NIH R01 HL74082, Hartwell Vakfı, ve Odaklanmış Ultrason Cerrahisi Vakfı tarafından desteklenmektedir.

1. Mikro Üretim <ol><li> Albümin mikro kabarcık (MB) hazırlamak için, sulu faz üzerinde gaz (octafluoropropane) bir battaniye ile bir şişe normal serum fizyolojik serum albumin% 1 çözüm yerleştirin. Kısaca uzun bir ½ &quot;titanyum prob ile donatılmış bir ultrason parçalayıcısı ile çözüm (30 sn) sonikasyon Bu formülasyon Optison (GE Heathcare), 0.5-1.2 x 10 9 MBs / ml &#39;lik bir konsantrasyon aralığında benzer. Bu çalışmada kullanılan bir Multisizer Coulter Counter MB ortalama çapı belirleyin. albümin ortalama MB çapı 1.93um ± 1.63um. </li><li> Lipid MBs imal etmek için, 1 mg / ml polietilenglikol-40 stearat (Sigma Chemical Co, St Louis, MO) ve 2 mg / ml distearoyl fosfatidilkolin (Avanti Polar lipidler, Alabaster, AL) bir sulu dispersiyon hazırlamak ve önceden sonciate decafluorobutane gaz ile (1.1) tanımlanmıştır. Multisizer Coulter Counter MB ortalama çapı belirleyin. Bu çalışmada kullanılan ortalama lipid MB çapı 2.01um ± 1.29um oldu. </li></ol> 2. Nanoparçacık Fabrikasyon <ol><li> Bu yöntemler adapte edilen su-yağ-su emülsiyon çözücü buharlaştırma tekniği Davda (2002) ve Chappell (2008) tarafından açıklanan. </li><li> 1000 ml deiyonize (DI) su PVA 20g eriterek% 2 Poli (vinil alkol) PVA çözüm hazırlayın. Çözümü tam bir gecede bir heyecan plaka çözmek için izin verin. 1000 rpm&#39;de 10 dakika ve bir 0.22μm steril filtre ile filtre için Santrifüj çözümü herhangi bir kalıntı çözünmemiş PVA kaldırın. </li><li> Sığır serum albumini (BSA) yüklü poli (laktik-ko-glikolik asit) (PLAGA) nanopartiküller (NPS) imal etmek için, bir cam sintilasyon flakon 6ml metilen klorid (MC) kapağını açıp 85:15 PLAGA 180mg çözülür. 2 dakika boyunca vorteksleyin MC / PLAGA çözüm. </li><li> 1.5 ml PBS istenilen yükü (BSA 15mg) eritin. PBS / BSA çözüm aralıklı vorteks PLAGA / MC çözümü için iki parça halinde ekleyin. 5minutes buz çözüm ve 45W az 120 saniye boyunca sonikasyon. </li><li> Ara vorteks ile iki porsiyon, MC / PLAGA /% 2 PVA 24ml yükü / PBS çözüm ekleyin. </li><li> 5minutes buz Yerleştirme ve çözüm için 45W 120 sonikasyon. </li><li> MC ve NP sabitleme buharlaşma izin NP emülsiyon, davlumbaz bir heyecan plaka üzerinde 12 saat boyunca karıştırın. </li><li> 20.000 rpm hızında 4 25minutes süspansiyon Santrifüj ° C Deri yaşlanması iki kez izole ve artık PVA kaldırmak için. 4 1000 rmp az 10 dakika boyunca 8 ml DI su ve santrifüj pelletini tekrar ° C NPS 100nm nüfusu izole etmek. </li><li> Süpernatant ve flaş -80 dondurmak yalıtın ° C 48 saat için dondurulmuş örnek Lyophilize. -80 Desikatörde liyofilize parçacıklar Mağaza ° C kullanım süresi kadar. </li></ol> 3. Kompozit Teslim Araç Fabrikasyon (Protokol VisEn Kimya Notlar Uyarlama) <ol><li> Karboksi yüzey işlevselliği VivoTag680 dönüştürülmesi <ol><li> Ile VivoTag680 bir flakon, 1.0 M Hepes, pH 7 ve 25 mcL DMSO Süksinik anhidrit (2.5 mg, 25 ìmol) 50 mcL birleştirin. Iyice karıştırılır bu çözüm, 1.0 M NaOH 50 mcL ekleyin; çözüm 2 saat boyunca oda sıcaklığında ışıktan koruyarak tepki izin. 0,1 M MES tamponu, pH 6.0 ile salınımlı Bio-Rad BioGel (P100, orta) kullanarak parçacıklar arındırın. Yeşil bant toplayın. </li></ol></li><li> Karboksi-modifiye VivoTag680 aktivasyonu <ol><li> 1 mg 1-Etil-3-(3-Gaz sistemlerinde) carbodiimide (EDC) ve N-hydroxysulfosuccinimide (Sulfo NHS) 2.2 mg, 0.1 M MES tamponu, pH 6 elde karboksi-değiştirilmiş VivoTag680 birleştirin. 2 saat oda sıcaklığında tepkimeye izin verin. </li><li> 0.1 M MES tamponu, pH 6.0 ile salınımlı Bio-Rad BioGel (P100, orta) kullanarak jel filtrasyon aşırı aktive ajan (EDC) aktif parçacıkların arındırmak ve yeşil bir bant toplamak. Amin içeren moleküller (örneğin BSA yüklü Nanopartikül) aktive parçacıklar hemen konjuge. Oda sıcaklığında 2 saat tepki çözüm izin verin. Amine konjuge NPS, 4 ° C&#39;de 60dk 20.000 rpm&#39;de santrifüj santrifüj sonra süpernatant dökülen ve 0,1 MES tampon resuspending aşırı EDC arınmış. </li></ol></li><li> VivoTag680 ilaç dağıtım çalışmaları için etiketli NPS imal etmek için buraya durdurun. </li><li> Albumin Mikrobaloncuklar karboksi-modifiye PLGA-BSA-VivoTag680 Nanopartiküller (NP680) Çekimi <ol><li> 1 mg 1-Etil-3-(3 Gaz sistemlerinde) carbodiimide (EDC) ve N-hidroksi-sulfosuccinimide (Sulfo NHS) 2.2 mg ile 0.1 M MES tamponu, pH 6 elde NP680 birleştirin. Çözüm, oda sıcaklığında 1 saat süreyle tepki izin verin. </li><li> 20.000 rpm&#39;de santrifüj 60dk 4 ° C, santrifüj sonra süpernatant dökme aşırı EDC aktif nanopartiküller arındırın. Süspanse edin 0.1 MES tampon nanopartiküller. </li><li> Albümin MBs gazlar PBS aşırı BSA çözüm kaldırmak için üç kez yıkayın. </li><li> Amin içeren moleküller (örneğin Albumin Mikrobaloncuklar) aktive parçacıklar hemen konjuge. NP680 çözüm, oda sıcaklığında 2 saat tepki izin verin. Gazlar PBS ile üç kez yıkanarak bağlanmamış NP680s NP680 konjuge mikro kabarcık (MNCA) arındırın. </li><li> Coulter Sayaç kullanarak MNCAs konsantrasyonu belirleyin. </li></ol></li></ol> 4. Tümör Modeli Tüm hayvan deneyleri, Virginia Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu Üniversitesi tarafından onaylanmış bir hayvan protokolü ile uyumlu idi. <ol><li> C6 Giloma sıçan tümör hücre hattı UVA Dr. Jason Sheehan (Charlottesville, VA) tarafından sağlanmıştır. <ol><li> Hücreler satır hücreler mycoplasma ücretsiz sağlamak için test edilmiştir. </li></ol></li><li> % 16 at serumu,% 3 fetal sığır serumu (FBS) ve 37% 1 Kalem-Strep (Gibco, ABD) ° C ve% 5 CO 2 ile desteklenmiş F-12K Besin karışımı hücre hattı koruyun </li><li> Sol hindlimb subkutan PBS 300 ul askıya 3 x 10 6 C6 Giloma tümör hücreleri ile C57BLJ6/Rag1 fareler (Jackson) inoküle edin. 8-10mm, maksimum çapı ulaşmak için 12 gün büyümesine neden olur izin ver. </li></ol> 5 Vivo Ultrason Uygulaması <ol><li> Tedavi öncesi ketamin hidroklorür (60 mg / kg vücut ağırlığı) ve xylazine (0.1 mg / kg vücut ağırlığı) intraperitoneal (IP) kombinasyonu enjeksiyon ile fareler anestezi. </li><li> Bir bakım anestezi ketamin hidroklorür (20 mg / kg vücut ağırlığı) ve xylazine (0.3 mg / kg vücut ağırlığı) hazırlayın. Gerektiği gibi yönetin. </li><li> MB, MB / NP veya MNCA çözüm intravenöz (IV) yönetimi için her bir hayvanın kuyruk ven Cannulate. </li><li> Tümör perfüzyon ölçümleri <ol><li> IV sürekli infüzyon pompası (Harvard Apparatus, Holliston, MA Harvard Apparatus PHD 2000) ile bir lipid MB solüsyonu (1x10 8 MBs / g vücut ağırlığı 0.3 ml% 0.9 serum fizyolojik) 15μl/min bir oranda demlenmeye. </li><li> 8 13 MHz lineer 15L8 prob ile donatılmış bir Acuson Sequoia 512 ultrasonografi sistemi (Siemens Medical Solutions, Mountain View, CA), kontrastlı tümör perfüzyon ölçmek için bu çalışmada kullanılmıştır. Su bazlı bir ultrason jel (Parker Laboratories, Inc, Fairfield, NJ Parker Laboratuvarlar Aquasonic 100) tümör Çift 15L8 prob. B-Mod tümör, en iyi görüntü düzlemi elde etmek için tarayın. </li><li> Kontrast darbe dizisi (CPS) modunda, sürekli bir mikro kabarcık sinyal yoğunluğu önce 5 saniye yakalama video ve aşağıdaki 20, 13Hz çerçeve oranı yüksek genlik &quot;patlama&quot; darbe kazanır. Dört görüntüleme uçakları ölçümler tekrarlayın. </li><li> Albümin MBs demlenmeye ve lipid dolaşıma MBs temizlemek için izin terapötik düşük frekanslı tedavi başlatmak için on dakika bekleyin. </li></ol></li><li> Terapötik Ultrason Tedavisi <ol><li> On dakika kanadını tümör üzerindeki derinin, tümör perfüzyon ölçümleri (5.3) çift 0.75&#39;&#39;çapı 1 MHz odaklanmamış transdüser (Panametrics, Waltham, MA A314S). IV albumin MB (0.3 ml% 0.9 salin 1 x10 5 MBs / g vücut ağırlığı), MB / NP (% 0.9 0.3 ml 1 x10 5 MBs / g ve 0.2 ug NPS / g vücut ağırlığı tuzlu) veya demlenmeye MNCA çözümü (1 x10 5 MNCAs% 0.9 serum fizyolojik 0.3 ml / g vücut ağırlığı). </li><li> İlaç Dağıtım Tedavisi <ol><li> NPS, MBs ve NPS bir ko-enjeksiyon veya MNCAs (5.4.1) sürekli bir infüzyon sırasında &quot;1-Burst&quot; darbe dizisi (5.4.2.2) ile altmış dakika Insonate. </li><li> &quot;1-Burst&quot; darbeli dizisi ardışık 100 1 MHz sinüzoidler (duty cycle = 0.00002) bir dalga jeneratörü-tepe genliği 1V tepe her (Tektronix, Inc, Beaverton, VEYA AFG-310) oluşur. Bir güç amplifikatörü ile 55 dB RF (Elektronik Seyir Industries, Richardson ENI 3100LA) tarafından dalga sinyal artırın. </li></ol></li><li> Ablatif Tedavi <ol><li> 5.4.2.1 için Özdeş pulsing dizisi - &quot;5-Patlama-Orta&quot; veya &quot;Genişletilmiş 5-Burst&quot; Ancak insonate </li><li> &quot;5-Orta-Burst&quot; pulsing dizisi 5000 1 MHz sinüzoidler (duty cycle = 0.005) 1V tepe-tepe genliği her oluşur. &quot;5-Patlama-exteneded&quot; pulsing sırası 10000 1 MHz sinüzoidler (duty cycle = 0.01) 1V tepe-tepe genliği her oluşur. </li><li> Deney monitör tümör sıcaklık zaman seyri sırasında, tümör içine 2cm bir iğne termokupl prob (Omega T-tipi, HYP1-30-1/2-TG-60-SMPW-M) takarak. Kayıt sıcaklık ölçümleri her beş dakikada. </li></ol></li></ol></li><li> Terapötik tedavi sonrası 5.3 on dakika içinde açıklanan tümör perfüzyon ölçümleri tekrarlayın. </li></ol> 6. Tümör Perfüzyon Niceleme <ol><li> Sequoia, CPS programının kullanılması ACQ moduna girmek. Inci seçintam tümör hacmi kapsayan ilgi e bölge. Perfüzyon kurtarma eğrileri formu oluşacaktır y = (1 - e-βt) + C (Sadlowski 2002; Chromas 2001; Yeh 2004) CPS verilere uygun olduğu. Β, kırmızı kan hücre hızı, tedavi öncesi ve tedavi sonrası göreceli bir önlem değerlendirin. </li><li> İhracat off-line analiz için CPS dosyaları. Avi dosyalarının veri dönüştürün. Avi dosyaları kare kare görüntü dizileri içine kırın. Bir süre oluşturmak, Compaq Visual Fortan veya benzeri bir yazılım paketi kullanarak yıkıcı bir darbe takip eden 8 saniye ortalama kare görüntü için yıkıcı bir darbe. </li><li> ImageJ yazılımını kullanarak, perfüze tümör alanı belirlemek için, 247 CPS görüntü ortalama 8-ısırık zaman bir eşik uygulamak ve tümör hacmi içinde yüzde gelişmiş piksel ölçmek. Süre ile karşılık gelen B-mod görüntü Yerleşimi ortalama tümör alanı tanımlamak doğru eşiklenir görüntü. </li><li> Ortalama yüzde belirli bir tümör belirli bir zaman noktasında son perfüze alanı elde etmek için en az dört CPS klipleri bir alanı perfüze. </li><li> Yüzde perfüze alan (6.4) ve nispi tümör kan akışını belirlemek için β (0,1) ürünü. </li></ol> 7. Tümör içinde nanoparçacık Biodistribution <ol><li> Düşük alfasprot diyet (Harlan, Indianapolis IN) floresan etiketli NPS yerde fareler ile tedavi için on iki gün önce, normal fare yemi görüntüleme neden otofloresans azaltmak. </li><li> Tüm saç kaldırmak için görüntüleme sitesi Tıraş (karaciğer kanadını). </li><li> Nair gibi bir kimyasal epilasyon ajan, kalan saç çıkarın. <ol><li> Kalan tüm kimyasal saç çıkartıcı durulayın ya da kimyasal bir yanık oluşabilir. </li></ol></li><li> 5.4.2 &#39;de açıklandığı gibi tedavi sonrası tedavi ve 0, 1, 4, ve 24 saat önce FMT sistemi (VisEn Tıp) Görüntü fareler. </li><li> Ketamin hidroklorür (60 mg / kg vücut ağırlığı) ve xylazine (0.1 mg / kg vücut ağırlığı) bir IP kombinasyon enjeksiyonu ile görüntüleme anestezisi farelere önce. Görüntüleme kartuşu yerleştirin fare. Beyaz ışık ve florasan modları yansıma görüntüleri edinin. VT680 kanal floresan tomografik görüntüleme yürütmek. </li><li> Normalize tarihi denklemi kullanarak görüntüleme verileri 3D rekonstrüksiyonlar oluşturmak için FMT yazılım çalıştırmak. Yeniden yapılanma sonrasında, 3 görüntüleme uçakları (X, Y, Z) ilgi çekici bir bölge (ROI) çizerek ilgi hacimleri (VOI) seçin. Floresan etiketli BSA Deri yaşlanması nedeniyle ortalama bir floresan değeri ve toplam VOI hacmi ve florokrom konsantrasyon, ayak ve karaciğer kapsayan VOI Kullanıcı için oluşturulan olacaktır. </li></ol> 8. Tümör Büyüme Oranı <ol><li> Tümör hacmi dijital kalibrelerde kullanarak günlük ölçümler alarak değerlendirin. Elipsoid bir yaklaşım kullanarak tümör hacimleri hesaplamak; V = 1 / 6 π abc. A, b ve c üç ortogonal planda ölçülen tümör maksimum çapları yerlerde. </li></ol> 9 - Tümör İşleme ve Analiz <ol><li> Tedavi euthanize hayvanlar takip eden yedi gün. 10ml Tris CaCl 2 Tampon (0,68 mM), her biri 100 mmHg az 10 dakika süreyle takip Tris CaCl 2 Tampon (0,68 mM) perfüzyon,% 2 10ml ile sol ventrikül ve asıl bulbus olfaktoryusları alındı ​​kan Cannulate Heparinize . </li><li> Perfüzyon-fix ile 100 mmHg 10minutes için PBS içinde% 4 paraformaldehid (4 ° C) bir infüzyon doku. 60 dakika için örnek düzeltmek için izin verin. </li><li> Vergi örnekleri, parafin ve 5 mikron bölüme embed kesilmiş. </li><li> Ultrason maruz kalma sonucunda meydana gelmiş olabilir histolojik değişiklikleri değerlendirmek için standart hematoksilen-eozin boyama yapın. </li><li> Apoptotik hücreleri algılamak için bir terminal deoxynucleotidyl transferaz aracılı dezoksiuridin trifosfat nick sonuna etiketleme (TUNEL) assay (ApoptTag kiti, İntergen Co, Norcross, GA, ABD) kullanın. </li></ol> 10 Temsilcisi Sonuçlar 1. Nanoparçacık Fabrikasyon (2.0) <ol><li> Bu protokol düzgün preformed ise NPS elektron küçük kopya (SEM) tarafından belirlenen şekil küresel olacak, ışık saçılımı yöntemiyle belirlenen, 100nm etrafında bir Gauss dağılımı var. Temsilcisi sonuçları Şekil 1&#39;de gösterilmiştir. </li></ol> 2. Hedeflenen İlaç Taşıyıcı (5.4.1) <ol><li> Laboratuvar (Song 2002, Chappell, 2008) ve Şekil 2, ultrasonik mikrokabarcık imha sonuçları, intravasküler nanoparçacıkların tümör dokusu gelişmiş teslim mevcut yayımlanmamış sonuçlar yapılan yayınlanmış çalışmaların geçerli. Ayrıca artan nanoparçacık teslim MNCA teslim tekniği sonuçları hemen tedavi sonrası göstermiştir. </li></ol> 3. Tümör Ablasyon (5.4.3) <ol><li> Biz nispeten düşük görevi döngüleri uzun süreli ultrasonik mikrokabarcık yıkım, (,005-0,01), mekanik ablasyon sonuçları göstermiştirtümör büyüme tümör mikrovasküler ve regresyon. Bu protokol düzgün yapılmazsa bir değişiklik (i), tümör büyüme oranı (Şekil 3) beklemesin, (ii) tümör hemodinamikler (Şekil 4), (iii) nekrotik alan; ve (iv) apoptozis. </li></ol><img src="/files/ftp_upload/2145/2145fig1.jpg" alt="Şekil 1" /> Şekil 1 PLAGA Karakterizasyonu BSA taşıyan nanopartiküller. (A) düzgün fabrikasyon nanoparçacıkların SEM görüntüsü. (B) yanlış fabrikasyon nanoparçacıkların SEM görüntüsü. <img src="/files/ftp_upload/2145/2145fig2.jpg" alt="Şekil 2" /> Şekil 2 (A), ultrason (üst) tedavi Floresan aracılı tomografi (FMT) görüntüleri ve subkutan nanopartiküller (NPS) 680 floresan sinyal taşıyan bir MNCAs, hemen tedavi sonrasında gliomlar (alt) tedavi kontrolü üzerine bindirilmiş düzlemsel gri tonlama uyarma ışık görüntü. <img src="/files/ftp_upload/2145/2145fig3.jpg" alt="Şekil 3" /> Şekil 3 mikrokabarcık insonation beş patlama genişletilmiş darbeli protokol sonrası tümör büyüme Temsilcisi kat değişim. <img src="/files/ftp_upload/2145/2145fig4.jpg" alt="Şekil 4" /> Şekil 4 B-Mode (A, C) ve kontrastlı ultrasonografi (B, D), bir fare bir subkutan C6 glioma tümör görüntüleri. (A) ilk tedavi öncesi görüntü çoğunlukla hipoekoik tümör sınır mavi takip edilmiştir. Zaman ortalama donanımıyla bir kontrast madde enjeksiyonu sonrasında, (B) tedavi öncesi gösterilmiştir. Tedavi sonrası, kontrast enjeksiyondan önce, tümörün tekrar çoğunlukla hipoekoik (D). Kontrast enjeksiyonu sonrası, tümör daha az geliştirme vardır.

<ol>
	<li>Chappell, J., Song, J., Burke, C., Klibanov, A., Price, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+delivery+of+nanoparticles+bearing+fibroblast+growth+factor-2+by+ultrasonic+microbubble+destruction+for+therapeutic+arteriogenesis.">Targeted delivery of nanoparticles bearing fibroblast growth factor-2 by ultrasonic microbubble destruction for therapeutic arteriogenesis.</a> Small. 10, 1769-1777 (2008).</li><li>Chomas, J. E., Pollard, R., Wisner, E., Ferrara, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subharmonic+Phase-Inversion+for+Tumor+Perfusion+Estimation.">Subharmonic Phase-Inversion for Tumor Perfusion Estimation.</a> IEEE. 2, 1713-1716 (2001).</li><li>Davda, J., Labhasetwar, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+nanoparticle+uptake+by+endothelial+cells.">Characterization of nanoparticle uptake by endothelial cells.</a> Int J Pharm. 233, 51-51 (2002).</li><li>Hynynen, K., McDannolod, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+MR+imaging-guided+focal+opening+of+the+blood-brain+barrier+in+rabbits.">Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits.</a> Radiology. 220, 640-646 (2001).</li><li>McDannold, N., Vykhodtseva, N., 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=Microbubble+contrast+agent+with+focused+ultrasound+to+create+brain+lesions+at+low+power+levesl:+MR+imaging+and+histological+study+in+rabbits.">Microbubble contrast agent with focused ultrasound to create brain lesions at low power levesl: MR imaging and histological study in rabbits.</a> Radiology. 241, 95-106 .</li><li>McDannold, N., Vykhodtseva, N., 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=Targeted+disruption+of+the+blood-brain+barrier+with+focused+ultrasound:+Association+with+cavitation+activity.">Targeted disruption of the blood-brain barrier with focused ultrasound: Association with cavitation activity.</a> Phys Med Biol. 51, 793-807 .</li><li>McDannold, N., Clement, G. T., Black, P., Jolesz, F., 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=Transcranial+magnetic+resonance+imaging-+guided+focused+ultrasound+surgery+of+brain+tumors:+initial+findings+in+3+patients.">Transcranial magnetic resonance imaging- guided focused ultrasound surgery of brain tumors: initial findings in 3 patients.</a> Neurosurgery. 66, 323-332 (2009).</li><li>Meairs, S., Alonso, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultrasound+microbubblesand+the+blood+brain+barrier.">Ultrasound microbubblesand the blood brain barrier.</a> Progr Biophys Mol Biol. 93, 354-362 (2007).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Optison, products insert. , (2009).</li><li>Sadlowskie, A., Chromas, J., Pollard, R., Bloch, S., Griffey, S., Wisner, W., Ferrara, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mean+Flow+Rate+and+Intergrated+Perfusion+Estimates+Obtained+with+Contrast-Assisted+Ultrasound.">Mean Flow Rate and Intergrated Perfusion Estimates Obtained with Contrast-Assisted Ultrasound.</a> IEEE Ultrasonics Symposium. , 1977-1980 (2002).</li><li>Song, J., Chappell, J. C., Qi, M., VanGieson, E. J., Kaul, S., Price, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+injection+site,+microvascular+pressure+and+ultrasound+variables+on+microbubble-mediated+delivery+of+microspheres+to+muscle.">Influence of injection site, microvascular pressure and ultrasound variables on microbubble-mediated delivery of microspheres to muscle.</a> J Am Coll. Cardiol. 39, 726-731 (2002).</li><li>Sheikov, N., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F., 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=Cellular+mechanisms+of+blood-brain+barrier+opeing+induced+by+ultrasound+in+the+presences+of+microbubbles.">Cellular mechanisms of blood-brain barrier opeing induced by ultrasound in the presences of microbubbles.</a> Ultrasound Med. Biol. 30, 979-989 (2004).</li><li>Tanter, J., Fink, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focusing+and+steering+through+absorbing+and+aberrating+layers:+Application+to+ultrasonic+propagation+through+the+skull.">Focusing and steering through absorbing and aberrating layers: Application to ultrasonic propagation through the skull.</a> J Acoust Soc Am. 103, 2403-2410 (1998).</li><li>Yeh, C. K., Kruse, D. E., Lim, M. C., Redline, D. E., Ferrara, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+High+Frequency+Destruction/Reperfusion+System.">A New High Frequency Destruction/Reperfusion System.</a> IEEE. 1, 433-436 (2003).</li></ol>

Kritik Adımlar Fare kuyruğu ven kanülasyonu: Fare kuyruğu damar içine İntravenöz enjeksiyonu zor bir prosedür olabilir. Ancak, bir kuyruk ven kateteri büyük ölçüde başarılı bir enjeksiyon olasılığını artırabilir. Hub tatili kadar kateter yapmak için tekrar tekrar ileri geri 25 iğne viraj. PE 20 boru ucunu künt ucunu ve silikon yapıştırıcı ile bağlantı mühür. Kanülasyon için kateter hazırlamak için,% 1 Cather tuzlu heparinize yükl...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>ApoptTag kit</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Intergen Co.</td>
<td>S7110</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>un-capped 85:15 poly(lactic-co-glycolic acid) (PLAGA)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Lakeshore Biomaterials</td>
<td>Custom</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Vivo Tag 680</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>VisEn Medical</td>
<td>10120</td>
<td>Used to Tag BSA</td>
</tr>
<tr>
<td>Poly(vinyl alcohol)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma-Aldrich</td>
<td>363136</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>MicroTip Sonicator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Misonix</td>
<td>S-4000</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Sequoia</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Simons Medical</td>
<td>P.O.A</td>
<td>Equipped with CPS </td>
</tr>
<tr>
<td>FreeZone 2.5</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Labconco</td>
<td>7670020</td>
<td>Equipped with Nitrogen Trap</td>
</tr>
<tr>
<td>Methylene chloride (CH2Cl2)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fisher Scientific</td>
<td>D37-500</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>FMT 250</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>VisEn Medical</td>
<td>P.O.A</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>F-12K Nutrient Mixture</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gibco</td>
<td>21127-022</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>polyethyleneglycol-40 stearate </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma Chemical </td>
<td>9004-99-3</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>distearoyl phosphatidylcholine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Avanti Polar Lipids</td>
<td>770365</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Multisizer Coulter Counter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Beckman Coulter </td>
<td>P.O.A</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Waveform Generator </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Tektronix, Inc.</td>
<td>AFG-310</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>water-based ultrasound gel </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Parker Laboratories</td>
<td>Aquasonic 100</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Infusion pump </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Harvard Apparatus</td>
<td>Harvard Apparatus PHD 2000</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC) </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pierce Biotechnology</td>
<td>25952-53-8</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>N-hydroxysulfosuccinimide (Sulfo-NHS)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pierce Biotechnology</td>
<td>106627-54-7</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Succinic anhydride</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma Aldrich</td>
<td>603902</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Power Amplifier </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Electronic Navigation Industries</td>
<td>ENI 3100LA</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Needle Thermocouple Probe </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Omega</td>
<td>HYP1-30-1/2-T-G-60-SMPW-M</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>BioGel (P100, medium)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Bio-Rad</td>
<td>150-4170</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>.75&#x2019;&#x2019; diameter 1 MHz unfocused transducer</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Panametrics</td>
<td>A314S </td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

contrast ultrasound targeted treatment of gliomas in mice via drug-bearing nanoparticle delivery and microvascular ablation

Biz permeabilization ve / veya ultrason darbeli parametreleri değişen mikrodolaşımını ablasyonu kontrol edilen minimal invaziv kontrast madde mikrokabarcık tabanlı terapötik yaklaşımlar geliştirmektedir. Özellikle, bu tür yaklaşımlar, ilaç dağıtım ve mikrovasküler ablasyon ile kötü huylu beyin tümörleri tedavi etmek için kullanılabilir olup olmadığını test. 100nm poli (lactide-co-glycolide) (PLAGA) albümin kabuklu mikro kabarcık yapıştırılır nanopartiküller oluşan &quot;kompozit&quot; teslim ajanların ultrason aracılı tahrip edilmesi hedeflenen ilaç taşıyan nanoparçacık teslim kolaylaştırılabilir olup olmadığını belirlemek için ön çalışmalar yapılmıştır . Bu ajanlar, mikrokabarcık nanoparçacık kompozit ajanlar (MNCAs) olarak ifade eder. Ultrason ile subkutan C6 gliomlar hedeflenmiş, mikro kabarcık nanoparçacıkların ve tedavi edilmeyen tümörler üzerinde 8.5 kat artış ile birlikte uygulandığında tedavi tümörleri üzerinde MNCA tedavi edilen tümörlere nanoparçacık teslim anında 4,6 katlık bir artış gözlemledik. Ayrıca, birçok kanser uygulamaları, hedeflenen ilaç, tümör hipoksi ve apoptosis yol açacaktır tümör mikrosirkülasyon, ablasyon ile birlikte teslim gerçekleştirmek için istenebilir inanıyoruz. Bu amaçla, biz, bu yaklaşım, tümör perfüzyon azalması, apoptozis, önemli bir büyüme inhibisyonu ve nekroz ortaya çıkarır olduğunu gösteren olmayan theramal kavitasyon bağlı mikrovasküler ablasyon etkinliğini test ettik. Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar bizim ultrason hedefli bir yaklaşım mikrovasküler ablasyon ve / veya aynı anda gliomlar uyuşturucu yükü artırılması yoluyla tümör nekroz oluşturarak tedavi etkinliğini artırmak için bir potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Watch this Scientific Journal Video about Contrast Ultrasound Targeted Treatment of Gliomas in Mice via Drug-Bearing Nanoparticle Delivery and Microvascular Ablation at JoVE.com

Contrast Ultrasound Targeted Treatment of Gliomas in Mice via Drug-Bearing Nanoparticle Delivery and Microvascular Ablation

Mikro kabarcık Insonation azaltılmış zaman-ortalamalı akustik güçler tümör ablasyonu için umut vaat eden bir strateji yanı sıra, hedeflenen terapötik teslimat için. Bu çalışmanın amacı non-termal mikrovasküler ablasyon subkutan C6 gliomlar ve yükü teslim maksimize etmek için düşük görev döngüsü ultrason darbeli stratejileri ve nanocarriers geliştirmek.

Kontrast Ultrason Gliomlar, Tedavi Hedeflenen İlaç-Rulman Nanopartikül Teslimat ve Mikrovasküler Ablasyon ile Fare

We are developing minimally-invasive contrast agent microbubble based therapeutic approaches in which the permeabilization and/or ablation of the ...

contrast-ultrasound-targeted-treatment-gliomas-mice-via-drug-bearing

Research

JoVE Journal

Bioengineering

15.8K Görüntüleme.  University of Virginia. Mikro kabarcık Insonation azaltılmış zaman-ortalamalı akustik güçler tümör ablasyonu için umut vaat eden bir strateji yanı sıra, hedeflenen terapötik teslimat için. Bu çalışmanın amacı non-termal mikrovasküler ablasyon subkutan C6 gliomlar ve yükü teslim maksimize etmek için düşük görev döngüsü ultrason darbeli stratejileri ve nanocarriers geliştirmek.

Video: Contrast Ultrasound Targeted Treatment of Gliomas in Mice via Drug-Bearing Nanoparticle Delivery and Microvascular Ablation

Introduction to the Ultrasound Targeted Microbubble Destruction Technique

In UTMD, bioactive molecules, such as negatively charged plasmid DNA vectors encoding a gene of interest, are added to the cationic shells of lipid microbubble contrast agents7-9. In mice these vector-carrying microbubbles can be administered intravenously or directly to the left ventricle of the heart. In larger animals they can also be infused through an intracoronary catheter. The subsequent delivery from the circulation to a target organ occurs by acoustic cavitation at a resonant frequency of the microbubbles. It seems likely that the mechanical energy generated by the microbubble destruction results in transient pore formation in or between the endothelial cells of the microvasculature of the targeted region10. As a result of this sonoporation effect, the transfection efficiency into and across the endothelial cells is enhanced, and transgene-encoding vectors are deposited into the surrounding tissue. Plasmid DNA remaining in the circulation is rapidly degraded by nucleases in the blood, which further reduces the likelihood of delivery to non-sonicated tissues and leads to highly specific target-organ transfection.

Ultrasound Targeted Microbubble Destruction (UTMD) can be used to direct site-specific delivery of bioactive molecules, including therapeutic genes, to target organs accessible to ultrasound, such as the heart and liver1-6.

Ultrason Hedeflenen Mikro İmha Tekniği Giriş

In UTMD, bioactive molecules, such as negatively charged plasmid DNA vectors encoding a gene of interest, are added to the cationic shells of lipid ...

Biyomühendislik

Cellular Lipid Extraction for Targeted Stable Isotope Dilution Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Analysis

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including numerous stereoisomers1,2. These metabolites can be formed from free or esterified fatty acids. Many of these oxidized metabolites have biological activity and have been implicated in various diseases including cardiovascular and neurodegenerative diseases, asthma, and cancer3-7. Oxidized bioactive lipids can be formed enzymatically or by reactive oxygen species (ROS). Enzymes that metabolize fatty acids include cyclooxygenase (COX), lipoxygenase (LO), and cytochromes P450 (CYPs)1,8. Enzymatic metabolism results in enantioselective formation whereas ROS oxidation results in the racemic formation of products.
While this protocol focuses primarily on the analysis of AA- and some LA-derived bioactive metabolites; it could be easily applied to metabolites of other fatty acids. Bioactive lipids are extracted from cell lysate or media using liquid-liquid (l-l) extraction. At the beginning of the l-l extraction process, stable isotope internal standards are added to account for errors during sample preparation. Stable isotope dilution (SID) also accounts for any differences, such as ion suppression, that metabolites may experience during the mass spectrometry (MS) analysis9. After the extraction, derivatization with an electron capture (EC) reagent, pentafluorylbenzyl bromide (PFB) is employed to increase detection sensitivity10,11. Multiple reaction monitoring (MRM) is used to increase the selectivity of the MS analysis. Before MS analysis, lipids are separated using chiral normal phase high performance liquid chromatography (HPLC). The HPLC conditions are optimized to separate the enantiomers and various stereoisomers of the monitored lipids12. This specific LC-MS method monitors prostaglandins (PGs), isoprostanes (isoPs), hydroxyeicosatetraenoic acids (HETEs), hydroxyoctadecadienoic acids (HODEs), oxoeicosatetraenoic acids (oxoETEs) and oxooctadecadienoic acids (oxoODEs); however, the HPLC and MS parameters can be optimized to include any fatty acid metabolites13.
Most of the currently available bioanalytical methods do not take into account the separate quantification of enantiomers. This is extremely important when trying to deduce whether or not the metabolites were formed enzymatically or by ROS. Additionally, the ratios of the enantiomers may provide evidence for a specific enzymatic pathway of formation. The use of SID allows for accurate quantification of metabolites and accounts for any sample loss during preparation as well as the differences experienced during ionization. Using the PFB electron capture reagent increases the sensitivity of detection by two orders of magnitude over conventional APCI methods. Overall, this method, SID-LC-EC-atmospheric pressure chemical ionization APCI-MRM/MS, is one of the most sensitive, selective, and accurate methods of quantification for bioactive lipids.

This protocol will demonstrate the extraction and analysis of free and esterified bioactive fatty acids from cells. Fatty acids are accurately quantified using stable isotope dilution, chiral liquid chromatography, electron capture atmospheric chemical ionization multiple reaction monitoring mass spectrometry (SID-LC-ECAPCI-MRM/MS).

Hücresel Lipid Ekstraksiyon Hedefli Kararlı İzotop Seyreltme Sıvı Kromatografi-Kütle Spektrometresi Analizi

The metabolism of fatty acids, such as arachidonic acid (AA) and linoleic acid (LA), results in the formation of oxidized bioactive lipids, including ...

Therapeutic Gene Delivery and Transfection in Human Pancreatic Cancer Cells using Epidermal Growth Factor Receptor-targeted Gelatin Nanoparticles

More than 32,000 patients are diagnosed with pancreatic cancer in the United States per year and the disease is associated with very high mortality 1. Urgent need exists to develop novel clinically-translatable therapeutic strategies that can improve on the dismal survival statistics of pancreatic cancer patients. Although gene therapy in cancer has shown a tremendous promise, the major challenge is in the development of safe and effective delivery system, which can lead to sustained transgene expression. 
Gelatin is one of the most versatile natural biopolymer, widely used in food and pharmaceutical products. Previous studies from our laboratory have shown that type B gelatin could physical encapsulate DNA, which preserved the supercoiled structure of the plasmid and improved transfection efficiency upon intracellular delivery. By thiolation of gelatin, the sulfhydryl groups could be introduced into the polymer and would form disulfide bond within nanoparticles, which stabilizes the whole complex and once disulfide bond is broken due to the presence of glutathione in cytosol, payload would be released 2-5. Poly(ethylene glycol) (PEG)-modified GENS, when administered into the systemic circulation, provides long-circulation times and preferentially targets to the tumor mass due to the hyper-permeability of the neovasculature by the enhanced permeability and retention effect 6. Studies have shown over-expression of the epidermal growth factor receptor (EGFR) on Panc-1 human pancreatic adenocarcinoma cells 7. In order to actively target pancreatic cancer cell line, EGFR specific peptide was conjugated on the particle surface through a PEG spacer.8
Most anti-tumor gene therapies are focused on administration of the tumor suppressor genes, such as wild-type p53 (wt-p53), to restore the pro-apoptotic function in the cells 9. The p53 mechanism functions as a critical signaling pathway in cell growth, which regulates apoptosis, cell cycle arrest, metabolism and other processes 10. In pancreatic cancer, most cells have mutations in p53 protein, causing the loss of apoptotic activity. With the introduction of wt-p53, the apoptosis could be repaired and further triggers cell death in cancer cells 11. 
Based on the above rationale, we have designed EGFR targeting peptide-modified thiolated gelatin nanoparticles for wt-p53 gene delivery and evaluated delivery efficiency and transfection in Panc-1 cells.

Type B gelatin-based engineered nanovectors system (GENS) was developed for systemic gene delivery and transfection in the treatment of pancreatic cancer. By modification with epidermal growth factor receptor (EGFR) specific peptide on the surface of nanparticles, they could target on EGFR receptor and release plasmid under reducing environment, such as high intracellular glutathione concentrations.

İnsan Pankreas Kanseri Hücrelerinde Epidermal Büyüme Faktörü kullanarak Gen Teslimat ve Transfeksiyon Jelatin Tabanlı Engineered Nanovectors Reseptör-hedefli

More than 32,000 patients are diagnosed with pancreatic cancer in the United States per year and the disease is associated with very high mortality 1. ...

Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Advances in microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and reproducible microfluidic systems for conducting biological and biochemical experiments at the micro- and nanoscales 1,2. In addition, microfluidics have also been specifically used to quantitatively analyze hematologic and microvascular processes, because of their ability to easily control the dynamic fluidic environment and biological conditions3-6. As such, researchers have more recently used microfluidic systems to study blood cell deformability, blood cell aggregation, microvascular blood flow, and blood cell-endothelial cell interactions6-13.However, these microfluidic systems either did not include cultured endothelial cells or were larger than the sizescale relevant to microvascular pathologic processes. A microfluidic platform with cultured endothelial cells that accurately recapitulates the cellular, physical, and hemodynamic environment of the microcirculation is needed to further our understanding of the underlying biophysical pathophysiology of hematologic diseases that involve the microvasculature.
Here, we report a method to create an "endothelialized" in vitro model of the microvasculature, using a simple, single mask microfabrication process in conjunction with standard endothelial cell culture techniques, to study pathologic biophysical microvascular interactions that occur in hematologic disease. This "microvasculature-on-a-chip" provides the researcher with a robust assay that tightly controls biological as well as biophysical conditions and is operated using a standard syringe pump and brightfield/fluorescence microscopy. Parameters such as microcirculatory hemodynamic conditions, endothelial cell type, blood cell type(s) and concentration(s), drug/inhibitory concentration etc., can all be easily controlled. As such, our microsystem provides a method to quantitatively investigate disease processes in which microvascular flow is impaired due to alterations in cell adhesion, aggregation, and deformability, a capability unavailable with existing assays.

A method to culture an endothelial cell monolayer throughout the entire inner 3D surface of a microfluidic device with microvascular-sized channels (&lt;30 &mu;m) is described. This in vitro microvasculature model enables the study of biophysical interactions between blood cells, endothelial cells, and soluble factors in hematologic diseases.

Hematolojik Hastalıklarında Mikrovasküler Etkileşimleri Öğrenmenin Endothelialized Mikroakiskan

Advances in  microfabrication techniques have enabled the production of inexpensive and  reproducible microfluidic systems for conducting biological and ...

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a technology for regenerative medicine2. Unlike viruses, which have significant safety issues, polymeric nanoparticles can be designed to be non-toxic, non-immunogenic, non-mutagenic, easier to synthesize, chemically versatile, capable of carrying larger nucleic acid cargo and biodegradable and/or environmentally responsive. Cationic polymers self-assemble with negatively charged DNA via electrostatic interaction to form complexes on the order of 100 nm that are commonly termed polymeric nanoparticles. Examples of biomaterials used to form nanoscale polycationic gene delivery nanoparticles include polylysine, polyphosphoesters, poly(amidoamines)s and polyethylenimine (PEI), which is a non-degradable off-the-shelf cationic polymer commonly used for nucleic acid delivery1,3 . Poly(beta-amino ester)s (PBAEs) are a newer class of cationic polymers4 that are hydrolytically degradable5,6 and have been shown to be effective at gene delivery to hard-to-transfect cell types such as human retinal endothelial cells (HRECs)7, mouse mammary epithelial cells8, human brain cancer cells9 and macrovascular (human umbilical vein, HUVECs) endothelial cells10.
A new protocol to characterize polymeric nanoparticles utilizing nanoparticle tracking analysis (NTA) is described. In this approach, both the particle size distribution and the distribution of the number of plasmids per particle are obtained11. In addition, a high-throughput 96-well plate transfection assay for rapid screening of the transfection efficacy of polymeric nanoparticles is presented. In this protocol, poly(beta-amino ester)s (PBAEs) are used as model polymers and human retinal endothelial cells (HRECs) are used as model human cells. This protocol can be easily adapted to evaluate any polymeric nanoparticle and any cell type of interest in a multi-well plate format.

A protocol for nanoparticle tracking analysis (NTA) and high-throughput flow cytometry to evaluate polymeric gene delivery nanoparticles is described. NTA is utilized to characterize the nanoparticle particle size distribution and the plasmid per particle distribution. High-throughput flow cytometry enables quantitative transfection efficacy evaluation for a library of gene delivery biomaterials.

Polimerik Gen Taşıyıcı Değerlendirilmesi Nanoparçacık İzleme Analizi ve Yüksek throughput Flow Sitometri tarafından Nanopartiküller

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound (HIFU) Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU)

Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU) is a technique that can perform and monitor high-intensity focused ultrasound (HIFU) ablation. An oscillatory motion is generated at the focus of a 93-element and 4.5 MHz center frequency HIFU transducer by applying a 25 Hz amplitude-modulated signal using a function generator. A 64-element and 2.5 MHz imaging transducer with 68kPa peak pressure is confocally placed at the center of the HIFU transducer to acquire the radio-frequency (RF) channel data. In this protocol, real-time monitoring of thermal ablation using HIFU with an acoustic power of 7 W on canine livers in vitro is described. HIFU treatment is applied on the tissue during 2 min and the ablated region is imaged in real-time using diverging or plane wave imaging up to 1,000 frames/second. The matrix of RF channel data is multiplied by a sparse matrix for image reconstruction. The reconstructed field of view is of 90&#176; for diverging wave and 20 mm for plane wave imaging and the data are sampled at 80 MHz. The reconstruction is performed on a Graphical Processing Unit (GPU) in order to image in real-time at a 4.5 display frame rate. 1-D normalized cross-correlation of the reconstructed RF data is used to estimate axial displacements in the focal region. The magnitude of the peak-to-peak displacement at the focal depth decreases during the thermal ablation which denotes stiffening of the tissue due to the formation of a lesion. The displacement signal-to-noise ratio (SNRd) at the focal area for plane wave was 1.4 times higher than for diverging wave showing that plane wave imaging appears to produce better displacement maps quality for HMIFU than diverging wave imaging.

Real-time Monitoring of High Intensity Focused Ultrasound HIFU Ablation of In Vitro Canine Livers Using Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound HMIFU

This article describes real-time monitoring of HIFU ablation in canine liver with high frame rate ultrasound imaging using diverging and plane wave imaging. Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound is used to image the decrease of acoustic radiation force induced displacement in the ablated region.

Yüksek Yoğunluk Gerçek zamanlı izleme Ultrason (HIFU) Ablasyonu Odaklı<em&gt; İn Vitro</em&gt; Odaklı Ultrason Harmonik Hareket Görüntüleme kullanma Köpek karaciğerler (HMIFU)

Harmonic Motion Imaging for Focused Ultrasound (HMIFU) is a technique that can perform and monitor high-intensity focused ultrasound (HIFU) ablation. An ...

Targeted Plasma Membrane Delivery of a Hydrophobic Cargo Encapsulated in a Liquid Crystal Nanoparticle Carrier

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. Recently, nanoparticles (NPs) have shown significant promise in the development of such delivery systems. Here, a liquid crystal NP (LCNP)-based delivery system has been employed for the controlled delivery of a water-insoluble dye, 3,3&#8242;-dioctadecyloxacarbocyanine perchlorate (DiO), from within the NP core to the hydrophobic region of a plasma membrane bilayer. During the synthesis of the NPs, the dye was efficiently incorporated into the hydrophobic LCNP core, as confirmed by multiple spectroscopic analyses. Conjugation of a PEGylated cholesterol derivative to the NP surface (DiO-LCNP-PEG-Chol) enabled the binding of the dye-loaded NPs to the plasma membrane in HEK 293T/17 cells. Time-resolved laser scanning confocal microscopy and F&#246;rster resonance energy transfer (FRET) imaging confirmed the passive efflux of DiO from the LCNP core and its insertion into the plasma membrane bilayer. Finally, the delivery of DiO as a LCNP-PEG-Chol attenuated the cytotoxicity of DiO; the NP form of DiO exhibited ~30-40% less toxicity compared to DiOfree delivered from bulk solution. This approach demonstrates the utility of the LCNP platform as an efficient modality for the membrane-specific delivery and modulation of hydrophobic molecular cargos.

A liquid crystal nanoparticle (LCNP) nanocarrier is exploited as a vehicle for the controlled delivery of a hydrophobic cargo to the plasma membrane of living cells.

Sıvı Kristal Nanopartikül Carrier bir Hidrofobik Kargo Encapsulated, hedeflenen Plazma Zarı Teslimat

The controlled delivery of drug/imaging agents to cells is critical for the development of therapeutics and for the study of cellular signaling processes. ...

Comprehensive Evaluation of the Effectiveness and Safety of Placenta-Targeted Drug Delivery Using Three Complementary Methods

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to the placenta while minimizing fetal and maternal side effects remains challenging. Targeted nanoparticle carriers provide new opportunities to treat placental disorders. We recently demonstrated that a synthetic placental chondroitin sulfate A binding peptide (plCSA-BP) could be used to guide nanoparticles to deliver drugs to the placenta. In this protocol, we describe in detail a system for assessing the efficiency of drug delivery to the placenta by plCSA-BP that employs three separate methods used in combination: in vivo imaging, high-frequency ultrasound (HFUS), and high-performance liquid chromatography (HPLC). Using in vivo imaging, plCSA-BP-guided nanoparticles were visualized in the placentas of live animals, while HFUS and HPLC demonstrated that plCSA-BP-conjugated nanoparticles efficiently and specifically delivered methotrexate to the placenta. Thus, a combination of these methods can be used as an effective tool for the targeted delivery of drugs to the placenta and development of new treatment strategies for several pregnancy complications.

We describe a system that utilizes three methods to evaluate the safety and effectiveness of placenta-targeted drug delivery: in vivo imaging to monitor nanoparticle accumulation, high-frequency ultrasound to monitor placental and fetal development, and HPLC to quantify drug delivery to tissue.

Kapsamlı değerlendirme etkinliği ve güvenliği üç tamamlayıcı yöntemlerle plasenta hedefli ilaç dağıtım

No effective treatments currently exist for placenta-associated pregnancy complications, and developing strategies for the targeted delivery of drugs to ...

Preparing Protein Producing Synthetic Cells using Cell Free Bacterial Extracts, Liposomes and Emulsion Transfer

The bottom-up assembly approach for construction of synthetic cells is an effective tool for isolating and investigating cellular processes in a cell mimicking environment. Furthermore, the development of cell-free expression systems has demonstrated the ability to reconstitute the protein production, transcription and translation processes (DNA&#8594;RNA&#8594;protein) in a controlled manner, harnessing synthetic biology. Here we describe a protocol for preparing a cell-free expression system, including the production of a potent bacterial lysate and encapsulating this lysate inside cholesterol-rich lipid-based giant unilamellar vesicles (GUVs) (i.e., stable liposomes), to form synthetic cells. The protocol describes the methods for preparing the components of the synthetic cells including the production of active bacterial lysates, followed by a detailed step-by-step preparation of the synthetic cells based on a water-in-oil emulsion transfer method. These facilitate the production of millions of synthetic cells in a simple and affordable manner with a high versatility for producing different types of proteins. The obtained synthetic cells can be used to investigate protein/RNA production and activity in an isolated environment, in directed evolution, and also as a controlled drug delivery platform for on-demand production of therapeutic proteins inside the body.

This protocol describes the method, materials, equipment and steps for bottom-up preparation of RNA and protein producing synthetic cells. The inner aqueous compartment of the synthetic cells contained the S30 bacterial lysate encapsulated within a lipid bilayer (i.e., stable liposomes), using a water-in-oil emulsion transfer method.

Hücre Serbest Bakteriyel Özler, Lipozomlar ve Emülsiyon Transferi Kullanarak Protein Üreten Sentetik Hücreler Hazırlama

The bottom-up assembly approach for construction of synthetic cells is an effective tool for isolating and investigating cellular processes in a cell ...

Patient-Specific Polyvinyl Alcohol Phantom Fabrication with Ultrasound and X-Ray Contrast for Brain Tumor Surgery Planning

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create anatomically accurate head phantoms with realistic brain imaging properties because standard fabrication methods are not optimized to replicate any patient-specific anatomical detail and 3D printing materials are not optimized for imaging properties. In order to test and validate a novel navigation system for use during brain tumor surgery, an anatomically accurate phantom with realistic imaging and mechanical properties was required. Therefore, a phantom was developed using real patient data as input and 3D printing of molds to fabricate a patient-specific head phantom comprising the skull, brain and tumor with both ultrasound and X-ray contrast. The phantom also had mechanical properties that allowed the phantom tissue to be manipulated in a similar manner to how human brain tissue is handled during surgery. The phantom was successfully tested during a surgical simulation in a virtual operating room.
The phantom fabrication method uses commercially available materials and is easy to reproduce. The 3D printing files can be readily shared, and the technique can be adapted to encompass many different types of tumor.

This protocol describes the fabrication of a patient specific skull, brain and tumor phantom. It uses 3D printing to create molds, and polyvinyl alcohol (PVA-c) is used as the tissue mimicking material.

Beyin Tümörü Cerrahisi Planlaması için Ultrason ve X-Ray Kontrastı ile Hastaya Özel Polivinil Alkol Phantom İmalatı

Phantoms are essential tools for clinical training, surgical planning and the development of novel medical devices. However, it is challenging to create ...