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Biodistribution des nanomédicaments : Application de la microscopie à balayage électronique

Overview

Source : Peiman Shahbeigi-Roodposhti et Sina Shahbazmohamadi, Département de génie biomédical, Université du Connecticut, Storrs, Connecticut

Les nanoparticules ont été de plus en plus utilisées dans la recherche pour l'administration ciblée de médicaments et la libération contrôlée de médicaments. Bien que la plupart de ces particules aient été développées sous forme de particules polymères ou liposomiques en raison de leur biocompatibilité, la recherche actuelle tend à utiliser des nanoparticules métalliques et magnétiques. Ces nanoparticules métalliques ont été utilisées à l'origine comme agent de contraste en imagerie, mais des progrès récents ont montré à quel point elles pouvaient être importantes dans la livraison de médicaments et de gènes et dans la thérapeutique. Les nanoparticules d'or, d'argent et paramagnetic ont la plus grande part dans la recherche en cours. Il a été démontré qu'ils ont une bonne biocompatibilité et certaines variétés de nanoparticules magnétiques ont déjà été développées et distribuées sous forme de médicaments thérapeutiques ciblés.

Ces éléments lourds sont généralement représentés pour la recherche utilisant la fluorescence pour évaluer la livraison et la distribution, mais leurs poids atomiques sont de bonnes qualifications pour le contraste accru dans l'analyse électronique de rétrodiffusion utilisant un microscope électronique de balayage (SEM ). La spectroscopie à rayons X dispersive de l'énergie, qui utilise des rayons X caractéristiques émis lors de l'interaction du faisceau d'électrons avec l'échantillon pour identifier la composition chimique, peut également être utilisée avec le SEM. Ces méthodes ont les avantages d'une résolution accrue et d'une confiance accrue dans la détection, car l'EDS peut s'assurer que le sujet d'une image est de la bonne composition, tandis que les méthodes actuelles de fluorescence peuvent se détacher des nanoparticules et peuvent se faner rapidement pendant l'imagerie.

Cette démonstration examinera la distribution de nanoparticules métalliques dépendantes de la taille dans les organes du corps au fil du temps. Les organes excisés seront examinés avec SEM pour différentes tailles de particules à une plage de points de temps après la livraison de particules au corps.

Procedure

1. Injection de nanoparticules et récolte d'organes

  1. Injecter des nanoparticules dans une souris anesthésiée par voie intraveineuse pour permettre un ciblage passif.
  2. Aux moments souhaités, c'est-à-dire 1, 4 et 8 semaines, après l'injection, euthanasier les souris avec humanité selon les lignes directrices de l'American Veterinary Medical Association (AVMA).
  3. Ouvrez la cavité du corps et retirez chirurgicalement les organes d'intérêt. Placer les organes dans une formaline tamponnée d...

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Results

Les images suivantes illustrent comment les données de biodistribution peuvent être extraites des images. Le contraste des nanoparticules est détecté à l'aide du détecteur d'ESB, comme le montre la figure 1. Les données EDS, qui sont présentées à la figure 2, montrent où les grappes de titane et de baryum correspondent à des zones à fort contraste dans les images recueillies à l'aide du détecteur d'ESB.

Figure 1

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Application and Summary

Les nanoparticules sont largement utilisées dans la recherche en génie biomédical et ont des applications comme agents d'imagerie, de diagnostic et thérapeutiques. Par exemple, des nanoparticules sont en cours de développement pour l'administration de vaccins. En encapsulant le vaccin en nanoparticules, les composants du vaccin sont protégés contre la dégradation et stimulent la réponse immunitaire maximale.

Dans les applications d'imagerie par résonance magnétique, les nanoparticul...

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References
  1. Hadjikhani, Ali. "Nanofabrication and Spectroscopy of Magnetic Nanostructures Using a Focused Ion Beam." (2016).
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0:07

Overview

1:08

Principles of Nanocarrier Drug Delivery

3:20

Nanoparticle Injection and Organ Harvesting

4:18

Tissue Sample Preparation

6:56

High Resolution Imaging using SEM and EDS

10:16

Results

11:19

Applications

12:59

Summary

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