Akustik Damlacık buharlaşması ve Bubble-gelişmiş Ultrason aracılı Ablasyon için dar Boyut Dağılımları ile Faz-shift Nanoemulsions sentezi

Özet

Faz kaydırmalı nanoemulsions (PSNE) lokalize ısıtma geliştirmenize ve tümörlerde termal ablasyon geliştirmek için yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason kullanarak buharlaşmış olabilir. Bu yazıda, dar bir boyut dağılımı ile kararlı PSNE hazırlanması tarif edilmektedir. Ayrıca, ultrason aracılı ablasyonu konusunda buharlaşmış PSNE etkisini doku taklidi hayaletleri gösterilmiştir.

Özet

Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) termal tümörleri baskılamak için klinik olarak kullanılmaktadır. Lokal ısıtma artırmak ve tümörlerin termal ablasyon artırmak için, lipid-kaplı perfluorokarbonlar damlacıkları HIFU buharlaştınlabilen geliştirilmiştir. Birçok tümörün damar nedeniyle hızlı büyüme anormal sızdıran ve nanopartiküller fenestrasyonlar nüfuz ve pasif tümörler içinde birikir edebiliyoruz. Böylece, damlacıkların boyutunu denetlemek tümörler içinde daha iyi bir birikim neden olabilir. Bu yazıda, dar bir boyut dağılımı ile bir faz kayması nanoemulsion (PSNE) içinde kararlı damlacıklarının hazırlanması tarif edilmektedir. PSNE sıvı perfluorokarbon varlığında, bir lipid çözelti sonicating sentezlendi. Dar bir büyüklük dağılımı 100 veya 200 nm gözenek boyutlarına sahip filtreler kullanılarak PSNE birçok kez ekstrüzyon ile elde edilmiştir. Boyut dağılımı dinamik ışık saçılımı ile 7 günlük bir süre boyunca ölçüldü. PolyacPSNE içeren rylamide hidrojeller in vitro deneyler için hazırlanmıştır. Hidrojellerde PSNE damlacıkları ultrason ve lokalize ısıtma geliştirilmiş çıkan kabarcıkları ile buharlaştırılır edildi. Buharlaşan PSNE daha hızlı ısıtma sağlar ve ayrıca termal ablasyon için gerekli ultrason yoğunluğunu azaltır. Böylece, PSNE potansiyel HIFU-aracılı termal ablasyon tedavisi terapötik sonuçların iyileştirilmesi, tümörlerde termal ablasyon geliştirmek için bekleniyor.

Protokol

1. Faz kaydırmalı Nanoemulsion hazırlanması (PSNE)

1. 11 mg DPPC ve kloroform içinde 1.68 mg DSPE-PEG2000 eritilir
2. Bir cam yuvarlak tabanlı şişeye kuru bir lipid film oluşturmak için organik çözücü buharlaştırılır
3. Gecede lipid filmi Dessicate
4. Fosfat-tamponlu salin (PBS) ve 5.5 ml lipid filmi rehidrate
5. 45 ° C su banyosunda Isı çözümü lipid filmi periyodik vorteks, eriyene kadar
6. 7 ml flakon içine lipid çözümü aktarın
7. % 20 genlik 2 dakika süreyle lipid çözelti sonikasyon
8. 2.5 ml'lik iki şişe içine çözümü bölün, her (kalan 0.5 ml atmak)
9. Her flakon 2.5 ml PBS ekleyin
10. A 0 ° C'de buz-su banyosu içinde her şişeye yerleştirin
11. Her bir şişeye 50 ul ekle DDFP
12. % 25 genlik, pulsed (50 sn kapalı 10 sn), zaman 60 sn toplam: Aşağıdaki ayarları kullanarak buz-su banyosunda her flakon sonikasyon
13. Tr20 ml sintilasyon şişeleri için ansfer PSNE çözümler
14. 10 ml nihai hacim ile sonuçlanan, her şişeye 5 ml PBS ekleme
15. Üretici tarafından sağlanan ekstruder aşağıdaki tarifi birleştirin
    1. Deiyonize su ile her bir kısım Durulama
    2. Filtre destek tabanının merkezinde, paslanmaz çelik destek diski yerleştirin
    3. Paslanmaz çelik destek diski üzerinde paslanmaz çelik elek yerleştirin
    4. Cımbız kullanarak, paslanmaz çelik hasır üzerine bir ekstrüder tahliye diski membran (parlak tarafı yukarı) yerleştirin
    5. Cımbız kullanarak, drenaj disk membran üzerindeki ekstruder filtresi (parlak tarafı yukarı) yerleştirin
    6. Dikkatlice filtre üzerinde küçük O-ring yerleştirin ve destek tabanı yukarıda thermobarrel ve ekstruder üst yerleştirin
    7. Kısmen olanlar her kanat somunu sıkın, sonra tamamen bir alternatif moda elle kanat somunlarını
    8. Için ekstrüder bağlanBir azot gazı hattı
    9. En iyi numune portu içine ekstruder, 10 ml deiyonize su hazırlamak için, açılış kap ve havalandırma valfı sıkıştırmak
    10. Yavaşça zarından örnek zorlayarak, basıncı artırmak için azot gazı hattı açın ve çıkış borudan numune
    11. Kullanımdan sonra, ters sırada sökülmesi deiyonize su ile ekstruder parçalar durulama ve bir membran filtre, membran boşaltma disk atmak
16. 200 nm filtresi aracılığıyla 10 kez çekilerek 100 nm damlacıkları için sadece ön koşul PSNE
17. Filtre 100 nm veya 200 nm ile Extrude PSNE 16 kez dar boyut dağılımı elde etmek için

2. PSNE İçeren Poliakrilamid Hidrojel hazırlanması

1. 5 ml deiyonize su içinde 1.2 g BSA, toz seyreltilerek% 24 BSA çözeltisi hazırlayın
2. 1 mL deiyonize Su sağlama içinde seyreltilmiş 0.1 g APS toz% 10 APS çözelti hazırlayınr
3. Aşağıdaki sırada, 2.1 ml akrilamid çözeltisi, 1.2 ml Tris tamponu, 0.1 ml% 10 APS, 4,5 ml% 24 BSA çözeltisi ve plastik bölme içinde 3.6 ml deiyonize su karışımı
4. 40 ° Isı, 1 saat boyunca vakum altına C ve yer
5. PSNE 480 ul ekleyin ve iyice yavaşça plastik odasına dönen tarafından karıştırın.
6. 12 ul TEMED ilave edin ve 2 saat için bir 12 ° C su banyosu içinde oda yerleştirmek

3. Temsilcisi Sonuçlar

Doku taklit eden hidrojel fantom ile ultrason deneyler için bir düzeneğin şematik Şekil 1 'de gösterilmiştir. Bu protokol, en azından bir hafta için çözelti içinde kararlı olan dar bir boyut dağılımı ile kaplanmış perfluorokarbonlar lipid damlacıkları ile sonuçlanır. Dinamik ışık saçılımı (90Plus Parçacık Boyutu Analiz Cihazı, Brookhaven Instruments, Holtsville, NY) ile ölçülen büyüklük dağılımı PSNE ekstrüde 100 ve 200 kullanımı için, Şekil 2 'de gösterilmiştirnm filtreler. Dinamik ışık saçılımı kullanılarak ölçülen zamanla PSNE etkin çapı, PSNE en az bir hafta boyunca istikrarlı olduğunu gösteren Tablo 1'de listelenmiştir. Bir poliakrilamid hidrojel içinde buharlaştırma önce ve sonra PSNE B-mod görüntü Şekil 3 'de gösterilmiştir. Ayrıca, bir lezyon albümin ve PSNE Şekil 4 de gösterilmiştir içeren bir poliakrilamid hidrojel HIFU-aracılı ısıtma 15 saniye ile oluşmuştur. Lezyonun asimetrik şekli ultrason yol içinde kabarcık bulut varlığı nedeniyle oluşur prefocal ısıtma bir sonucudur. Bu iletilen akustik güç azaltarak minimize edilebilir prefocal ısıtma ve baloncuklar gelen dağılım nedeniyle lezyon oluşumu dikkat etmek önemlidir.

Şekil 1. Doku-mim ile ultrason deneyler için deney düzeneği şematik diyagramıhidrojeller Icking.

Şekil 2. Boyut 100 nm veya 200 nm filtreler aracılığıyla çekilmiş PSNE dağıtımı, dinamik ışık saçılımı kullanılarak ölçülür. Ordinat eksenlerinin birimleri numuneden toplam dağınık ışık yoğunluğuna göre belli bir boyuttaki parçacıklar gelen dağınık ışık yoğunluğunu dayanmaktadır.

Şekil 3,. B-mod görüntüleri bir poliakrilamid hidrojel PSNE buharlaşma (a) daha önce ve (b) sonra. Ok bir baloncuk bulut PSNE buharlaşma tarafından kuruldu fokal bir bölgenin gösterir.

Polyacr Şekil 4. Görüntüleralbümin ve PSNE içeren ilamit hidrojel (a) 'HIFU buharlaştırma ve sonikasyon önce ve (b) sonra, ultrason ile endüklenen ısıtma sonucu olarak lezyon oluşumu ortaya koydu. Ultrason merkez frekansı 3.3 MHz idi. Ultrason sinyali ilk 30 döngü oluşuyordu, 6.4 W darbe PSNE buharlaştırmak için hemen W. 0.77 sürekli ultrason 15 sn izledi

Ekstrüzyon sonra gün	200 nm filtreli Ekstrüde		100 nm filtreli Ekstrüde
	Dia ortalama. (Nm)	Std. Dev. (Nm)	Dia ortalama. (Nm)	Std. Dev. (Nm)
1	182.9	4.9	118.0	0.9
7	177.7	2.5	124.8	3.1

Tablo 1. 100 nm ve 200 nm filtreler ile ekstrüzyon ardına ve yedi gün de çapı ve PSNE standart sapma.

Tartışmalar

Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) termal tümörleri baskılamak için klinik olarak kullanılmaktadır. ¹ lokalize ısıtma geliştirmenize ve tümörlerde termal ablasyon artırmak için, lipid kaplı perflorokarbon damlacıkları HIFU buharlaştınlabilen geliştirilmiştir. Birçok tümörün damar nedeniyle hızlı büyüme anormal sızıntılı olduğunu. Böylece ^2, nanopartiküller fenestrasyonlar nüfuz ve pasif tümörler içinde birikir edebiliyoruz, gelişmiş geçirgenli...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ortak Ad	Üretici	Kedi. Numara	Tam Adı / Açıklama
DPPC	Avanti Lipidler, Alabaster, AL, ABD	850355P	1,2-dipalmitoil-sn-glisero-3-fosfokolin
DSPE-PEG2000	Avanti Lipidler, Alabaster, AL, ABD	880120P	1,2-distearoil-sn-glisero-3-phosphoethanolamine-N-[metoksi (polietilen glikol) -2000] (amonyum tuzu)
DDFP	Fluoromed, Round Rock, Teksas, ABD	CAS: 138495-42-8	Dodecafluoropentane (C 5 F 12)
PBS	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	P2194	Salin Fosfat-tamponlu
Kloroform	Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA	372978	Kloroform
Akrilamid	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	A9926	% 40 19:01 akrilamid / bis-akrilamid
Tris tampon	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	T2694	1 M, pH 8, trizma hidroklorid ve taban trizma
BSA	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	A3059	Sığır serum albümini
APS	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	A3678	Amonyum persülfat çözümü
TEMED	Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA	87689	N, N, N ', N'-Tetramethylethylenediamine
			Ekipman
Sonikatör (3 mm uç)	Sonics & Materials, Inc, Newtown, CT, ABD	Vibra-Cell
Su banyosu	Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA	NESLAB EX-7
Extruder	Kuzey Lipidler, Burnaby, BC, Kanada	LIPEX
Extruder Filtreler	Whatman Piscataway, NJ, ABD	# 110605 ve # 110606 Nuclepore
Extruder Tahliye Disk	Sterlitech Corporation, Kent, WA, ABD	# PETEDD25100
Plastik odası	ABD Plastik Corporation, Lima, OH, ABD	# 55288, 1 3/16 "x1 3/16" x2 7/16 "