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

Эта работа была поддержана больницы Фонд принцессы Маргарет, Национального научно-технической исследовательского совета Канады, Канадского института исследований в области здравоохранения, канадского фонда инноваций, и Джоуи и Тоби Таненбаума / бразильский мяч стул в простаты раковых исследований, грант от Фонда исследований SUNY и поддержки запуска из Университета в Буффало.

1. Синтез пирофеофорбида-липида <ol><li> Смешайте 200 ммоль пирофеофорбида (полученного из водорослей Spirulina Pacifica как описано выше;... Zheng и др., Bioconj Chem, 2002, 13 -392) 4, 98,7 мг lysophophatidylcholine 16:00 (1-пальмитоил-2-гидрокси-Sn-глицеро -3-фосфохолин, Avanti Polar Lipids # 855675), 76,3 мг EDC, 48,7 мг DMAP (4 - (ди...

<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>

В развитии технологий доставки лекарств, многофункциональные наночастицы находятся в стадии широких исследований для точного отслеживания доставки лекарственного средства при сохранении высокого полезную нагрузку наркотиков. Порфирин-нагруженных липосом были разработаны для улу?...

Porphysomes являются новыми многофункциональными nanovesicles, что мы недавно разработанные, которые способны мультимодальных изображений и терапии 1. Они образуются из самоорганизующихся порфирина бислоями и содержат чрезвычайно высокую плотность порфирина (более 83, 000/porphysome частицу), который генерирует большой коэффициент поглощения и приводит к уникальной структуры в зависимости от флуоресценции самотушения. Porphysomes имеют хорошие фармакокинетические в естественных условиях биологического распределения и свойства: они обладают крови период полураспада 12 ч следующее систематического введения и пассивно накапливать в ксенотрансплантатов опухолей с 7,5% ID / г через 24 часа после инъекции 2. Их уникальная структура и физико-химические свойства делают porphysome хорошим кандидатом для мультимодальных изображений и изображений наведением терапии. Прежде всего, содержащий порфирин, porphysomes по своей природе подходит для флуоресценции визуализации опухолей при накоплении опухоли 1.Кроме того, каждый порфирин имеет стабильную сайт для хелатирующих радиоизотопов, таким образом, porphysomes может быть легко меченного радиоактивными изотопами, как 64Cu для ПЭТ 3. Кроме того, поглощенная световая энергия рассеивается термически под воздействием лазерного облучения, когда porphysome структура не повреждена, поэтому porphysomes также демонстрируют уникальный ФА изображений и возможности PTT. Было показано, что 24 ч после внутривенного введения porphysomes, лазерное облучение porphysome-накопленной опухоли вызывало быстрое повышение температуры и сильное фототермического опухоли абляции. Это показывает, что porphysomes являются эффективными усилители фототермические с коэффициентом экстинкции выше, чем наночастиц золота (AuNPs) 1. С другой стороны, в сравнении с другими неорганическими фототермических агентов, в том числе AuNPs, porphysomes показывают замечательную преимущество в биологической из-за их органической природы. Porphysomes ферментативно биологическому разложению и вызывают минимальное острый toxicitу мышей с внутривенных дозах выше, чем 1000 мг / кг 1. Кроме того, аналогично липосом, большой водный ядро ​​porphysomes может быть пассивно или активно загружен в терапевтических или визуализирующих агентов. Оптические свойства и биосовместимость porphysomes продемонстрировать мультимодальный потенциал органических наночастиц для Биофотонный изображений и терапии. В данной работе мы вводим способа синтеза пирофеофорбида-липидный конъюгатов, производство и метод характеризации porphysomes использованием экструзии высокого давления. В естественных условиях PTT на мышах проводится также продемонстрировать эффективность porphysome с поддержкой PTT в опухоли лечение с использованием подкожного ксенотрансплантата модель опухоли.

<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

Мы недавно разработали porphysomes как внутренне многофункциональных nanovesicles. Фотосенсибилизатор, пирофеофорбида α, конъюгируют с фосфолипидом и затем самособранные в липосомы как сферических пузырьков. В связи с чрезвычайно высокой плотностью порфирина порфирина-липидный бислой, porphysomes генерируется большие коэффициенты экстинкции, структура зависит от флуоресценции самогасящихся и отличную фототермического эффективность. В нашем препарате, porphysomes были синтезированы с использованием экструзии под высоким давлением, и отображается средний размер частиц около 120 нм. Двадцать четыре часа в пост-внутривенная инъекция porphysomes, локальная температура опухоли увеличился с 30 ° С до 62 ° С быстро на одной минутной экспозиции 750 мВт (1,18 Вт / см 2), 671 нм лазерного облучения. После полной тепловой абляции опухоли, eschars формируется и исцелил в течение 2 недель, в то время как в контрольных группах опухоли продолжали расти, и все достигли определен анг точки в течение 3 недель. Эти данные показывают, как porphysomes может быть использован в качестве мощного фототермической терапии (PTT) агентов.

Пирофеофорбида конъюгируют с фосфолипидом в качестве стабильного липидов мономера (рис. 1а) и конъюгаты самосборке с образованием porphysomes методом экструзии мембраны с использованием экструдера под высоким давлением. Это правило, трудно выдавить porphysome-липидный подвеска в тече?...

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

Мы разработали новые внутренние многофункциональные nanovesicles называемые porphysomes, которые имеют структуру в зависимости от флуоресценции самогасящихся и уникальные свойства фототермической, таким образом, функционирует как мощные агенты фототермическая терапии. Мы сформулировали porphysomes методом экструзии высокого давления и исследовали их фототермическая терапии эффективность в модели опухоли ксенотрансплантата.

Одна минута, Суб-Один-ваттный Фототермическая опухоли абляция Использование Porphysomes, Внутренняя Многофункциональный 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

Контрастность Ультразвуковое целенаправленного лечения глиом у мышей с помощью наркотиков принимая доставки наночастиц и микрососудистой абляции

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

Оптических изображений домена частоты<em&gt; EX VIVO</em&gt; Образцы легочной резекции: Получение один к одному изображению, чтобы Гистопатология Корреляция

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

Вирусный наночастиц для<em&gt; В естественных условиях</em&gt; Изображения опухоли

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

Строительство Доклинические Phantom Комплексное использование ткани имитирующие материалы по обеспечению качества измерений размер опухоли

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

Производство большого количества Размер контролируемой опухолевых сфероидов Использование микролунках планшета

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

ПМГК Наночастицы, образованные одним или двумя-эмульсии с витамином 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

Продольная Измерение внеклеточного матрикса жесткости в 3D Опухолевые модели с помощью частиц отслеживания микрореология

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

Мониторинг в реальном времени высокой интенсивности сфокусированного ультразвука (HIFU) абляции<em&gt; In Vitro</em&gt; Собаки Печень Использование Harmonic Motion визуализации для сфокусированного ультразвука (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

Тканевая инженерия по искробезопасности васкуляризации<em&gt; В Vivo</em&gt; Tissue Engineering палата

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

Быстрой и Бесхимический Гемоглобин Анализ с фототермического углового рассеяния света

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