Este trabalho foi financiado por uma Saúde Aplicada BU / Cimit Fellowship Engenharia predoctoral, a Fundação Nacional de Ciência ampliando a participação pesquisa de iniciação Grant em Engenharia (BRIGE), e os Institutos Nacionais de Saúde (R21EB0094930).

1. Preparação de mudança de fase Nanoemulsion (PSNE) <ol><li> Dissolver 11 mg de DPPC e 1,68 mg de DSPE-PEG2000 em clorofórmio </li><li> Evapora-se o solvente orgânico para formar um filme de lípido seco num balão de vidro de fundo redondo de- </li><li> Dessicate a película lipídica durante a noite </li><li> Hidratar a película de lípido com 5,5 mL de salino tamponado com fosfato (PBS) </li><li> Solução de calor num banho de água a 45 ° C até que se dissolva filme lipídico, vortex periodicamente </li><li> Transferir a solução lipídica em 7 ml frasco </li><li> Sonicar solução de lípidos durante 2 min a 20% de amplitude </li><li> Dividir solução em dois frascos de 2,5 ml cada (descartar restante de 0,5 ml) </li><li> Adicionar 2,5 ml de PBS a cada frasco </li><li> Colocar cada frasco num banho de 0 ° C de água-gelo </li><li> Adicionar 50 ul TFDP a cada frasco </li><li> Sonicar cada frasco no banho de gelo-água utilizando as seguintes definições: amplitude de 25%, modo pulsado (10 seg ligado, 50 segundos desligado), total de 60 seg em vez </li><li> Trsoluções ansfer PSNE para 20 frascos de cintilação ml </li><li> Adicionar 5 ml de PBS a cada tubo, resultando em 10 ml de volume final </li><li> Montar direções Extrusor fornecidas pelo fabricante <ol><li> Lavar cada peça com água deionizada </li><li> Colocar o disco de suporte de aço inoxidável no centro da base de suporte do filtro </li><li> Coloque a malha de aço inoxidável em cima do disco de suporte de aço inoxidável </li><li> Com uma pinça, colocar uma extrusora membrana disco de drenagem (se o lado brilhante) na malha de aço inoxidável </li><li> Usando pinças, colocar o filtro de extrusora (acima do lado brilhante) na membrana de disco de drenagem </li><li> Coloque cuidadosamente o pequeno-ring no filtro e colocar o Thermobarrel e superior extrusora acima da base de apoio </li><li> Aperte parcialmente cada asa-porca primeiro, então completamente aperte as porcas de asa-com a mão em forma alternada </li><li> Ligue o extrusor parauma linha de gás nitrogênio </li><li> Para preparar o extrusor, pipeta 10 ml de água desionizada para a porta de amostra superior, limitar a abertura, e apertar a válvula de ventilação </li><li> Abrir lentamente a linha de gás de azoto para aumentar a pressão, forçando a amostra através das membranas, e recolher a amostra do tubo de saída </li><li> Após o uso, desmontar em ordem inversa, enxaguar as peças de extrusão com água desionizada, e descartar o filtro de membrana e do disco de membrana de drenagem </li></ol></li><li> Para 100 nm gotas apenas, PSNE pré-condição por extrusão 10 vezes através de 200 nm filtro </li><li> Extrude PSNE 16 vezes através de 100 nm ou 200 nm, filtro para obter uma distribuição de tamanhos estreita </li></ol> 2. Preparação do hidrogel de poliacrilamida contendo PSNE <ol><li> Preparar uma solução de 24% de BSA por diluição de 1,2 g de pó de BSA em 5 ml de água desionizada </li><li> Preparar a solução de APS a 10% diluído por 0,1 g de pó APS em 1 ml wate desionizadar </li><li> Na seguinte ordem, misturar 2,1 ml de solução de acrilamida, 1,2 ml de tampão Tris, 0,1 ml de 10% APS, 4,5 ml de 24% solução de BSA e 3,6 ml de água desionizada na câmara de plástico </li><li> Aquece-se a 40 ° C e colocar sob vácuo durante 1 hr </li><li> Adicionar 480 ul de PSNE e misturar completamente por agitação suave da câmara de plástico. </li><li> Adicionar 12 ul de TEMED e colocar a câmara num banho de água a 12 ° C durante 2 h </li></ol> 3. Resultados representativos Um esquema da instalação de ultra-som para experiências com fantasmas tecido mimetizam de hidrogel é apresentado na Figura 1. Este protocolo resulta em gotículas de lípidos revestidos perfluorocarbono com uma distribuição estreita de tamanhos, que são estáveis ​​em solução, durante pelo menos uma semana. A distribuição do tamanho medido com dispersão de luz dinâmica (90Plus Analisador de Tamanho de Partículas, Brookhaven Instruments, Holtsville, NY) é mostrado na Figura 2 para PSNE extrudida utilizando 100 e 200filtros nm. O diâmetro PSNE eficaz ao longo do tempo, medida usando dispersão dinâmica de luz, está listado na Tabela 1, demonstram que PSNE são estáveis ​​durante pelo menos uma semana. B-modo as imagens de PSNE antes e depois vaporização num hidrogel de poliacrilamida são apresentadas na Figura 3. Além disso, a lesão formada por 15 segundos de HIFU mediada por aquecimento num hidrogel de poliacrilamida contendo albumina e PSNE é mostrado na Figura 4. A forma assimétrica da lesão é um resultado do aquecimento prefocal que ocorre devido à presença de uma nuvem de bolhas no caminho de ultra-som. É importante notar que o aquecimento prefocal e formação da lesão, devido à dispersão das bolhas podem ser minimizados através da redução da energia acústica transmitida. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig1.jpg" alt="Figura 1"/> Figura 1. Diagrama esquemático do arranjo experimental de ultra-som para experiências com tecidos mim-Icking hidrogéis. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig2.jpg" alt="Figura 2"/> Figura 2. Tamanho distribuição de PSNE extrudida através de 100 nm ou 200 nm, filtros, medida usando dispersão dinâmica de luz. As unidades dos eixos de ordenadas são baseados na intensidade da luz dispersa a partir de partículas de um certo tamanho em relação à intensidade total da luz dispersa a partir da amostra. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig3.jpg" alt="Figura 3"/> Figura 3. B-modo imagens (a) antes e (b) depois de vaporização PSNE num hidrogel de poliacrilamida. A seta indica a região focal onde uma nuvem de bolhas foi formada por vaporização PSNE. <img src="/files/ftp_upload/4308/4308fig4.jpg" alt="Figura 4"/> Figura 4. Imagens de polyacrylamide hidrogel contendo albumina e PSNE (a) antes e (b), após a vaporização e sonicação com HIFU, demonstrando a formação da lesão, como resultado de ultra-som induzida pelo aquecimento. A freqüência central de ultra-som foi de 3,3 MHz. O sinal de ultra-som de um composto inicial de 30-ciclo, 6,4 W de pulso para vaporizar PSNE, imediatamente seguido de 15 segundos de ultra-som contínuo em 0,77 W. <table border="1"><tbody><tr><td rowspan="2"> Dias após a extrusão </td><td colspan="2"> Extrudido com filtro de 200 nm </td><td colspan="2"> Extrudido com filtro de 100 nm </td></tr><tr><td> A média de Dia. (Nm) </td><td> Std. Desenv. (Nm) </td><td> A média de Dia. (Nm) </td><td> Std. Desenv. (Nm) </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 182,9 </td><td> 4,9 </td><td> 118,0 </td><td> 0,9 </td></tr><tr><td> 7 </td> &lt;td&gt; 177,7 </td><td> 2,5 </td><td> 124,8 </td><td> 3,1 </td></tr></tbody></table> Tabela 1. Diâmetro médio e desvio padrão de PSNE a um e sete dias após a extrusão com 100 nm e 200 nm filtros.

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	<li>Hynynen, K., Darkazanli, A., Unger, E., Schenck, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MRI-guided+noninvasive+ultrasound+surgery.">MRI-guided noninvasive ultrasound surgery.</a> Med. Phys. 20, 107-115 (1993).</li><li>Baban, D. F., Seymour, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+tumour+vascular+permeability.">Control of tumour vascular permeability.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 34, 109-119 (1998).</li><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. Release. 65, 271-284 (2000).</li><li>Schadlich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tumor+accumulation+of+NIR+fluorescent+PEG-PLA+nanoparticles:+impact+of+particle+size+and+human+xenograft+tumor+model.">Tumor accumulation of NIR fluorescent PEG-PLA nanoparticles: impact of particle size and human xenograft tumor model.</a> ACS Nano. 5, 8710-8720 (2011).</li><li>Williams, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convertible+perfluorocarbon+droplets+for+cancer+detection+and+therapy.">Convertible perfluorocarbon droplets for cancer detection and therapy.</a> 2010 IEEE Ultrasonics Symposium. , (2010).</li><li>Martz, T. D., Sheeran, P. S., Bardin, D., Lee, A. P., Dayton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+manufacture+of+phase-change+perfluorocarbon+droplets+using+microfluidics.">Precision manufacture of phase-change perfluorocarbon droplets using microfluidics.</a> Ultrasound Med. Biol. 37, 1952-1957 (2011).</li><li>Giesecke, T., Hynynen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound-mediated+cavitation+thresholds+of+liquid+perfluorocarbon+droplets+in+vitro.">Ultrasound-mediated cavitation thresholds of liquid perfluorocarbon droplets in vitro.</a> Ultrasound Med. Biol. 29, 1359-1365 (2003).</li><li>Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formulation+and+Acoustic+Studies+of+a+New+Phase-Shift+Agent+for+Diagnostic+and+Therapeutic+Ultrasound.">Formulation and Acoustic Studies of a New Phase-Shift Agent for Diagnostic and Therapeutic Ultrasound.</a> Langmuir. 27, 10412-10420 (2011).</li><li>Sheeran, P. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Decafluorobutane+as+a+phase-change+contrast+agent+for+low-energy+extravascular+ultrasonic+imaging.">Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging.</a> Ultrasound Med. Biol. 37, 1518-1530 (2011).</li><li>Zhang, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Application of Phase-Shift Nanoemulsion in High Intensity Focused Ultrasound: An In Vitro Study [Doctoral Dissertation]. , (2011).</li><li>Allen, T. M., Hansen, C., Martin, F., Redemann, C., Yau-Young, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes+containing+synthetic+lipid+derivatives+of+poly(ethylene+glycol)+show+prolonged+circulation+half-lives+in+vivo.">Liposomes containing synthetic lipid derivatives of poly(ethylene glycol) show prolonged circulation half-lives in vivo.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1066, 29-36 (1991).</li><li>Klibanov, A. L., Maruyama, K., Beckerleg, A. M., Torchilin, V. P., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity+of+amphipathic+poly(ethylene+glycol)+5000+to+prolong+the+circulation+time+of+liposomes+depends+on+the+liposome+size+and+is+unfavorable+for+immunoliposome+binding+to+target.">Activity of amphipathic poly(ethylene glycol) 5000 to prolong the circulation time of liposomes depends on the liposome size and is unfavorable for immunoliposome binding to target.</a> Biochim. Biophys. Acta. 1062, 142-148 (1991).</li><li>Klibanov, A. L., Maryama, K., Torchilin, V. P., Huang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amphipathic+polyethyleneglycols+effectively+prolong+the+circulation+time+of+liposomes.">Amphipathic polyethyleneglycols effectively prolong the circulation time of liposomes.</a> FEBS Lett. 268, 235-237 (1990).</li><li>Gabizon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prolonged+circulation+time+and+enhanced+accumulation+in+malignant+exudates+of+Doxorubicin+encapsulated+in+polyethylene-glycol+coated+liposomes.">Prolonged circulation time and enhanced accumulation in malignant exudates of Doxorubicin encapsulated in polyethylene-glycol coated liposomes.</a> Cancer Res. 54, 987-992 (1994).</li><li>Awasthi, V. D., Garcia, D., Goins, B. A., Philips, W. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circulation+and+biodistribution+profiles+of+long-circulating+PEG-liposomes+of+various+sizes+in+rabbits.">Circulation and biodistribution profiles of long-circulating PEG-liposomes of various sizes in rabbits.</a> Int. J. Pharm. 253, 121-132 (2003).</li><li>Zhang, P., Porter, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+in+vitro+study+of+a+phase-shift+nanoemulsion:+a+potential+nucleation+agent+for+bubble-enhanced+HIFU+tumor+ablation.">An in vitro study of a phase-shift nanoemulsion: a potential nucleation agent for bubble-enhanced HIFU tumor ablation.</a> Ultrasound Med. Biol. 36, 1856-1866 (2010).</li><li>Lafon, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gel+phantom+for+use+in+high-intensity+focused+ultrasound+dosimetry.">Gel phantom for use in high-intensity focused ultrasound dosimetry.</a> Ultrasound Med. Biol. 31, 1383-1389 (2005).</li></ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Ultra-som de alta intensidade focado (HIFU) é utilizada clinicamente para remoção térmica de tumores. 1 Para melhorar o aquecimento localizado e melhorar a ablação térmica de tumores, as gotas revestidas com lípido perfluorocarbonos têm sido desenvolvidos, que pode ser vaporizada por HIFU. A vasculatura em muitos tumores é anormalmente leaky devido ao seu crescimento rápido. 2 Assim, as nanopartículas são capazes de penetrar as fenestrações e passivamente acumular dentro de tumores, ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome comum </td><td> Fabricante </td><td> Gato. Número </td><td> Nome Completo / Descrição </td></tr><tr><td> DPPC </td><td> Lipídios Avanti, Alabaster, AL, EUA </td><td> 850355P </td><td> 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfocolina </td></tr><tr><td> DSPE-PEG2000 </td><td> Lipídios Avanti, Alabaster, AL, EUA </td><td> 880120P </td><td> 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina-N-[metoxi (polietileno glicol) -2000] (sal de amónio) </td></tr><tr><td> TFDP </td><td> Fluoromed, Round Rock, Texas, EUA </td><td> CAS: 138495-42-8 </td><td> Dodecafluoropentano (C 5 F 12) </td></tr><tr><td> PBS </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> P2194 </td><td> Salina tamponada com fosfato </td></tr><tr><td> Clorofórmio </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> 372978 </td><td> Clorofórmio </td></tr><tr><td> Acrilamida </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> A9926 </td><td> 40% 19:01 de acrilamida / bis-acrilamida </td></tr><tr><td> Tampão Tris </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> T2694 </td><td> 1M, pH 8, o cloridrato de trizma e base Trizma </td></tr><tr><td> BSA </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> A3059 </td><td> Albumina de soro bovino </td></tr><tr><td> APS </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> A3678 </td><td> Solução de persulfato de amónio </td></tr><tr><td> TEMED </td><td> Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EUA </td><td> 87689 </td><td> N, N, N &#39;, N&#39;-tetrametiletilenodiamina </td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td> Equipamento </td></tr><tr><td> Sonicador (3 ponta mm) </td&gt; <td> Sonics &amp; Materials, Inc., Newtown, CT, EUA </td><td> Vibra-Cell </td><td></td></tr><tr><td> Banho de água </td><td> Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, EUA </td><td> Neslab EX-7 </td><td></td></tr><tr><td> Extrusora </td><td> Lipídeos do Norte, em Burnaby, BC, Canadá </td><td> Lipex </td><td></td></tr><tr><td> Filtros extrusora </td><td> Whatman, Piscataway, NJ, EUA </td><td> Nuclepore # 110605 e # 110606 </td><td></td></tr><tr><td> Extrusora drenagem Disco </td><td> Sterlitech Corporation, Kent, WA, EUA </td><td> # PETEDD25100 </td><td></td></tr><tr><td> Câmara de plástico </td><td> EUA Plastic Corporation, Lima, OH, EUA </td><td> # 55288, 1 3/16 &quot;x 1 3/16&quot; x 2 7/16 &quot; </td><td></td></tr></tbody></table>

synthesis of phase-shift nanoemulsions with narrow size distributions for acoustic droplet vaporization and bubble-enhanced ultrasound-mediated ablation

Ultra-som de alta intensidade focado (HIFU) é utilizada clinicamente para remoção térmica de tumores. Para aumentar o aquecimento localizado e melhorar a ablação térmica de tumores, as gotas revestidas com lípido perfluorocarbonos têm sido desenvolvidos, que pode ser vaporizada por HIFU. A vasculatura em muitos tumores é anormalmente leaky devido ao seu rápido crescimento, e as nanopartículas são capazes de penetrar as fenestrações e passivamente acumulam no interior dos tumores. Assim, controlando o tamanho das gotículas pode resultar em melhor acumulação no interior dos tumores. Neste relatório, a preparação de gotas estáveis ​​em uma nanoemulsão de deslocamento de fase (PSNE), com uma estreita distribuição de tamanho é descrito. PSNE foram sintetizados por sonicação de uma solução de lípido na presença de perfluorocarbono líquido. Uma distribuição estreita de tamanhos foi obtida por extrusão das vezes PSNE múltiplas utilizando filtros com tamanhos de poros de 100 ou 200 nm. A distribuição de tamanho foi medido ao longo de um período de 7 dias usando dispersão dinâmica de luz. Polyachidrogéis rylamide contendo PSNE estavam preparados para experimentos in vitro. Gotículas PSNE nos hidrogéis foram vaporizados com ultra-sons e as bolhas resultantes melhoradas aquecimento localizado. Vaporizado PSNE permite um aquecimento mais rápido e também reduz a intensidade ultra-som necessária para a ablação térmica. Assim, espera-se que PSNE melhorar a ablação térmica em tumores, melhorando potencialmente a resultados terapêuticos do HIFU mediadas tratamentos de ablação térmica.

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Synthesis of Phase-shift Nanoemulsions with Narrow Size Distributions for Acoustic Droplet Vaporization and Bubble-enhanced Ultrasound-mediated Ablation

Phase-Shift nanoemulsões (PSNE) pode ser vaporizado utilizando ultra-sons de alta intensidade focado para melhorar o aquecimento localizado e melhorar a ablação térmica de tumores. Neste relatório, a preparação de PSNE estável, com uma estreita distribuição de tamanho é descrito. Além disso, o impacto de PSNE vaporizada no ultra-som mediada por ablação é demonstrada no tecido mimetizam fantasmas.

Síntese de mudança de fase Nanoemulsões com distribuição de tamanho estreita para vaporização Droplet Acústico e Bubble avançada ablação por ultrassom mediada

High-intensity  focused ultrasound (HIFU) is used clinically to thermally ablate tumors. To  enhance localized heating and improve thermal ablation in ...

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