Name: one minute, sub-one-watt photothermal tumor ablation using porphysomes, intrinsic multifunctional nanovesicles
Uploaded: 2013-09-17T19:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles at JoVE.com

עבודה זו נתמכה על ידי קרן הנסיכה מרגרט החולים הלאומי למדע והנדסת מועצת מחקר של קנדה, המכון הקנדי לחקר בריאות, הקרן הקנדית של חדשנות, וג&#39;ואי וטובי טננבאום / ברזילאי כדור יו&quot;ר בחקר סרטן ערמונית, להעניק מקרן מחקר SUNY ותמיכת הפעלה מאוניברסיטת באפלו.

1. סינתזה של Pyropheophorbide שומנים בדם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב pyropheophorbide 200 מילימול (שהוכן מספירולינה פסיפיקה אצות כפי שתואר לעיל;... נג et al, Bioconj Chem, 2002 13 -392) 4, 98.7 מ&quot;ג 16:00 lysophophatidylcholine (1-Palmitoyl-2--SN-glycero הידרוקסי -3-phosphocholine, אוו?...

<ol>
	<li>Lovell, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Porphysome+nanovesicles+generated+by+porphyrin+bilayers+for+use+as+multimodal+biophotonic+contrast+agents.">Porphysome nanovesicles generated by porphyrin bilayers for use as multimodal biophotonic contrast agents.</a> Nat. Mater. 10, 324-332 (2011).</li><li>Lovell, J. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzymatic+regioselection+for+the+synthesis+and+biodegradation+of+porphysome+nanovesicles.">Enzymatic regioselection for the synthesis and biodegradation of porphysome nanovesicles.</a> Angew Chem Int Ed Engl. 51, 2429-2433 (2012).</li><li>Liu, T. W., MacDonald, T. D., Shi, J., Wilson, B. C., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsically+Copper-64-Labeled+Organic+Nanoparticles+as+Radiotracers.">Intrinsically Copper-64-Labeled Organic Nanoparticles as Radiotracers.</a> Angewandte Chemie. , (2012).</li><li>Zheng, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-density+lipoprotein+reconstituted+by+pyropheophorbide+cholesteryl+oleate+as+target-specific+photosensitizer.">Low-density lipoprotein reconstituted by pyropheophorbide cholesteryl oleate as target-specific photosensitizer.</a> Bioconjug Chem. 13, 392-396 (2002).</li><li>Chen, B., Pogue, B. W., Hasan, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomal+delivery+of+photosensitising+agents.">Liposomal delivery of photosensitising agents.</a> Expert Opin Drug Deliv. 2, 477-487 (2005).</li><li>Jin, C. S., Zheng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomal+nanostructures+for+photosensitizer+delivery.">Liposomal nanostructures for photosensitizer delivery.</a> Lasers Surg Med. 43, 734-748 (2011).</li><li>Olson, F., Hunt, C. A., Szoka, F. C., Vail, W. J., Papahadjopoulos, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+liposomes+of+defined+size+distribution+by+extrusion+through+polycarbonate+membranes.">Preparation of liposomes of defined size distribution by extrusion through polycarbonate membranes.</a> Biochim Biophys Acta. 557, 9-23 (1979).</li><li>Berger, N., Sachse, A., Bender, J., Schubert, R., Brandl, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Filter+extrusion+of+liposomes+using+different+devices:+comparison+of+liposome+size,+encapsulation+efficiency,+and+process+characteristics.">Filter extrusion of liposomes using different devices: comparison of liposome size, encapsulation efficiency, and process characteristics.</a> Int J Pharm. 223, 55-68 (2001).</li><li>Jesorka, A., Orwar, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Liposomes:+technologies+and+analytical+applications.">Liposomes: technologies and analytical applications.</a> Annu Rev Anal Chem (Palo Alto Calif). 1, 801-832 (2008).</li><li>Lapinski, M. M., Castro-Forero, A., Greiner, A. J., Ofoli, R. Y., Blanchard, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+liposomes+formed+by+sonication+and+extrusion:+rotational+and+translational+diffusion+of+an+embedded+chromophore.">Comparison of liposomes formed by sonication and extrusion: rotational and translational diffusion of an embedded chromophore.</a> Langmuir. 23, 11677-11683 (2007).</li><li>Liu, D., 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=Size+Homogeneity+of+a+Liposome+Preparation+is+Crucial+for+Liposome+Biodistribution+In+Vivo.">Size Homogeneity of a Liposome Preparation is Crucial for Liposome Biodistribution In Vivo.</a> Journal of Liposome Research. 2, 57-66 (1992).</li><li>Zhang, Y., Lovell, 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=Porphyrins+as+Theranostic+Agents+from+Prehistoric+to+Modern+Times.">Porphyrins as Theranostic Agents from Prehistoric to Modern Times.</a> Theranostics. 2, 905-915 (2012).</li></ol>

בפיתוח של טכנולוגיות משלוח סמים, חלקיקים רב תכליתיים נמצאים כעת תחת חקירה רחבה למעקב מדויק של רכב משלוח סמים תוך שמירה על מטען סמים גבוה. ליפוזומים טעונים פורפירין פותחו עבור נכסים הפרמקוקינטי טובים יותר ואספקה ​​יעילה יותר מניהול ישיר של פורפירין, אבל מכשולים קיי?...

Porphysomes הוא nanovesicles רב תכליתי החדשני שפיתחנו לאחרונה אשר מסוגל הדמיה וטיפול 1 מולטי. הם נוצרים מbilayers פורפירין העצמית התאסף ומכילים צפיפות גבוהה מאוד של פורפירין (מעל 83, 000/porphysome חלקיקים), שיוצרת מקדם הכחדה גדולה ותוצאות במרווה עצמית ייחודית מבנה תלוי הקרינה. יש לי Porphysomes מאפייני vivo הפרמקוקינטי וbiodistribution טובים ב: הם מפגינים מחצית חיים של שעות 12 דם לאחר נטילה שיטתית, ופסיביים להצטבר בגידולי xenograft עם 7.5% מזהה / g ב24 שעות שלאחר הזרקה 2. המבנה הייחודי שלהם ואת מאפייני physiochemical להפוך porphysome מועמד טוב עבור הדמיה multimodal וטיפול מונחה תמונה. קודם כל, המכיל פורפירין, porphysomes הוא מיסודם מתאים לדימות פלואורסצנטי של גידולים על הצטברות גידול 1.בנוסף, לכל פורפירין אתר יציב לרדיואיזוטופים chelating, אם כן, יכול להיות מתויג porphysomes בקלות עם רדיואיזוטופים כגון 64Cu עבור PET הדמיה 3. יתר על כן, אנרגיית האור נספגה מתפזרת תרמית תחת חשיפת הקרנת לייזר כאשר porphysome מבנה הוא שלמות, ולכן porphysomes גם תערוכת ההדמיה photoacoustic ייחודית ויכולות PTT. הוכח ש24 שעות לאחר הזרקה תוך ורידית של porphysomes, הקרנת לייזר של הגידולים שנצבר porphysome מושרה עליית טמפרטורה מהירה ואבלציה גידול photothermal החזקה. זה הוכיח כי porphysomes הוא משפרי photothermal יעילים עם מקדם הכחדה גבוה כמו חלקיקי זהב (AuNPs) 1. מצד השני, בהשוואה לסוכנים אחרים אורגניים photothermal, כוללים AuNPs, porphysomes מראה יתרון בולט בבטיחות ביולוגית בשל האופי האורגני שלהם. Porphysomes הם אנזימים מתכלים ולגרום toxicit החריף מינימאליy בעכברים עם מינונים תוך ורידי גבוהים כמו 1,000 מ&quot;ג / קילוגרם 1. יתר על כן, בדומה ליפוזומים, הליבה המימית הגדולה של porphysomes יכולה להיות פסיבי או נטענת באופן פעיל עם סוכנים טיפוליים או הדמיה. תכונות וההתאמה הביולוגית של porphysomes אופטיים להדגים את פוטנציאל multimodal של חלקיקים אורגניים להדמיה וטיפול biophotonic. במאמר זה, אנחנו מציגים את שיטת הסינתזה של conjugates pyropheophorbide שומנים בדם, הייצור ושיטת האפיון של porphysomes באמצעות חול בלחץ גבוה. בvivo PTT על עכברים מתנהל כמו גם כדי להדגים את היעילות של PTT מופעל porphysome בגידול טיפול באמצעות מודל גידול xenograft תת עורית.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments (optional)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotary evaporator</td>
			<td>Thermo-Savant</td>
			<td>SPD131DDA</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Votex</td>
			<td>Scientific Industries</td>
			<td>SI-0236</td>
			<td>Model number: G560</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High pressure extruder</td>
			<td>LIPEX, Northern Lipids Inc.</td>
			<td>T.001</td>
			<td>10 ml Thermobarrel Extruder</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heated bath circulators (Thermostatted circulator)</td>
			<td>Thermo SCIENTIFIC</td>
			<td>SC100-S5P</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate filters</td>
			<td>Avanti Polar Lipids</td>
			<td>610005</td>
			<td>Pore size 100 nm, and membrane diameter 19 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer</td>
			<td>Malvern Instruments</td>
			<td>ZS90</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>UV/Visible Spectrophototmeter</td>
			<td>Varian Australia</td>
			<td>Cary 50 Bio UV/ Visible Spectrophotometer</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spectrofluorometer</td>
			<td>HORIBA Scientific</td>
			<td>FluoroMax-4</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transmission Electron Microscopy (TEM)</td>
			<td>Hitachi</td>
			<td>H-7000</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture incubator</td>
			<td>SANYO</td>
			<td>MCO-18AIC</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Powermeter</td>
			<td>Thorlabs</td>
			<td>PM100D</td>
			<td>with sensor S142C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>671nm Laser</td>
			<td>LaserGlow Technologies</td>
			<td>LRS-0671_PFN-02000-05</td>
			<td>S/N:10097270</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Infrared Thermometer</td>
			<td>Mikroshot, LUMASENSE Technologies</td>
			<td>9102409</td>
			<td>&nbsp;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser protective eye goggles</td>
			<td>LaserGlow Technologies</td>
			<td>AGF6602XX</td>
			<td>Optical Density: 1.5+ at 630-700 nm</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

one minute, sub-one-watt photothermal tumor ablation using porphysomes, intrinsic multifunctional nanovesicles

לאחרונה פיתחו porphysomes כnanovesicles מהותי רב תכליתי. פוטוסנסיטייזר, pyropheophorbide α, הייתה מצומדת לפוספוליפידים ולאחר מכן עצמי התאספו לשלפוחית ​​כדורית כמו יפוזום. בשל הצפיפות גבוהה מאוד של פורפירין בbilayer פורפירין שומנים בדם, porphysomes נוצר מקדמים גדולים הכחדה, מרווה עצמית הקרינה מבנה תלוי, ויעילות photothermal מצוינת. בניסוח שלנו, porphysomes היו מסונתז באמצעות חול בלחץ גבוה, ומוצג גודל חלקיקים ממוצע סביב 120 ננומטר. הזרקת עשרים וארבע שעות שלאחר עירוי של porphysomes, הטמפרטורה המקומית של הגידול גדלה מ 30 מעלות צלזיוס ל62 מעלות צלזיוס במהירות עם חשיפת דקה אחת של 750 mW (1.18 W / 2 סנטימטר), 671 הקרנת לייזר ננומטר. בעקבות אבלציה תרמית המלאה של הגידול, eschars נוצר ורפא בתוך 2 שבועות, בעוד שבקבוצת ביקורת הגידולים המשיכו לגדול והגיע לכל מוגדר enנקודת ד תוך 3 שבועות. נתונים אלו מראים כיצד ניתן להשתמש porphysomes כטיפול photothermal חזק סוכנים (PTT).

Pyropheophorbide הוא מצומדת לפוספוליפידים כמונומר יציב שומנים בדם (איור 1 א) וconjugates העצמי להרכיב כדי ליצור porphysomes על ידי שיטת שחול בממברנה באמצעות מכבש בלחץ גבוה. זה בדרך כלל קשה extrude השעיה porphysome שומנים בדם במהלך 3 המחזורים הראשונים של חול עם קצב זרימה איטי יחסית. ככל ?...

Watch this Scientific Journal Video about One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles at JoVE.com

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles

פיתחנו nanovesicles הרומן פנימי רב תכליתי בשם porphysomes, אשר יש מבנה תלוי הקרינה מרווה עצמית ומאפייני photothermal ייחודיים, ובכך פועל סוכני טיפול photothermal חזקים באותה מידה. אנחנו ניסחנו porphysomes באמצעות חול בלחץ גבוה וחקרנו את יעילות טיפול photothermal במודל גידול xenograft.

דקה אחת, אבלציה גידול תת-One-Watt photothermal שימוש Porphysomes, הפנימי משולבת nanovesicles

We recently developed porphysomes as intrinsically multifunctional nanovesicles. A photosensitizer, pyropheophorbide &alpha;, was conjugated to a ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

אולטראסאונד ניגודיות ממוקד טיפול gliomas של עכברים באמצעות אספקת סמים נושאות Nanoparticle ו אבלציה כלי הדם

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

Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

Optical Frequency Domain Imaging of Ex vivo Pulmonary Resection Specimens: Obtaining One to One Image to Histopathology Correlation

הדמיה אופטית של תחום תדר<em&gt; גופיים</em&gt; דוגמאות כריתת ריאה: קבלת תמונה אחד לאחד למתאם היסטופתולוגיה

Lung cancer is the leading cause of cancer-related deaths1. Squamous cell and small cell cancers typically arise in association with the conducting ...

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

Viral Nanoparticles for In vivo Tumor Imaging

חלקיקים נגיפיים עבור<em&gt; בחי</em&gt; הדמית גידול

The use of nanomaterials has the potential to revolutionize materials science and medicine. Currently, a number of different nanoparticles are being ...

Construction of a Preclinical Multimodality Phantom Using Tissue-mimicking Materials for Quality Assurance in Tumor Size Measurement

בנייה של פנטום multimodality Preclinical שימוש בחומרים רקמות-מחקים לאבטחת איכות במדידת גודל גידול

World Health Organization (WHO) and the Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) working groups advocated standardized criteria for ...

Production of Large Numbers of Size-controlled Tumor Spheroids Using Microwell Plates

ייצור של מספר הגדול של spheroids גידול מבוקר גודל באמצעות צלחות microwell

Tumor spheroids are increasingly recognized as an important in vitro model for the behavior of tumor cells in three dimensions. More physiologically ...

PLGA Nanoparticles Formed by Single- or Double-emulsion with Vitamin E-TPGS

Poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) is a biocompatible member of the aliphatic polyester family of biodegradable polymers. PLGA has long been a popular ...

Longitudinal Measurement of Extracellular Matrix Rigidity in 3D Tumor Models Using Particle-tracking Microrheology

מדידת אורך של תאי מטריקס קשיחות במודלי גידול 3D באמצעות Microrheology מעקב חלקיקים

The mechanical microenvironment has been shown to act as a crucial regulator of tumor growth behavior and signaling, which is itself remodeled and ...

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

ניטור של עצימות גבוהות בזמן אמת אולטרסאונד ממוקד (HIFU) אבלציה של<em&gt; במבחנה</em&gt; כבדי כלבי שימוש הרמוני Motion הדמיה לאולטראסאונד הממוקד (HMIFU)

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

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

Tissue Engineering by Intrinsic Vascularization in an In Vivo Tissue Engineering Chamber

הנדסת רקמות ידי עצמותי כלי דם בתוך<em&gt; In vivo</em&gt; הנדסת רקמות קאמרית

In reconstructive surgery, there is a clinical need for an alternative to the current methods of autologous reconstruction which are complex, costly and ...

A Rapid and Chemical-free Hemoglobin Assay with Photothermal Angular Light Scattering

Assay המוגלובין המהיר ללא כימיקלים עם פיזור photothermal זוויתי אור

Photo-thermal angular light scattering (PT-AS) is a novel optical method for measuring the hemoglobin concentration ([Hb]) of blood samples. On the basis ...