Akustik Damlacık buharlaşması ve Bubble-gelişmiş Ultrason aracılı Ablasyon için dar Boyut Dağılımları ile Faz-shift Nanoemulsions sentezi
Summary
Faz kaydırmalı nanoemulsions (PSNE) lokalize ısıtma geliştirmenize ve tümörlerde termal ablasyon geliştirmek için yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason kullanarak buharlaşmış olabilir. Bu yazıda, dar bir boyut dağılımı ile kararlı PSNE hazırlanması tarif edilmektedir. Ayrıca, ultrason aracılı ablasyonu konusunda buharlaşmış PSNE etkisini doku taklidi hayaletleri gösterilmiştir.
Abstract
Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) termal tümörleri baskılamak için klinik olarak kullanılmaktadır. Lokal ısıtma artırmak ve tümörlerin termal ablasyon artırmak için, lipid-kaplı perfluorokarbonlar damlacıkları HIFU buharlaştınlabilen geliştirilmiştir. Birçok tümörün damar nedeniyle hızlı büyüme anormal sızdıran ve nanopartiküller fenestrasyonlar nüfuz ve pasif tümörler içinde birikir edebiliyoruz. Böylece, damlacıkların boyutunu denetlemek tümörler içinde daha iyi bir birikim neden olabilir. Bu yazıda, dar bir boyut dağılımı ile bir faz kayması nanoemulsion (PSNE) içinde kararlı damlacıklarının hazırlanması tarif edilmektedir. PSNE sıvı perfluorokarbon varlığında, bir lipid çözelti sonicating sentezlendi. Dar bir büyüklük dağılımı 100 veya 200 nm gözenek boyutlarına sahip filtreler kullanılarak PSNE birçok kez ekstrüzyon ile elde edilmiştir. Boyut dağılımı dinamik ışık saçılımı ile 7 günlük bir süre boyunca ölçüldü. PolyacPSNE içeren rylamide hidrojeller in vitro deneyler için hazırlanmıştır. Hidrojellerde PSNE damlacıkları ultrason ve lokalize ısıtma geliştirilmiş çıkan kabarcıkları ile buharlaştırılır edildi. Buharlaşan PSNE daha hızlı ısıtma sağlar ve ayrıca termal ablasyon için gerekli ultrason yoğunluğunu azaltır. Böylece, PSNE potansiyel HIFU-aracılı termal ablasyon tedavisi terapötik sonuçların iyileştirilmesi, tümörlerde termal ablasyon geliştirmek için bekleniyor.
Protocol
Discussion
Yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason (HIFU) termal tümörleri baskılamak için klinik olarak kullanılmaktadır. 1 lokalize ısıtma geliştirmenize ve tümörlerde termal ablasyon artırmak için, lipid kaplı perflorokarbon damlacıkları HIFU buharlaştınlabilen geliştirilmiştir. Birçok tümörün damar nedeniyle hızlı büyüme anormal sızıntılı olduğunu. Böylece 2, nanopartiküller fenestrasyonlar nüfuz ve pasif tümörler içinde birikir edebiliyoruz, gelişmiş geçirgenli…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma bir BU / CIMIT Uygulamalı Sağlık Mühendisliği predoctoral Bursu, Mühendislik Katılımı Araştırma Başlatma Grant (Brige) genişleten bir Ulusal Bilim Vakfı ve Ulusal Sağlık Enstitüleri (R21EB0094930) tarafından desteklenmiştir.
Materials
| Common Name | Manufacturer | Cat. Number | Full Name / Description |
| DPPC | Avanti Lipids, Alabaster, AL, USA | 850355P | 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine |
| DSPE-PEG2000 | Avanti Lipids, Alabaster, AL, USA | 880120P | 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (ammonium salt) |
| DDFP | Fluoromed, Round Rock, TX, USA | CAS: 138495-42-8 | Dodecafluoropentane (C5F12) |
| PBS | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P2194 | Phosphate-buffered saline |
| Chloroform | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 372978 | Chloroform |
| Acrylamide | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A9926 | 40% 19:1 acrylamide/bis-acrylamide |
| Tris buffer | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T2694 | 1M, pH 8, trizma hydrochloride and trizma base |
| BSA | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A3059 | Bovine serum albumin |
| APS | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A3678 | Ammonium persulfate solution |
| TEMED | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 87689 | N,N,N’,N’-Tetramethylethylenediamine |
| Equipment | |||
| Sonicator (3 mm tip) | Sonics & Materials, Inc., Newtown, CT, USA | Vibra-Cell | |
| Water bath | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | Neslab EX-7 | |
| Extruder | Northern Lipids, Burnaby, BC, Canada | LIPEX | |
| Extruder Filters | Whatman, Piscataway, NJ, USA | Nuclepore #110605 and #110606 | |
| Extruder Drain Disc | Sterlitech Corporation, Kent, WA, USA | #PETEDD25100 | |
| Plastic chamber | U.S. Plastic Corporation, Lima, OH, USA | #55288, 1 3/16″x1 3/16″x2 7/16″ |
References
- Hynynen, K., Darkazanli, A., Unger, E., Schenck, J. F. MRI-guided noninvasive ultrasound surgery. Med. Phys. 20, 107-115 (1993).
- Baban, D. F., Seymour, L. W. Control of tumour vascular permeability. Adv. Drug Deliv. Rev. 34, 109-119 (1998).
- Maeda, H., Wu, J., Sawa, T., Matsumura, Y., Hori, K. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J. Control. Release. 65, 271-284 (2000).
- Schadlich, A. Tumor accumulation of NIR fluorescent PEG-PLA nanoparticles: impact of particle size and human xenograft tumor model. ACS Nano. 5, 8710-8720 (2011).
- Williams, R. Convertible perfluorocarbon droplets for cancer detection and therapy. 2010 IEEE Ultrasonics Symposium. , (2010).
- Martz, T. D., Sheeran, P. S., Bardin, D., Lee, A. P., Dayton, P. A. Precision manufacture of phase-change perfluorocarbon droplets using microfluidics. Ultrasound Med. Biol. 37, 1952-1957 (2011).
- Giesecke, T., Hynynen, K. Ultrasound-mediated cavitation thresholds of liquid perfluorocarbon droplets in vitro. Ultrasound Med. Biol. 29, 1359-1365 (2003).
- Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. Formulation and Acoustic Studies of a New Phase-Shift Agent for Diagnostic and Therapeutic Ultrasound. Langmuir. 27, 10412-10420 (2011).
- Sheeran, P. S. Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging. Ultrasound Med. Biol. 37, 1518-1530 (2011).
- Zhang, P. . The Application of Phase-Shift Nanoemulsion in High Intensity Focused Ultrasound: An In Vitro Study [Doctoral Dissertation]. , (2011).
- Allen, T. M., Hansen, C., Martin, F., Redemann, C., Yau-Young, A. Liposomes containing synthetic lipid derivatives of poly(ethylene glycol) show prolonged circulation half-lives in vivo. Biochim. Biophys. Acta. 1066, 29-36 (1991).
- Klibanov, A. L., Maruyama, K., Beckerleg, A. M., Torchilin, V. P., Huang, L. Activity of amphipathic poly(ethylene glycol) 5000 to prolong the circulation time of liposomes depends on the liposome size and is unfavorable for immunoliposome binding to target. Biochim. Biophys. Acta. 1062, 142-148 (1991).
- Klibanov, A. L., Maryama, K., Torchilin, V. P., Huang, L. Amphipathic polyethyleneglycols effectively prolong the circulation time of liposomes. FEBS Lett. 268, 235-237 (1990).
- Gabizon, A. Prolonged circulation time and enhanced accumulation in malignant exudates of Doxorubicin encapsulated in polyethylene-glycol coated liposomes. Cancer Res. 54, 987-992 (1994).
- Awasthi, V. D., Garcia, D., Goins, B. A., Philips, W. T. Circulation and biodistribution profiles of long-circulating PEG-liposomes of various sizes in rabbits. Int. J. Pharm. 253, 121-132 (2003).
- Zhang, P., Porter, T. An in vitro study of a phase-shift nanoemulsion: a potential nucleation agent for bubble-enhanced HIFU tumor ablation. Ultrasound Med. Biol. 36, 1856-1866 (2010).
- Lafon, C. Gel phantom for use in high-intensity focused ultrasound dosimetry. Ultrasound Med. Biol. 31, 1383-1389 (2005).
