략도는 그림 1에 표시됩니다. 이 프로토콜은 적어도 일주일 솔루션 안정 좁은 크기 분포와 지질 코팅 perfluorocarbon의 방울에 결과를 표시합니다. 동적 광 분산 (90Plus 입자 크기 분석기, 브룩 헤이븐 계기, Holtsville, NY)로 측정 크기 분포는 PSNE는 압출 100와 200를 사용하기 위해 그림 2에 표시됩니다나노 필터. 동적 광 산란을 사용하여 측정 시간의 경과에 PSNE 유효 직경은, PSNE 적어도 일주일 안정적임을 입증 표 1에 표시됩니다. polyacrylamide의 히드로 겔의 기화 전후 PSNE의 B-모드 이미지는 그림 3에 표시됩니다. 또한, 병변은 알부민과 PSNE는 그림 4에 표시됩니다를 포함하는 polyacrylamide의 히드로 겔에 HIFU로 인한 난방의 15 초에 의해 형성. 병변의 비대칭 모양 초음파 경로에 거품 구름의 존재로 인해 발생 prefocal 난방의 결과입니다. 이 전송 음향 전력을 줄임으로써 최소화 할 수 prefocal 난방 시설, 거품의 분산으로 인한 병변 형성에 유의하는 것이 중요합니다.

그림 1. 조직 - 밈과 초음파 실험에 대한 실험 설정의 개략도hydrogels을 icking.

그림 2. 크기 100 나노 미터 또는 200 nm의 필터를 통해 압출 PSNE의 배포는 동적 광 분산을 사용하여 측정. 종좌표 축의 단위는 샘플의 총 분산 된 광 강도에 비해 특정 크기의 입자의 분산 된 빛의 강도에 따라 결정됩니다.

그림 3. B-모드 이미지 polyacrylamide의 히드로 겔의 PSNE 기화 (A) 이전 및 (b) 후. 화살표가 거품 구름이 PSNE 기화에 의해 형성 된 초점 영역을 나타냅니다.

polyacr의 그림 4. 이미지알부민과 PSNE 포함 ylamide의 히드로 겔는 (a) HIFU로 기화와 sonication 전에하고, (b) 후 초음파 유도 가열의 결과로 병변 형성을 보여줍니다. 초음파 중심 주파수 3.3 MHz의했다. 초음파 신호가 초기 30주기로 구성, 6.4 W 펄스가 PSNE을 날려 버리기 위해, 즉시 W.은 0.77에서 지속적인 초음파의 15 초 다음

압출 후 일	200 nm의 필터 압출		100 nm의 필터 압출
	디아 의미합니다. (NM)	표준. 개발자. (NM)	디아 의미합니다. (NM)	표준. 개발자. (NM)
1	182.9	4.9	118.0	0.9
7	177.7	2.5	124.8	3.1

표 1. 100 nm의 200 nm의 필터를 사용 압출 차례로 7 일의 직경과 PSNE의 표준 편차를 의미합니다.

토론

높은 강도 집중 초음파 (HIFU)이 열 종양 어블 레이션하기 위해 임상 적으로 사용됩니다. ¹ 지역화 난방을 개선하고 종양의 열 절제를 개선하려면 지질 코팅 perfluorocarbon의 방울은 HIFU에 의해 기화 할 수있는 개발되었습니다. 많은 종양의 vasculature는 인해 빠른 성장을 비정상적으로 새는 것입니다. 따라서 ² 나노 입자는 fenestrations을 관통하고 수동적으로 종양 내에 축적 할 수 있으며,...

자료

Name	Company	Catalog Number	Comments
일반 이름	제조업 자	고양이. 수	전체 이름 / 설명
DPPC	벤티의 지질, 설화 석고, AL, 미국	850355P	1,2 - dipalmitoyl-SN-glycero-3-phosphocholine
DSPE-PEG2000	벤티의 지질, 설화 석고, AL, 미국	880120P	1,2 - distearoyl-SN-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[메 톡시 (폴리에틸렌 글리콜) -2000] (암모니아 염)
DDFP	Fluoromed, 라운드 록, TX, USA	CAS : ​​138495-42-8	Dodecafluoropentane (C 5 F 12)
PBS	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	P2194	생리 인산 버퍼
클로로포름	시그마 - 알드리치, 세인트. 루이, MO, USA	372978	클로로포름
아크릴 아미드	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	A9926	40% 19시 1분 아크릴 아미드 / 비스 - 아크릴 아미드
트리스 버퍼	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	T2694	1M, 산도 8, trizma 히드로 클로라이드와 trizma 기지
BSA	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	A3059	소 혈청 알부민
APS	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	A3678	암모늄 persulfate 솔루션
TEMED	시그마 - 알드리치, 세인트 루이스, MO, USA	87,689	N, N, N ', N'-Tetramethylethylenediamine
			장비
Sonicator (3mm 팁)	Sonics & 자료, 주식회사, 뉴타운, CT, USA	Vibra-셀
열탕 목욕	온도 피셔 과학, Waltham, MA, USA	Neslab EX-7
압출기	북부 지질, 버나비, BC, 캐나다	LIPEX
압출기 필터	워트 먼지, Piscataway, NJ, USA	# 110605와 # 110606을 Nuclepore
압출기 흡수 디스크	Sterlitech 공사, 켄트, WA, USA	# PETEDD25100
플라스틱 챔버	미국 플라스틱 회사, 리마, OH, USA	# 55,288, 1 3 / 16 "1 개 16분의 3"X2 16분의 7 "