Name: contrast ultrasound targeted treatment of gliomas in mice via drug-bearing nanoparticle delivery and microvascular ablation
Uploaded: 2010-12-15T17:30:00
Description: 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

Unterstützt durch NIH R01 HL74082, der Hartwell-Stiftung und der Focused Ultrasound Surgery Foundation.

1. Mikroblasen Produktion <ol><li> Zur Vorbereitung Albumin Mikrobläschen (MBS), setzen Sie eine 1% ige Lösung von Albumin in physiologischer Kochsalzlösung in einen Kolben mit einer Decke aus Gas (Octafluorpropan) oberhalb der wässrigen Phase. Kurz beschallen die Lösung (30 sec) mit einem Ultraschall-Desintegrator mit einem erweiterten ½ &quot;Titan-Sonde ausgestattet. Diese Formulierung ist ähnlich Optison (GE Heathcare), die in einem Konzentrationsbereich von 0,5 bis 1,2 x 10 9 MB / ml versehen is...

<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>

Kritische Schritte Kanülierung der Maus Schwanzvene: Die intravenöse Injektion in die Maus Schwanzvene kann eine schwierige Prozedur sein. Allerdings kann eine Schwanzvene Katheter verbessern die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Injektion. Um den Katheter mehrmals hin und her biegen einem 25-Gauge-Nadel, bis es von der Nabe bricht. Legen Sie das stumpfe Ende in das Ende des PE 20 Rohre und dichten die Verbindung mit Silikonkleber. Zur Vorbereitung des Katheter...

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		<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

Wir entwickeln minimal-invasive Kontrastmittel Mikroblasen basierte therapeutische Ansätze, in denen die Permeabilisierung und / oder Abtragung der Mikrovaskulatur durch Variation Ultraschall pulsierende Parameter gesteuert werden. Insbesondere sind wir testen, ob solche Ansätze verwendet werden, um bösartigen Hirntumoren durch Drug-Delivery-und mikrovaskuläre Ablation behandeln. Vorläufige Studien wurden durchgeführt, um festzustellen, ob gezielte Wirkstoff-tragenden Nanopartikel Lieferung durch den Ultraschall-vermittelte Zerstörung von &quot;Verbundwerkstoff&quot;-Zusteller von 100nm Poly (Lactid-co-Glycolid) (PLAGA) Nanopartikel, die an Albumin geschält Mikrobläschen eingehalten werden zusammen erleichtert werden kann . Wir bezeichnen diese Mittel als Mikroblasen-Nanopartikel-Composite-Agenten (MNCAs). Wenn zur subkutanen C6 Gliome mit Ultraschall gezielt beobachteten wir eine sofortige 4,6-fache Erhöhung der Nanopartikel-Lieferung in MNCA behandelten Tumoren über Tumoren mit Mikrobläschen mit Nanopartikeln und einer 8,5 fachen Erhöhung gegenüber nicht behandelten Tumoren verabreicht behandelt. Darüber hinaus in vielen Krebs-Anwendungen, glauben wir, kann es wünschenswert sein, um gezielten Verabreichung von Medikamenten in Verbindung mit Ablation des Tumors Mikrozirkulation, die an Tumor Hypoxie und Apoptose führen durchzuführen. Zu diesem Zweck haben wir die Wirksamkeit von nicht-theramal durch Kavitation mikrovaskuläre Ablation getestet und zeigt, dass dieser Ansatz Tumorperfusion Reduktion, Apoptose, signifikante Wachstumshemmung und Nekrose hervorruft. Zusammengenommen zeigen diese Ergebnisse, dass unsere Ultraschall-gezielten Ansatz das Potenzial für therapeutische Effizienz, indem Tumor-Nekrose durch mikrovaskuläre Ablation und / oder gleichzeitig die Verbesserung der Droge Nutzlast in Gliomen zu erhöhen ist.

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

Schalluntersuchung von Mikrobläschen ist eine vielversprechende Strategie für die Tumor Ablation bei reduziertem Zeit-gemittelten akustischen Kräfte, sowie für die gezielte Verabreichung von Therapeutika. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, niedrige Einschaltdauer Ultraschall pulsierende Strategien und Nanocarriern zu nicht-thermischen Ablation mikrovaskuläre und Nutzlast Lieferung an subkutanen C6 Gliomen zu maximieren.

Contrast Ultrasound gezielte Behandlung von Gliomen in Mäusen über Drug-Bearing Nanopartikel Liefer-und mikrovaskuläre Ablation

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

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Introduction to the Ultrasound Targeted Microbubble Destruction Technique

Einführung in die Ultraschall-gezielte Mikroblasen Zerstörung Technik

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

Forschung

Biotechnik

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

Cellular Lipidextraktion für Targeted Stable Isotope Dilution Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie-Analyse

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

Gentransfer und Transfektion in humanen Pankreaskarzinom-Zellen mit Epidermal Growth Factor Gelatin-Based Engineered Nanovektoren Rezeptor-gezielte

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

Endothelialisierten Mikrofluidik für ein Studium Mikrovaskuläre Wechselwirkungen in Hämatologische Krankheiten

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

Evaluation von polymeren Gene Delivery-Nanopartikeln durch Nanopartikel Tracking-Analyse und High-throughput Durchflusszytometrie

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)

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

Echtzeit-Überwachung von hochintensiven fokussierten Ultraschall (HIFU) Ablation<em&gt; In-vitro-</em&gt; Canine Livers Verwendung harmonische Bewegung Imaging für fokussierten Ultraschall (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

Gezielte Plasma Membrane Lieferung eines Hydrophobic Transport Encapsulated in einem Liquid Crystal Nanoparticle Träger

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

Umfassende Bewertung der Wirksamkeit und Sicherheit von Plazenta-gezielte Medikamentenverabreichung mit drei komplementäre Methoden

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

Herstellung von Proteinproduktion synthetischer Zellen mit zellfreien bakteriellen Extrakten, Liposomen und Emulsionstransfer

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

Patientenspezifische Polyvinylalkohol-Phantomfertigung mit Ultraschall- und Röntgenkontrast für die Planung von Hirntumorchirurgie

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