Name: studying cavitation enhanced therapy
Uploaded: 2021-04-09T13:00:00
Duration: 7 min 36 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Studying Cavitation Enhanced Therapy at JoVE.com

يشكر المؤلفون مجلس أبحاث الهندسة والعلوم الفيزيائية لدعمه هذا العمل من خلال منحة EP/L024012/1. كما يدعم VB مجلس بحوث الهندسة والعلوم الفيزيائية (EPSRC) ومجلس البحوث الطبية (منحة EP/L016052/1). VB وAV أشكر مؤسسة كلاريندون للمنح الدراسية بعد الدراسات العليا. AV أيضا بفضل كلية إكستر للحصول على منحة سانتاندر. الكتاب مدينون لجيمس فيسك وديفيد ساليسبري لمساعدتهما لا تقدر بثمن في تصنيع الجهاز. كما أنهم يعترفون بامتنان بمساهمات الدكتورين داريو كاروغو وجوشوا أوين في تطوير النموذج الأولي السابق من ال SATs.

وليس لدى صاحبي البلاغ ما يكشفان عنه.

تم تغليف الخطوات الحاسمة لأي قياس صوتي من قبل Apfel في عام 198176 باسم "تعرف سائلك ، تعرف على مجال الصوت ، وتعرف عندما يحدث شيء ما". وفي سياق هذا البروتوكول، تشمل هذه الخطوات معايرة المحولات ومحاذاتها وإعداد المياه وخطوات معالجة الفقاعات. أولا، من الضروري أن يتم معايرة الهيدروفون المستخدم لمعايرة محول القيادة و/أو PCD نفسه بدقة من خلال الخدمة الخارجية العادية أو المقارنة الداخلية بمعيار مرجعي. وبالمثل، يجب أن تتميز استجابة كل من محول القيادة و PCD بانتظام للتحقق من أي تغيير في الناتج و / أو فقدان الحساسية. إذا كانت ظروف القيادة والحصول على حساسية للنظام غير معروفة ، فسيكون من المستحيل استنتاج أي علاقة ذات مغزى بين ظروف التعرض ، والحيوانات الحيوية والانبعاثات الصوتية. وتتصل هذه المسألة مباشرة بمحاذاة المحولات مع بعضها البعض، وينبغي فحص غرفة العينة بعناية للتأكد من أن ظروف التعرض داخل الغرفة هي كما هو متوقع وأن حجم أخذ العينات ل PCD يتوافق مع المنطقة ذات الاهتمام. كما هو مبين، فإن درجة الحرارة ومحتوى الغاز من المتوسط تعليق يمكن أن تؤثر على النتائج النهائية بشكل كبير والاتساق مهم للغاية في هذا الصدد77،78. وبالمثل، يتطلب إعداد وتحديد وتوصيف ومناولة تعليق عامل التجويف اهتماما وثيقا جدا لضمان وجود توزيع وتركيز الحجم المتوقع للجسيمات داخل العينة. على سبيل المثال، إذا كان تركيز الفقاعات مرتفعا جدا، فسيكون هناك حماية فعالة لحجم العينة من حقل الحادث في الولايات المتحدة. وكلاء MB عرضة بشكل خاص للتدمير والتحام ويمكن العثور على مزيد من التوجيه بشأن التعامل معها في مولفانا وآخرون. آل. (2012)79.
مشكلة شائعة جدا مع الكشف عن إشارات التجويف هو تحقيق SNR كافية. ويرجع ذلك جزئيا إلى طبيعة الإشارة نفسها، كما هو موضح، ولكن قد يكون أيضا بسبب مصادر الضوضاء الكهربائية داخل المجموعة التجريبية. قد يساعد التحقق من الاتصالات بين مكونات النظام، ولا سيما تلك التي تتضمن الكابلات المحورية المشتركة، في القضاء على بعض هذه. قد يكون من الضروري استبدال أو إصلاح الكابلات المحورية المشتركة. كما يمكن أن يساعد تحديد وإزالة أو تعطيل المعدات الأخرى في المختبر مثل المضخات التي قد تسبب ضوضاء كهربائية. ويمكن أن يكون ضعف المطابقة بين مكونات النظام سببا آخر لضعف نسبة الإشارة إلى الضوضاء، كما يمكن أن يؤدي إلى تلف المعدات وينبغي فحصه بعناية. وينبغي أيضا التحقق من إعدادات التشغيل على مولد الإشارة والمنظار للتأكد من أنها تم تكوينها بشكل مناسب للتجربة ولم تعد إلى الإعدادات الافتراضية للشركة المصنعة. إذا كان هناك تدمير كبير للفقاعات أثناء المناولة ، في حالة SAT2 ، فقد يكون من المفيد إرفاق حقنة ثانية بمنفذ المنفذ واستخدام هذا لاستخراج السوائل برفق من الغرفة ، وبالتالي الرسم في التعليق. وهذا يمكن أن يساعد أيضا في القضاء على الفقاعات الكبيرة أو تمكين تدفق أثناء التعرض للولايات المتحدة، إذا رغبت في ذلك.
ليس من الممكن القضاء تماما على الانعكاسات الصوتية داخل غرفة العينة ، وبالتالي فإن حقل الحادث لن يكون موحدا تماما على حجم العينة بأكمله. وكما ورد في الخطوتين 1-3-2 و1-3-3، فإن قابلية النوافذ الصوتية لقابلية النقل تعتمد على التردد، وبالتالي ينبغي النظر بعناية في عرض النطاق الترددي المطلوب لقياسات الانبعاثات الصوتية. وعلى وجه الخصوص، قد تكون هناك انعكاسات متعددة هامة لمكونات التردد الأعلى. وهذا سبب آخر يجعل معايرة الميدان داخل النظام المجمع بالكامل مهمة جدا لتقليل عدم اليقين في ضغط الحوادث. وينبغي أيضا النظر في توجيه الإشارات المسجلة على نحو ملائم لتقليل آثار الانعكاسات المتعددة إلى أدنى حد ممكن. استخدام الأجهزة التجارية للراحة والحاجة إلى الشفافية الصوتية يعني أنه يجب التضحية ببعض الشفافية البصرية. وقد يؤثر ذلك على جودة التصوير اللاحق، على سبيل المثال، لتقييم صلاحية الخلية أو امتصاص الأدوية. بعض الأغشية المستخدمة في الأجهزة التجارية هي أيضا مسامية، وبالتالي، يحدث عزل ناقص بين غرفة العينة وحمام المياه المحيطة بها. وكما ذكر أعلاه، يمكن التخفيف من خطر التلوث المقابل باستخدام غرفة فرعية أصغر حجما، يمكن استبدال محتوياتها بانتظام. أجهزة زراعة الخلايا المشار إليها في جدول المواد هي مناسبة في المقام الأول لخلايا أحادية الطبقات التي قد لا تكون ممثلة للأنسجة من حيث جميع النعوت الحيوية بوساطة الولايات المتحدة / التجويف. كما سيؤثر قرب الخلايا من سطح صلب على ديناميكيات MB بطريقة قد لا تعكس الظروف في الجسم الحي، على سبيل المثال، تعزيز الميكروستريم والميكروجيتينج كما هو موضح في المقدمة. بيد أنه يمكن معالجة هذه القيود من خلال استبدال بسيط لنماذج الأنسجة البديلة.
والهدف من اقتراح تكنولوجيات المساعدة التقنية هو توفير وسيلة لتحسين إمكانية استنساخ ظروف التعرض الصوتي والانبعاثات الصوتية بين دراسات النبع البيولوجي بوساطة الولايات المتحدة، مما يؤمل أن ييسر فهما أفضل للآليات الأساسية وتطوير تقنيات رصد العلاج لتحسين السلامة والفعالية. وقد صممت النظم لتكون متوافقة مع أجهزة زراعة الخلايا المتاحة تجاريا، مما يتيح إجراء مجموعة واسعة من المقايسات البيولوجية وفقا لتطبيق الاهتمام وتمكين أداء التجارب ذات الإنتاجية العالية، مما يزيل الحاجة إلى إجراءات المحاذاة المستهلكة للوقت بين الأشواط. ومن خلال توحيد البروتوكولات الخاصة بتحديد خصائص ظروف التعرض والتقاط الانبعاثات الصوتية، يؤمل أن ينخفض التباين المعتمد على النظام. وسيعتمد نطاق المعلمات التي ينبغي استكشافها لتجربة معينة على التطبيق (التأثير البيولوجي المرغوب، ونوع الخلية، وعمق النسيج المستهدف إذا كان في الجسم الحي وما إلى ذلك) وطبيعة أي عامل تجويف يستخدم. وبالنظر إلى العدد الكبير من المتغيرات (التردد في الولايات المتحدة، وسعة الضغط، وطول النبض، وتردد تكرار النبض، وما إلى ذلك) فمن غير المرجح أن يكون الاستكشاف الكامل لمساحة المعلمة بأكملها أمرا عمليا. ومن مزايا البروتوكول المقترح أنه يمكن من إنشاء بعض الحدود على مساحة المعلمة هذه بسرعة. على سبيل المثال، فإنه يتيح تحديد الحد الأدنى من الضغط الذي يتم فيه توليد إشارة التجويف، والحد الأقصى للضغط أو طول النبض الذي يمكن استخدامه قبل حدوث انفصال/موت الخلية، والضغط الذي يتم فيه إنتاج التوافقيات الجزئية أو ضوضاء النطاق العريض. ويوصى بإجراء هذه المجموعة من قياسات النطاق كخطوة أولى في أي دراسة.
وكما هو معروض، صممت هذه الأنظمة لرصد الانبعاثات الصوتية في الوقت الحقيقي، مع إجراء عمليات فحص بيولوجية خارج نطاق التجربة. بيد أنه سيكون من السهل نسبيا تعديل SAT لتمكين المراقبة البصرية المباشرة لغرفة العينة عن طريق هدف المجهر. ويمكن أن يقترن ذلك بدوره بنظام مضان و/أو مجهري عالي السرعة للتمكين من مراقبة امتصاص المخدرات وديناميات الفقاعات، على سبيل المثال. ويشير ناتج ثنائي الفينيل متعدد الكلور كما هو معروض حاليا من حيث الجهد إلى ما يلي: '1' أنواع سلوك التجويف ونسبه النسبية؛ '2' أنواع سلوك التجويف ونسبه النسبية؛ '2' العوامل التي يمكن أن تكون لها طبيعة من العوامل التي يمكن أن تصحو إلى النوعية التي يمكن أن تكون فيها النوعية من النوعية. '2' إلى متى تستمر هذه السلوكيات التجويف؛ '3' ما إذا كانت خصائص التعرض التراكمي الزمني الملاحظة مرتبطة بالآثار البيولوجية المعينة؛ و4) ما إذا كانت المستويات النسبية والسلوكيات المعتمدة على الوقت متسقة مع التجارب السابقة في نظام التعرض. وفي حين يمكن قياس حساسية الاستلام ل PCD كميا، من أجل توصيف الانبعاثات الصوتية بشكل موثوق من حيث الطاقة المطلقة، يلزم الحصول على معلومات مكانية إضافية. ويمكن تحقيق ذلك عن طريق استبدال PCD مع مسبار صفيف لتنفيذ رسم الخرائط الصوتية السلبية (PAM)80. غير أن ذلك سيزيد من تعقيد معالجة الإشارات والوقت الحاسوبي والقوة المطلوبين.
ويمكن أيضا دمج أجهزة أخرى لقياس المقاومة الكهربائية للأغشية أو تطبيق أساليب الاستهداف المادي، مثل المجالات المغناطيسية. سيكون من الممكن أيضا استخدام هياكل الأنسجة ثلاثية الأبعاد مثل كرويدات الورم ، أو العضويات ، أو حتى عينات الأنسجة الحية السابقة على ركائز هلام "ناعمة" صوتيا بدلا من الطبقات الأحادية للخلايا لدراسة الآثار الأمريكية والتوسط في التجويف في بيئات الأنسجة الأكثر واقعية.

وقد استخدمت الموجات فوق الصوتية (الولايات المتحدة) على نطاق واسع واسلوب التصوير التشخيصي بسبب طبيعتها آمنة وغير الغازية، وسهولة التنفيذ في السرير المريض، وفعاليتها من حيث التكلفة1. وإلى جانب قدراتها التشخيصية والرصدية، تتمتع الولايات المتحدة بإمكانات كبيرة للتطبيقات العلاجية. استكشف العمل المبكر استخدامه في انحلال الجلطات ، الحمض النووي transfection، وتسليم المخدرات2،3،4 والعلاجية الولايات المتحدة يمثل الآن مجال نشط جدا من البحوث، مع تطبيقات بما في ذلك علاج الورم5،6،7، العلاج المناعي8،9، حاجز الدم في الدماغ (BBB) تعطيل10،11،12، انحلال الجلطات13،14،15، وعلاج العدوى البكتيرية16،17. ظاهرة رئيسية تقوم عليها هذه التطبيقات هي التجويف: النوى والنمو والتذبذب في التجاويف الغازية بسبب التغيرات في ضغط السوائل18،19.
هناك مجموعة من الآليات التي التجويف تنتج الآثار البيولوجية. على سبيل المثال، يمكن أن تولد الطبيعة غير الخطية للغاية للتذبذبات الفقاعة تحت تأثير حقل أمريكي مطبق تيارا صغيرا في السائل المحيط الذي يمكن أن يعزز الحمل الحراري للأدوية20 ويمارس ضغوط القص على الأنسجة بالقرب من الفقاعات. هذا هو السائد بشكل خاص عندما تكون الفقاعات في محيط الحدود ، مما تسبب في فقاعات تتذبذب غير كروية ، وربما تعزز امتصاص المخدرات من خلال permeabilization الناجم عن القص21،22،23،24. في الضغوط العالية ، لوحظت تذبذبات السعة الأكبر والانهيار السريع للفقاعة ، مما يضفي إجهادا ميكانيكيا مباشرا25 ويولد موجات صدمة في كثير من الأحيان ، وما يترتب على ذلك من تدرجات ضغط كبيرة يمكن أن تعطل الأنسجة26و27وتتغلغل فيها. انهيار فقاعات بالقرب من سطح يمكن أن يؤدي أيضا إلى تشكيل microjets السائل عاليةالسرعة 28،29،30. هذه الميكروبات يمكن أن تخترق الأنسجة، مما قد يخلق المسام أو يحفز موجات الإجهاد الثانوي31،32. و permeabilization من الأغشية البيولوجية على حد سواء الأنسجة والمستويات الخلوية ويشار إلى مختلف sonophoresis، وتستخدم أساسا في سياق تعزيز الناجمة عن الولايات المتحدة في نفاذية الجلد33،34، وsonoporation ، وتستخدم أساسا لوصف نفاذية عكسها من الغشاء الخلوي بسبب تشكيل مسام الغشاء35،36.
امتصاص لزج في السائل المحيط مباشرة فقاعة متذبذبة يمكن أن تنتج تأثير التدفئة كبيرة37. وعلاوة على ذلك، تنتج التذبذبات غير الخطية العالية إشعاعا صوتيا بترددات أعلى من المجال الأمريكي الدافع. وهذا يؤدي إلى زيادة الامتصاص في الأنسجة المحيطة بها ومزيد من التدفئة38. قد يكون انهيار الفقاعة مصحوبا أيضا بآثار كيميائية بسبب درجات الحرارة المرتفعة والضغوط العابرة في قلب الفقاعة ، مثل توليد أنواع تفاعلية للغاية وإشعاع كهرومغناطيسي ، يعرف باسم sonoluminescence32. وقد تم التحقيق في هذه الآثار لتقييم الأضرار المحتملة و / أو تفعيل المسارات الخلوية ذات الصلة للتسليم39 واستغلالها في التنشيط المحلي للأدوية الحساسة للضوء في نهج يعرف باسم العلاج سونوديناميك40,41,42,43.
قد يتم البدء في العديد من العوامل الحيوية بوساطة الولايات المتحدة فقط من خلال التحكم في المعلمات الميدانية الأمريكية (سعة الضغط والتردد وطول النبض وتواتر التكرار ومدة التعرض) ، ولكن توليد التجويف بشكل موثوق في الأنسجة البيولوجية يتطلب في كثير من الأحيان طاقات مدخلات عالية وبالتالي يحمل خطرا مرتفعا من التلف. إدخال نواة التجويف الخارجية أو الاصطناعية قد يقلل بشكل كبير من طاقة المدخلات اللازمة لإنتاج مجموعة واسعة من الآثار التي نوقشت أعلاه ويدخل المزيد من الآثار الإضافية التي قد لا تكون ممكنة مع الولايات المتحدة وحدها. وتشمل نواة التجويف فقاعات الغاز26،44، قطرات السائل45،46،47 والجسيمات الصلبة48،49،50، مع نواة التجويف النانوي كونها منطقة ناشئة للتحقيق لفوائدها من حيث وقت الدورة الدموية لفترات طويلة ، وتحسين البذخ ونشاط التجويف لفترات طويلة49،51،52،53.
النوى الأكثر استخداما هي الفقاعات الصغيرة للغاز (MBs) ، التي استخدمت في الأصل كعوامل تباين في التصوير التشخيصي. وعادة ما تكون قطرها 1-2 ميكرومتر وتحتوي على نواة من غاز عالي الوزن الجزيئي مع قابلية سخام مائي منخفضة في الوسط المحيط. ويحيط جوهر من قبل الدهون واقية، والبروتين، أو قذيفة البوليمر الأكثر شيوعا تتكون من فوسفوليبيدات54. عندما تتعرض لحقل في الولايات المتحدة ، وضغط MBs يسبب لهم الخضوع للتذبذبات الحجمية ، وبالتالي إنتاج التشتت الصوتية القوية ، والتي هي المسؤولة عن نجاح MBs كعامل التباين. كما ذكر، هذه التذبذبات تؤدي أيضا إلى الآثار الميكانيكية والحرارية والكيميائية المذكورة أعلاه التي يمكن تسخيرها في التطبيقات العلاجية. كما توفر عملية طلاء MB آلية لتغليف الأدوية داخل هيكل MB وربط الأدوية و / أو استهداف الأنواع بسطح MB. هذه التقنية تسهل إطلاق المخدرات الناجمة للحد من السمية الجهازية55. كما تبين مؤخرا أن المواد من سطح MB يمكن نقلها إلى الهياكل البيولوجية، وتعزيز تسليم المخدرات من خلال ما يسمى "sonoprinting"56،57،58.
ويمكن أن يوفر رصد نشاط التجويف بوساطة الولايات المتحدة رؤى حول الآثار البيولوجية الناتجة في المختبر وفي الجسم الحي على حد سواء، ويمكن أن يسمح بضبط هذه الآثار وتحسينها. الطريقتان الأكثر تطبيقا على نطاق واسع لرصد نشاط التجويف هما 1) البصرية ، والتي تستخدم المجهر الفيديو عالية السرعة للغاية وغير مجدية عموما في الجسم الحي؛ و2) الصوتية ، والتي تسجل حقول الصوت إعادة إشعاعها التي تنتجها فقاعات متذبذبة و / أو انهيار. تحتوي كل من مكونات السعة والتردد للإشارة الصوتية على معلومات حول سلوك الفقاعة. وقد ثبت تركيزات منخفضة من الفقاعات في انخفاض السعة الحادث الولايات المتحدة لإنتاج انبعاثات متناسقة في الغالب (مضاعفات عدد صحيح من تردد القيادة)59. ومع زيادة ضغوط القيادة، قد يحتوي طيف انبعاثات الفقاعات أيضا على مكونات كسرية تعرف باسم subharmonics و ultraharmonics60 تشير إلى سلوك غير خطي أقوى، بالإضافة إلى ضوضاء النطاق العريض، مما يدل على التجويف القصور الذاتي. التوافقيات الصحيحة هي مؤشر أساسي على تذبذب الفقاعات ولكن يمكن أن تكون ناجمة أيضا عن عدم الخطية في أي مكان في النظام التجريبي ، على سبيل المثال ، بسبب الانتشار غير الخطي. وعلى النقيض من ذلك، ترتبط التوافقيات الجزئية وضوضاء النطاق العريض ارتباطا وثيقا بديناميكيات الفقاعات.
قد تكون العلاقة بين سلوك الفقاعة والانبعاثات الصوتية المكتشفة معقدة بسبب عوامل بما في ذلك حقل الولايات المتحدة الحادث ، وبيئة النوى ، وخصائص مسار الكشف60. ومع ذلك، يمكن الحصول على معلومات هامة حول سلوك الفقاعة وتفاعلاتها مع الخلايا من خلال الاتجاهات المميزة في التردد والطاقة في الطيف الصوتي. ويمكن لهذه البيانات أيضا أن توفر معلومات قيمة يمكن استخدامها لتشكل الأساس لتقنيات رصد العلاج السريري. ومن أجل استغلال هذه المعلومات استغلالا كاملا، يلزم استحداث أساليب تجريبية قوية وقابلة للترجمة وقابلة للتكرار.
ويوجد حاليا تباين كبير في البروتوكولات المبلغ عنها لتصميم النظم وإجراء الدراسات لدعم تطوير العلاجات بمساعدة التجويف. وفيما يتعلق بالجهاز، تم تنفيذ مجموعة من نهج التصميم. وقد جعلت العديد من المجموعات استخدام الغرف لوحة موازية56،61،62،63، إما مخصصة بنيت أو متاحة تجاريا (على سبيل المثال ، OptiCell ، ThermoFisher العلمية). هو وآخرون (2013) وضعت غرفة الخلية إلى جانب وحدة سونيكيشن الولايات المتحدة والتصوير الكونفوكوكال في الوقت الحقيقي64, كاروغو وآخرون. (2015) استخدم نظاما يضم طبق ا متاحا تجاريا لثقافة الخلايا مع غطاء PDMS مصنوع خصيصا للسماح بالغمر في حمام مائي أثناء التعرض للولايات المتحدة65، واستخدم Pereno et al. (2018) جهازا يتكون من أجهزة الرنين المتناوبة ذات الطبقات التي تسمح بالتوصيف البصري والصوتي المتزامن لديناميكيات الفقاعات وتفاعلات الخلايا الفقاعية66. إن استخدام التصاميم المصنعة خصيصا والمخصصة للتطبيقات يعقد توصيف الحقل الأمريكي وظروف التعرض البيئي الأخرى، مما يجعل المقارنات بين الدراسات صعبة. على سبيل المثال، هناك تباين كبير في المعلمات الأمريكية المحددة لتحقيق النجاح في تحقيق الموجات السونوبوبيناسية، والتي تشمل ترددات مركز تتراوح بين 0.02 إلى 15 ميغاهرتز، ودورات واجب تتراوح بين 1٪ إلى موجة مستمرة، والضغوط النادرة تتراوح بين 0.1 إلى 20 MPa23،64،67،68،69،70 ( الجدول1). وبالمثل، هناك تباين كبير في المكونات الطيفية (التوافقيات، والمواءمات الفرعية، وما إلى ذلك) التي تم تحديدها على أنها مرتبطة بعناصر بيولوجية معينة.
ولذلك، فإن الهدف من هذا العمل هو توفير تصميم نظام قابل للاستنساخ بسهولة وإطار تنفيذ للدراسة المختبرية للدراسات الحيوية الخلوية الناجمة عن التجويف مع إدراج قدرة رصد التجويف على وجه التحديد.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Absorber</td>
			<td>Precision Acoustics</td>
			<td>APTFlex F28 panel</td>
			<td>1.0 cm standard thickness</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier (power)</td>
			<td>E&#38;I Ltd.</td>
			<td>1040L</td>
			<td>400W power amplifier to drive ultrasound source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Amplifier (pre)</td>
			<td>Stanford Research Systems</td>
			<td>SR445A</td>
			<td>Fixed gain multi-stage preamplifier for PCD signals</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aquarium heater</td>
			<td>Aquael</td>
			<td>Ultra 50W</td>
			<td>Different models for different tank sizes.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digitizer</td>
			<td>TiePie Engineering</td>
			<td>HS5-110-XM</td>
			<td>Extended memory option: 32M points per channel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrophone</td>
			<td>Precision Acoustics</td>
			<td>FOH</td>
			<td>0.01 mm diameter sensitive area minimises directivity effects</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microbubbles</td>
			<td>Bracco</td>
			<td>SonoVue</td>
			<td>FDA approved microbubbles</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCD mirror (SAT3)</td>
			<td>Olympus NDT</td>
			<td>F-102</td>
			<td>90 degree beam reflection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCD transducer</td>
			<td>Olympus NDT</td>
			<td>V320-SU</td>
			<td>Immersion transducer, 7.5MHz</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCD waterproof cable</td>
			<td>Olympus NDT</td>
			<td>BCU-58-1 W</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PDMS (SAT2 compartment lid)</td>
			<td>Corning</td>
			<td>Sylgard 184</td>
			<td>See Carugo et al. (2015) for preparation guidelines</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polymer rod (SAT2 seal)</td>
			<td>Zeus</td>
			<td>PTFE monofilament</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rubber plug (SAT3 lid/seal)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>391-2101</td>
			<td>6mm bottom dia., 8mm top dia., red</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Signal generator</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>33250</td>
			<td>Waveform generator for ultrasound source</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Substrate for cell exposure compartment, SAT2</td>
			<td>Ibidi</td>
			<td>&#181;-Dish 35mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Substrate for cell exposure compartment, SAT3</td>
			<td>Corning</td>
			<td>Transwell 6.5mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasound source (SAT3)</td>
			<td>Sonic Concepts</td>
			<td>H107 with central hole</td>
			<td>Use of a HIFU-capable source allows pressures &#62;1MPa to be generated both at the focus and pre-focally for expanded spatial coverage</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

studying cavitation enhanced therapy

الاهتمام بالتطبيقات العلاجية للموجات فوق الصوتية كبير ومتزايد ، مع أهداف سريرية محتملة تتراوح بين السرطان ومرض الزهايمر. التجويف - تشكيل وحركة لاحقة من فقاعات داخل مجال الموجات فوق الصوتية - يمثل ظاهرة رئيسية تقوم عليها العديد من هذه العلاجات. ومع ذلك، لا يزال هناك قدر كبير من عدم اليقين فيما يتعلق بآليات العمل التفصيلية التي يعزز التجويف من خلالها الآثار العلاجية، وهناك حاجة إلى تطوير تقنيات رصد موثوقة يمكن تنفيذها سريريا. وعلى وجه الخصوص، هناك تباين كبير بين الدراسات في بارامترات التعرض المبلغ عنها على أنها ناجحة في تحقيق الآثار العلاجية والانبعاثات الصوتية المقابلة. والهدف من هذه الورقة هو توفير مبادئ توجيهية للتصميم وبروتوكول تجريبي باستخدام المكونات المتاحة على نطاق واسع لإجراء دراسات للدراسات المتعلقة بالنفط الحيوي بوساطة التجويف، وتشمل الرصد الصوتي في الوقت الحقيقي. ويؤمل أن يتيح البروتوكول إدماج الرصد الصوتي على نطاق أوسع في التجارب العلاجية بالموجات فوق الصوتية وتيسير المقارنة الأسهل بين دراسات ظروف التعرض وارتباطها بالآثار البيولوجية ذات الصلة.

ويبين الشكل 4 أمثلة على استجابات PCD لنطاق الوقت والتردد، مما يوضح ثلاثة سلوكيات تجويف متميزة. تم جمع جميع البيانات على SAT3 باستخدام سونوفو MBs المخفف 5x في برنامج تلفزيوني، مع تركيز النهائي من ~ 2 * 107 MBs / مل. درجة الحرارة لجميع الأمثلة في هذا القسم كانت 19 ± 1 درجة مئوية. وكان مصدر الولايات المتحدة مدفوعة مع نبض 2.0 مللي ثانية في 0.5 ميغاهيرتز لتحقيق ذروة الضغوط السلبية الحادث من 0.20 (الشكل 4A و 4B), 0.30 (الشكل 4C و 4D), و 0.70 MPa (الشكل 4E و 4F). بدأت تسجيلات الإشارة 1.4 مللي ثانية قبل t = 0 بداية نبض الولايات المتحدة. تظهر آثار اللولبين الإشارة كما هي مسجلة (حمراء) وبها فلتر تمرير عالي 2 ميغاهرتز (أزرق) لنافذة زمنية تركزت في وقت الرحلة من المصدر إلى مقصورة التعرض للخلايا إلى PCD. ويرجع رد الفعل المنخفض المستوى قبل هذا الوقت إلى تلقي الإشعاع مباشرة من المصدر، وهو أمر شائع في التكوينات التي يكون فيها ثنائي الفينيل متعدد الكلور وراء المصدر الأمريكي.
في أدنى ضغط الحادث، وتتكون الاستجابة PCD تماما من التوافقيات عدد صحيح من التردد 0.5 ميغاهرتز الأساسية الولايات المتحدة. زيادة من 0.20 إلى 0.30 MPa النتائج في ultraharmonics وضوحا في الطيف بالإضافة إلى مزيد من التوافقيات عدد صحيح مرتفعة. تبدو أشكال موجة المجال الزمني في هذين الضغطين متشابهة ، على الرغم من أن نتائج MPa 0.30 تظهر المزيد من التباين خلال مدة النبض. وفي أعلى ضغط، نمت السعة الموجية للمجال الزمني نسبة إلى الضغوط المنخفضة نتيجة لارتفاع ضوضاء النطاق العريض الواضحة المرئية في الطيف. ويعتبر هذا الضجيج عادة أن يكون نتيجة لتجويف القصور الذاتي، وفي هذا المثال، يتوافق مع تدمير MBs.
لرؤية هذا بشكل أكثر وضوحا، تظهر استجابات PCD كدالة للوقت في الشكل 5. في اللوحة اليسرى (الشكل 5A)، يتم عرض الأطياف الكاملة على مدى 50 ثانية من وقت التعرض ، والتي ينبعث خلالها المصدر نبضات 2.0 مللي ثانية كل 0.20 ثانية. وتظهر القوى الإجمالية والتوافقية والنطاق العريض المقابلة في اللوحة اليمنى(الشكل 5B). تم تشغيل الولايات المتحدة عند t = 3.0 s ، وفي ذلك الوقت شوهدت استجابات النطاق العريض واسعة النطاق. ويعتقد أن الارتفاع الأولي يتوافق مع تدمير أكبر الفقاعات في التعليق (SonoVue هو متعدد التخصصات) وهو ملاحظة شائعة في تجارب التجويف مع الفقاعات المقصفة وحتى مع الوسائط غير المشوهة (على سبيل المثال ، PBS).
بعد بضع ثوان، تضاءلت استجابة النطاق العريض بسرعة، على ما يبدو بسبب تدمير الفقاعات، وتتألف الإشارة في الغالب من التوافقيات. وهذا يشير إلى أن الغاز المحرر ومركبات MBs المتبقية تهتز بشكل ثابت وغير قابل للانخراط. في ر ~ 50s ، انخفض عنصر النطاق العريض إلى مستوى الضوضاء الخلفية الأصلية. اختبارات التعرض مثل هذه هي بالتالي مهمة عند محاولة فهم الجداول الزمنية التي خلالها آثار فقاعة مختلفة قد يكون العمل على الخلايا في الغرفة.
ومن المرجح أن تترجم الفقاعات استجابة للقوى الإشعاعية المتولدة أثناء التعرض للولايات المتحدة وحركة مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور داخل وخارج مجال الرؤية ثنائي الفينيل متعدد الكلور، مما قد يؤدي إلى زيادة التباين في إشارة التجويف المراقبة، وخاصة عند التعامل مع الإيقاف المخفف. ولذلك ينبغي للمنطقة الحساسة من PCD أن تمتد على أكبر قدر ممكن من سطح التعرض للخلية. وتظهر مقارنة بين الردود مركزة وغير مركزة PCDs مع ترددات مركز متطابقة (انظر الشكل 2)في الشكل 6، وذلك باستخدام تخفيف 20:1 من MBs في برنامج تلفزيوني عادي هو SAT2. الوقت وعينة متوسط الأطياف في لوحة الشكل 6A تبين أن PCD غير مركزة يحتوي على استجابة النطاق العريض أقوى، يرافقه انخفاض تقلب عينة إلى عينة في كل من التوافقي (الشكل 6B) والقوى ultraharmonic (الشكل 6C).
من المهم أن ندرك أن وسائل الإعلام المستخدمة في عمل الخلية المختبرية ليست ديجاسسيد، ويمكن أن تقدم مستوى الخلفية المحسنة من النشاط فقاعة. ويبين الشكل 7 الاستجابة في SAT2 لبرنامج تلفزيوني يستخدم في شكله المقدم من المورد وبعد ساعتين من إزالة الغاز تحت الفراغ، وبعد ذلك تم تخفيض تشبع الهواء من 92٪ إلى 46٪ كما هو محدد مع جهاز استشعار بصري (PreSens، ألمانيا). تم متوسط الأطياف في الشكل 7A على مدى وقت التعرض ويكرر مع خمس عينات مستقلة، وتظهر بوضوح ارتفاع واضح ultraharmonics في برنامج تلفزيوني عادي. القوى لخص أكثر من ثلاثة التوافقيات(الشكل 7B)هي في حدود الانحراف المعياري لكل إخراج التجريبية. وعلى النقيض من ذلك، فإن المبالغ فائقة السرعة في الشكل 7C تبين أن برنامج تلفزيوني عادي لديه ما يقرب من ترتيب مستوى أعلى من الحجم وتباين أعلى بكثير بين العينات. تشير هذه الأمثلة إلى أن وسيط متوافق مع الخلايا الشائعة قد يحمل السلوكيات التي يمكن أن تكون (بشكل غير صحيح) المنسوبة إلى وجود MBs. نظرا لأنه عادة ما يكون من غير العملي أن يكون متوسط زراعة الغاز بسبب التأثير السلبي على الخلايا و / أو استقرار عامل التجويف ، فمن الأهمية بمكان إجراء ضوابط مناسبة في أي دراسة متعلقة بالتجاويف.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig1.jpg"> الشكل 1: رسوم إيضاحية لتصميمين لنظام التعرض في الولايات المتحدة يتضمنان رصد التجويف: SAT3 (D-F). (أ) SAT2 تجميع المشروح مع الجدار الجانبي إزالتها من أجل الوضوح. (ب) SAT2 مع الجدار الجانبي سليمة. (C) مقصورة التعرض للخلايا SAT2، مفككة. (D) SAT3 تجميع المشروح. (E) SAT3 في العادي (يسار) وعدسة (يمين) تكوينات لعرض شعاع مطابقة في ترددات مختلفة. (F) مقصورة التعرض للخلايا SAT3، مفككة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig1large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>

<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig02.jpg"> الشكل 2: حسابات نصف محيط حقل ضغط السعة لمحولات غير مركزة قطرها 12.7 مم (يسار) ومحولات (يمين) مركزة كرويا. وتظهر ترددات 2 و4 و8 ميغاهرتز كخطوط حمراء وزرقاء وخضراء، على التوالي، لعنصر ثنائي الفينيل متعدد الكلور في أصل التنسيق (0,0). أما الخطوط الخارجية للجهاز غير المركز فهي غير حساسة نسبيا للتردد، ولكن الهيكل الداخلي يعتمد على التردد. تتقلص الحقول المركزة كرويا مع زيادة التردد ، ولكن داخل الخطوط ، تختلف الحقول بسلاسة. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig02large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig03.jpg"> الشكل 3: أجهزة تكييف إشارة التجويف والتسجيل (الأسهم الزرقاء)، وإثارة المصدر الأمريكي (الخطوط الحمراء)، وإثارة الحصول على البيانات. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig03large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig04.jpg"> الشكل 4: الوقت (يسار) وتواتر (يمين) استجابات PCD المجال المسجلة مع MBs المخفف 5x في برنامج تلفزيوني. وكانت ذروة الضغوط السلبية الحادث (A، B) 0.2 MPa، (C، D) 0.4 MPa، (E، F) 0.7 MPa، وكلها في 0.5 ميغاهرتز. تسجيلات إشارة تبدأ 1.4 مللي ثانية قبل t = 0 بداية من 2.0 مللي ثانية مدة نبض الموجات فوق الصوتية المدة. (A، C، E) تظهر إشارات النطاق الزمني (الحمراء) على مقياس عمودي ثابت، مما يشير إلى كيفية تغير مستوى الاستجابة بضغط الحادث. تظهر آثار اللولبين الإشارة كما هي مسجلة (حمراء) وبها فلتر تمرير عالي 2 ميغاهرتز (أزرق) لنافذة زمنية تركزت في وقت الرحلة من المصدر إلى مقصورة التعرض للخلايا إلى PCD. (ب، د، واو) يتم حساب الكثافات الطيفية لطاقة الضوضاء وإشارة لt<0 و t>0، على التوالي. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig04large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig05.jpg"> الشكل 5: تاريخ الطيف على مدى 50 ثانية التعرض لتعليق MBs المخفف 5x في برنامج تلفزيوني. (أ) الأطياف الكاملة و (ب) مجموع، التوافقية والنطاق العريض إشارة القوى، كل ذلك كدالة من الزمن. وكانت ظروف محرك الأقراص 0.5 ميغاهيرتز، 0.7 ميجا باسكال ذروة الضغط السلبي، 2.0 مدة نبض مللي ثانية، 200 مللي ثانية فترة تكرار النبض. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig05large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig06.jpg"> الشكل 6: تأثير PCD التركيز الهندسة المسجلة مع تخفيف 20:1 من الفقاعات الدقيقة في برنامج تلفزيوني العادي. وكانت ظروف القيادة: 1.0 ميغاهرتز، 0.50 ميجا باسكال ذروة الضغط السلبي، 3.0 مللي ثانية مدة النبض، 10 مللي ثانية فترة تكرار النبض. (أ)متوسط الأطياف الكاملة على مدى وقت التعرض وثلاثة تكرارات عينة مستقلة. (ب) الطاقة في التوافقيات 3 و 4 و 5 ميغاهرتز، و (C) الطاقة في 2.5، 3.5 و 4.5 ميغاهيرتز ultraharmonics. خطوط سميكة هي نموذج يعني، المناطق المظللة تشير إلى +/- 1 الانحراف المعياري. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig06large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61989/61989fig07.jpg"> الشكل 7: تأثير الوسائط التي تم إزالة الغاز منها المسجلة مع برنامج تلفزيوني. (أ) متوسط الأطياف الكاملة على مدى وقت التعرض وخمسة عينات مستقلة يكرر. (ب) الطاقة في التوافقيات 3 و 4 و 5 ميغاهرتز، و (C) الطاقة في 2.5، 3.5 و 4.5 ميغاهيرتز ultraharmonics. خطوط سميكة هي نموذج يعني، المناطق المظللة تشير إلى +/- 1 الانحراف المعياري. وكانت ظروف القيادة 1.0 ميغاهرتز، 0.50 ميجا باسكال ذروة الضغط السلبي، 1.0 مدة نبضة مللي ثانية، 200 مللي ثانية فترة تكرار النبض. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61989/61989fig07large.jpg" target="_blank">يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>البارامتر</td>
			<td>وحدة</td>
			<td>الحد الادني</td>
			<td>الحد الاقصي</td>
		</tr>
<tr>
<td>تردد</td>
			<td>ميغاهيرتز</td>
			<td>0.02</td>
			<td>15</td>
		</tr>
<tr>
<td>الضغط (ذروة سلبية)</td>
			<td>الكروب الذهنيه</td>
			<td>0.1</td>
			<td>20</td>
		</tr>
<tr>
<td>طول النبض</td>
			<td>دورات</td>
			<td>1</td>
			<td>الأسلحة الكيميائية</td>
		</tr>
<tr>
<td>دورة الواجب</td>
			<td>%</td>
			<td>1</td>
			<td>الأسلحة الكيميائية</td>
		</tr>
<tr>
<td>وقت التعرض</td>
			<td>s</td>
			<td>10</td>
			<td>1000</td>
		</tr>
</tbody></table>الجدول 1: موجز لمجموعة البارامترات المبلغ عنها التي تيسر وجود سونوبوين في المختبر.

Watch this Scientific Journal Video about Studying Cavitation Enhanced Therapy at JoVE.com

Studying Cavitation Enhanced Therapy

ويمكن استخدام البروتوكول التجريبي المقدم لإجراء قياسات في الوقت الحقيقي لنشاط التجويف في جهاز زراعة الخلايا بهدف تمكين التحقيق في الظروف المطلوبة لنجاح تسليم المخدرات و / أو غيرها من النفث الحيوية.

دراسة العلاج المحسن التجويف

Interest in the therapeutic applications of ultrasound is significant and growing, with potential clinical targets ranging from cancer to ...

يمكن استخدام هذه المبادئ تصميم النظام على مقاعد البدلاء، وجمع البيانات وتحليل كأساس عقلاني للدراسة في المختبر من العلاجات المحسنة التجويف. تقنياتنا تمكين اختبار الإنتاجية العالية مع الحفاظ على السمات التجريبية الحرجة لرصد التجويف الفاصل الزمني، ومحاذاة العينة القابلة للتكرار والتوافق مع أساليب التحليل الخلوية الشائعة. التجويف تعزيز العلاج له تطبيقات محتملة متعددة، بما في ذلك علاج أمراض مثل السرطان والسكتة الدماغية.من خلال فهم أفضل للآليات الأساسية ، يمكننا تطوير علاجات أفضل. يوفر هذا العمل تصميم نظام قابل للاستنساخ بسهولة وإطار تنفيذ للسماح بإجراء البحوث في مجموعة واسعة من الآثار الحيوية الخلوية الناجمة عن التجويف. بما في ذلك تسليم المخدرات، سونوبوبينيشن وسونوبرينتينج.يتطلب الحصول على نتائج ذات مغزى ضمان إمكانية إعادة الإنتاج والتحكم في جميع المتغيرات في التجربة. من الضروري إجراء جميع الضوابط ذات الصلة وقياس الضوضاء الكهربائية. لإعداد أنظمة لالعاب الصوت، ديغا السائل ملء تحت ضغط 100kPa لمدة ساعتين على الأقل لتقليل احتمال التجويف في مسار الانتشار.ويوصى بتأكيد مع مسبار الأكسجين الذائب أن الضغط الجزئي للأوكسجين هو أقل من 10kPa. ملء غرفة الاختبار ببطء لتقليل إعادة إدخال الهواء في السائل degassed ومسح فورا أي فقاعات المتبقية من محول وأسطح الحاويات المتوسطة. السماح لمضخم الطاقة مصدر الموجات فوق الصوتية للاحماء وفقا لتوصية الشركة المصنعة بحيث تكون المكاسب والمخرجات مستقرة فيما يتعلق بالوقت.وتمييع وكيل التجويف في حين اثارة بلطف ومستمر لجعل تعليق موحد دون محاصرة فقاعات الماكرو أو تدمير وكيل. عند العمل مع فقاعات صغيرة، تأكد من التعامل معها بعناية. لإعداد SAT2، قبل بدء التجربة، استخدم الإيثانول لتعقيم غطاء PDMs.اضغط على الغطاء المعقم لطبق الثقافة لتشكيل مقصورة الخلية وتحميل حقنة 10 ملليلتر مجهزة بإبرة حادة قياس 18 مع 10 ملليلتر من السائل التعبئة. إدراج الإبرة من خلال واحدة من PDMs ملء الثقوب وملء ببطء الغرفة في حين يميل بحيث فقاعات الماكرو يمكن الهروب من خلال ثقب التعبئة المفتوحة. عندما يتم ملء الغرفة، أدخل قضيب بوليمر من أربعة إلى خمسة ملليمترات في الفتحة المفتوحة ووضع التجميع بحيث تكون الثقوب أفقية.إزالة الإبرة أثناء حقن السوائل الزائدة بحيث لا يتم رسمها الهواء في الغرفة وإغلاق ثقب التعبئة مع قضيب البوليمر آخر. بصريا تحقق من المقصورة للحصول على أدلة على فقاعات الماكرو المحاصرين واضغط تناسب مقصورة التعرض للخلية في حامل المقصورة. النظر في الطفو من الجسيمات في التعليق وكيف الطفو سوف تؤثر على اتصالهم مع الخلايا عند تحديد اتجاه مقصورة التعرض للخلية.ثم خفض غطاء الغرفة في زاوية أفقية لتثبيط فقاعات الماكرو من يستريح على الأجزاء المغمورة من الجهاز، وتثبيت الغطاء على الجزء العلوي من الغرفة. قبل إجراء القياسات التجريبية، اسمح للتعليق بالتوازن الحراري مع درجة حرارة الغرفة. استخدام إبرة غرامة الحرارية للتأكد من أن درجة الحرارة في الغرفة قد استقرت.لمراقبة التجارب في الوقت الحقيقي، في مجالي الوقت والتردد، ابدأ عملية جمع البيانات ثم قم بتشغيل إشارة محرك الموجات فوق الصوتية المصدر. استخدم مسبار الجهد العالي لمراقبة إشارة إخراج مكبر الصوت التي تحرك مصدر الموجات فوق الصوتية طوال التجربة لضمان استمرار التعرض كما هو متوقع. وتأكد من أن المنظار تم تعيينه للتعويض عن توهين المسبار.يكشف رصد المجال الزمني للكشف عن التجويف السلبي ما إذا كانت الإشارات بحجم مناسب لإعدادات الأجهزة الحالية وما إذا كانت إشارات التجويف قد شوهدت في وقت أبكر مما كان متوقعا. يسمح رصد نطاق التردد بتحليل نوع سلوك الفقاعة ويمكن استخدامه لضبط مستويات محرك الأقراص حسب الضرورة لتحقيق تحفيز الخلية المطلوب. في هذا التحليل، في أدنى ضغط الحادث، استجابة كاشف التجويف السلبي، تتكون بالكامل من التوافقيات الصحيحة للتردد الموجات فوق الصوتية الأساسية 0.5MHz.زيادة من 0.2 إلى 0.3MPa أدى إلى التوافقيات فائقة وضوحا في الطيف بالإضافة إلى مزيد من التوافقيات عدد صحيح مرتفعة. بدت أشكال موجة المجال الزمني في هذين الضغطين متشابهة على الرغم من أن نتائج 0.3MPa أظهرت المزيد من التباين على مدى مدة النبض. في أعلى ضغط ، نمت سعة شكل موجة المجال الزمني بشكل غير خطي مقارنة بالضغوط المنخفضة نتيجة لضوضاء النطاق العريض المرتفعة بشكل واضح ، على الأرجح بسبب التجويف القصور الذاتي الناجم عن تدمير الفقاعة الصغيرة.هنا، يتم عرض الأطياف الكاملة على مدى 50 ثانية من وقت التعرض خلالها المصدر المنبعث اثنين من نبضات ميلي ثانية كل 0.2 ثانية. وكما لوحظ في هذا الرسم البياني، الذي يوضح مجموع الصلاحيات التوافقية والنطاق العريض المقابلة، تم توليد استجابات واسعة النطاق واسعة النطاق مع الارتفاع الأولي الذي يعتبر مرتبطا بتدمير أكبر الفقاعات. بعد بضع ثوان ، والاستجابة ذات النطاق العريض تتضاءل بسرعة ، على ما يبدو بسبب تدمير فقاعة.في هذا التحليل باستخدام تخفيف 20 إلى 1 من الفقاعات الصغيرة وبرنامج تلفزيوني عادي ، والوقت وعينة متوسط الأطياف أظهرت أن كاشف التجويف السلبي غير مركزة تحتوي على استجابة النطاق العريض أقوى من كاشف التركيز. يرافقه انخفاض عينة لتذوق التباين في كل من التوافقية والقوة التوافقية فائقة. يمكن تقييم الآثار الحيوية الناجمة عن التجويف باستخدام تقنيات مثل المجهر الفلوري أو قياس التدفق الخلوي أو المقايسات البيولوجية.وهذا يمكن من إقامة علاقة قوية بين نشاط التجويف والآثار البيولوجية. وقد سمحت لنا هذه التقنية بتحديد أفضل للعلاقات بين سلوك الفقاعة والآثار البيولوجية التي كشفت عن بعض الآليات الجديدة المحتملة التي تقوم عليها التجويف بوساطة تسليم المخدرات.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Studying Cell Rolling Trajectories on Asymmetric Receptor Patterns

دراسة مسارات المتداول على أنماط الخلية المستقبلة المتناظر

Lateral displacement of cells orthogonal to a flow stream by rolling on asymmetric receptor patterns presents an opportunity for development of new ...

Utilization of Plasmonic and Photonic Crystal Nanostructures for Enhanced Micro- and Nanoparticle Manipulation

الاستفادة من النانو كريستال Plasmonic والضوئية لتعزيز التلاعب الصغرى ، والجسيمات النانوية

A method to manipulate the position and orientation of submicron particles nondestructively would be an incredibly useful tool for basic biological ...

Endothelialized Microfluidics for Studying Microvascular Interactions in Hematologic Diseases

Endothelialized على microfluidics لدراسة التفاعلات الاوعية الدموية الدقيقة في الأمراض الدموية

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

Microfluidic Mixers for Studying Protein Folding

ميكروفلويديك الخلاطات لدراسة طي البروتين

The process by which a protein folds into its native conformation is highly relevant to biology and human health yet still poorly understood. One reason ...

A Microfluidic Device for Studying Multiple Distinct Strains

جهاز ميكروفلويديك لدراسة سلالات متميزة متعددة

The study of cell responses to environmental changes poses many experimental challenges: cells need to be imaged under changing conditions, often in a ...

Diagnosis of Neoplasia in Barrett&#8217;s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging

Diagnosis of Neoplasia in BarrettÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã¢â€žÂ¢s Esophagus using Vital-dye Enhanced Fluorescence Imaging

تشخيص الأورام في المريء باريت باستخدام الحيوية صبغ المحسن التصوير الإسفار

The ability to differentiate benign metaplasia in Barrett&#8217;s Esophagus (BE) from neoplasia in vivo remains difficult as both tissue types can be flat ...

Synthesis of Gold Nanoparticle Integrated Photo-responsive Liposomes and Measurement of Their Microbubble Cavitation upon Pulse Laser Excitation

توليف الذهب الجسيمات النانوية الليبوزومات المتكاملة صور متجاوبة وقياس تلك Microbubble التجويف على نبض الليزر الإثارة

Photo-responsive nanoparticles (NPs) have received considerable attention because of their potential in providing spatial, temporal, and dosage control ...

Robotic Mirror Therapy System for Functional Recovery of Hemiplegic Arms

نظام العلاج الروبوتية مرآة للانتعاش وظيفية للأسلحة مفلوج

Mirror therapy has been performed as effective occupational therapy in a clinical setting for functional recovery of a hemiplegic arm after stroke. It is ...

A Microfluidic System with Surface Patterning for Investigating Cavitation Bubble(s)&#8211;Cell Interaction and the Resultant Bioeffects at the Single-cell Level

A Microfluidic System with Surface Patterning for Investigating Cavitation BubblesÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œCell Interaction and the Resultant Bioeffects at the Single-cell Level

نظام ميكروفلويديك مع الزخرفة السطحية للتحقيق فقاعة التجويف (ق) التفاعل -Cell وBioeffects الناتجة على مستوى وحيدة الخلية

In this manuscript, we first describe the fabrication protocol of a microfluidic chip, with gold dots and fibronectin-coated regions on the same glass ...