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Articles by Mauro Ferrari in JoVE

 JoVE Bioengineering

バイオマーカー探索のためのメソポーラスシリカ薄膜の低分子量蛋白質の濃縮


JoVE 3876 4/17/2012

1Department of Nanomedicine, The Methodist Hospital Research Institute, 2CAS Key Laboratory for Biological Effects of Nanomaterials & Nanosafety, National Center for Nanoscience and Technology

我々は、ヒト血清からの低分子量タンパク質およびペプチドの選択的回収のためのメソポーラスシリカ薄膜に基づいて技術を開発しました。私たちのメソポーラスチップの物理化学的性質を細かくペプチド濃縮の実質的な制御を提供し、その結果、診断のため血清プロテオームのプロファイリングをするように調整されました。

Other articles by Mauro Ferrari on PubMed

マイクロ テクノロジーおよびナノテクノロジーのバイオ エンジニア リング交換微小血管の見通し。

その予想される治癒可能性による血管新生療法では、主要な関心事生体研究コミュニティの最近になった。報告された日付に関連する作業のほとんどを生化学的または遺伝的のいずれかのツールを採用しています。

不完全な動脈瘤ステントグラフトの非侵襲的診断: Endoleaks と Nonshrinking の動脈瘤検出する D ダイマー アッセイ型します。

仮説をテストするにはその D ダイマー (D)、進行中の血栓性イベントの架橋フィブリン分解産物は血管内腹部大動脈瘤 (AAA) 修復後の不完全な動脈瘤除外のためのマーカーかもしれない。

二次レベルの学生のためのバイオ テクノロジー年季奉公: 高度な教育細胞培養の技術研究のため。

この記事の目的は細胞培養の技術高等学校の参加者に指示する方法として小グループの見習工 (SGAs) を議論するためです。セルの文化の習慣を教えることを研究の目的し、イメージング各種医用生体工学の問題を解決する技術を紹介する高度な。参加者は、設計、フローサイトメトリーと 1 ヶ月夏の見習期間中レーザースキャニング フローサイトメトリーを用いた実験を完了します。効果的かつ効率的に細胞生物学研究室教育テクニックに加えて、このコースの設計、キャリアの探査、トレーニング、および調査のための機会を提供しました。学生活発な研究プロジェクトでは、状態の芸術のインストルメンテーションにアクセス大きな研究機関で研究者の熟練した学際的なチームでの作業に参加しました。インストラクターが、大学院生、研究室マネージャー、主任研究者で構成は、実際、価値のある研究経験を提示するよく一緒に働いた。学生は、積極的な研究プロジェクトに貢献しながら細胞培養の技術の学習を楽しんだ。金融機関の研究者は、指示するメンターとして提供して均等に熱心だった。この記事で明らかにし小グループ研究室ビューティーセラビー機関および学生への値の結果と 7 つの中学、高校の参加者と講師の経験を提示することによって照らします。

悪性疾患の機械のスペクトル署名?連続体ナノ生体力学的データ分析対の小サンプル、比較研究。

薄片ひと乳房生検から浸潤性膵管癌と正常組織からの超音波スペクトル応答の差分解析を実行するために採用されました。反射係数の臨床超音波では周波数の関数として降伏非破壊テストの方法論が採用されました。スペクトル応答をシミュレートした連続体とナノ バイオメカニクスのコンテキストの悪性のティッシュ対通常のスペクトル シグネチャの違いを決定する物理的性質の定量化を目的の両方。スペクトルの理論的な復興のために雇用されたプロパティがあった: 密度、連続とナノメカニカル弾性定数とナノメカニカル理論結節間距離。後者は、連続した組織の要素間の機械的作用の浸透深さの測定です。一緒に組織の空間的配置のベクトルは、記述子結節間距離変数理論モデルにおける組織建築データの定量的定款 affords します。本稿では組織性状へのナノ力学的アプローチの有効性を論じ、その生体分子マーカーによる癌診断と治療の潜在的な拡張機能と見なされます。

間質性ストレスや成長腫瘍内の流体の圧力。

固形腫瘍細胞の分裂の結果として拡大しているセルの人口から構成されます。パッキング、密な細胞と間質組織の固体マトリックス残留応力の対象です。さらに、昇格した間質液圧 (IFP の) 固形腫瘍の数の研究者によって報告されています。これらの機能は固形腫瘍そのホスト環境内での力学的応答を予測する数理モデルに組み込まれました。容積測定の拡張のための会計の理論的枠組み transvascular 交換と流体の血管外輸送開発された多孔質弾性理論を用いた、少量ずつ拡張を受ける球形、血管、alymphatic 腫瘍に適用。腫瘍のシミュレーション IFP ジャイナ教と微小血管の流体圧によって駆動される高架 IFP 表示中バクスターで予測と似ていた。腫瘍の成長や組織剛性 IFP 固形腫瘍内部に予測した圧縮応力に貢献します。引張および圧縮応力は半径方向と円周方向にそれぞれ対応する隣接ホスト組織で予測されました。このモデルのアプリケーションには領域内部を腫瘍内血管の崩壊の予測のための固体応力ベース フレームワークが含まれています。

腹部大動脈瘤の血管内修復近位大動脈首の拡大の評価: 3 年以上の経験します。

発生率、潜在的なリスク要因および近位首拡張 endoluminal 修理の腹部大動脈瘤 (EVAR) と首の拡大を検出する超音波 (米国) の役割の後のステント グラフト移行に及ぼす影響を評価した.1998 年 11 月から 2001 年 10 月 90 患者 EVAR を施行した.フォロー アップ、US および CT 血管造影 (CTA) を行ったと副腎と疑った大動脈首の直径は監視されました。大幅な首の拡大の発生率 (目または = 2.5 mm) と遠位ステントグラフト移行 (目 10 mm) 計算しました。いくつかの要因は、首の拡大の予測として評価しました。超音波と CTA の測定と比較しました。米国および CTA 検査は 68、39、および 11 の患者 1、2、および 3 年間のフォロー アップ (15 ヶ月の平均フォロー アップ) で利用可能でした。大幅な首拡張症の発生率だった疑ったレベルで 21.8 % (13、33、および 36 % で 1、2、および 3 年間のフォロー アップ) と 13.8%、副腎でレベル (9、18、および 1、2、および 3 年間のフォロー アップで 27%)。重要なステントグラフト移行は 87 例 (16%) の 14 で発生したし、首拡張 8 (2 副腎と 6 疑った) に関連付けられていた。リスク要因は確認されませんでした。超音波 CT 首部の直径、特に副腎レベルで測定よりも低い精度だった。近位大動脈首の拡大は、患者の 30% まで EVAR 後が発生し、ステントグラフト内挿術移行の主なリスク要因を表します。副腎の首を後で拡大に対し疑った首拡張症のリスクが 2 年間のフォロー アップで高くなっています。超音波は、首部の直径を監視に有用ではありません。

ヘルパー型 1 リンパ球炎症人間の動脈硬化病変のドライブします。

動脈硬化病変は、病原体に潜在的反応性 T リンパ球およびマクロファージによって潜入しています。動脈硬化性プラークのヘリコバクター ・ ピロリ菌感染患者におけるクラミジア肺炎抗体の有無に潜入し、生体内の活性化 T 細胞を勉強しました。すべて動脈硬化病変の T ヘルパーを入力 1 (th1 細胞) 細胞優勢であった。C. 肺炎特異的 T 細胞は抗 C のプラクでのみが検出されました。肺炎陽性の患者は、同じ患者のプラクで胃の粘膜は h. ピロリ菌特異的 T 細胞が認められたが。歯垢由来 Th1 細胞は、細胞毒性、アポトーシスのアクティビティ、および単球の組織因子の生産のためのヘルプを表明しました。多因子が、動脈硬化、Th1 主導免疫条件としてみなすことができます。

臨床プロテオミクス: 血で書かれました。

国立心臓、肺、血液研究所ナノテクノロジー作業グループの勧告。

ナノテクノロジーとナノ科学の最近の急速な進歩では、循環器、肺、血液疾患と睡眠障害の治療と診断のための新しい機会の富を提供しています。課題とこれらの初期のフィールドによって提供される機会を確認するには、国立心臓、肺、血液研究所ナノテクノロジーに関するワーキング グループ招集。ワーキング グループの参加者は、ナノテクノロジーや心臓、肺、血と睡眠 (HLB) 疾患への応用のさまざまな側面について議論しました。このレポートではニーズと障壁、特定疾患例および分野の研究促進に関する推奨事項を知覚の科学的機会によると彼らの議論をまとめたものです。包括的な推薦ワーキング グループの臨床上の問題を解決するナノテクノロジーを並進一つのアプリケーションを集中ことでした。ワーキング グループは学際的研究センター ナノテクノロジー ・ ナノサイエンスの HLB 研究と医学への応用開発が可能の作成をお勧めします。またセンター、技術、材料、およびリソースを広めるし、新しい調査官を訓練します。これらのセンターの外の個々 の捜査官ナノテクノロジーの生物学的および臨床的問題への応用に関する研究を実施するよう奨励されるべき。パイロット プログラムおよび発達研究新しい調査官を誘致してクリエイティブで高インパクトの研究を刺激することが必要です。最後に、臨床問題へのナノテクノロジー ・ ベースのアプローチを開発する中小企業の励ましが重要と考えられました。

血管新生因子による誘導刺激による内皮細胞のマイクロパターニング

マイクロパターニング技術マイクロ/nanomedical デバイスの開発に重要な約束を保持しています。セルの位置と移行の正確な制御はいくつかのアプリケーションにおいて重要です。たとえば、植込み型デバイスの最適設計にインプラント材料のマイクロによって異なります- と近くの組織の応答に影響を及ぼすナノ-テクスチャ、微小血管を含みます。したがって、我々 は血管内皮細胞の配置と植民地化血管のサイズの範囲内の特定の表面ドメイン上で興味を持っていた。この末尾に内皮細胞いた微細溝のシードし、血管内皮増殖血管新生応答で重要な役割を果たしている因子 (VEGF) にさらされます。柄溝付きシリコン ウェーハ 50 の microm 幅と深さと 150 microm 溝の間隔を使用しました。各パターンの地域で 1 つの人間の網膜の血管内皮細胞 (HREC) と他の VEGF マトリゲルで埋め込まれた家のシードに使用されたいずれかの端の 2 つの半円形ポートいた。1 週間後、セル固定されレーザースキャニング フローサイトメトリー (LSC) によって分析しました。我々 の結果は我々 シードと表面の溝の位置決めの HREC を制御でき、溝の植民地化の速度がローカル VEGF アプリケーションで操作できることを示しています。我々 HREC の再配置、溝の内部 2 回 VEGF 刺激応答で高速 3.14 ± 0.01 と 1.55 ± 0.01 microm/分の速度での条件をそれぞれ制御する比較ことを示すこの効果を定量化することができた。我々 のアプローチは、「デザイナー」基板または模造された細胞の成長を許可するだけではなく、また動的セル位置の変更を許可するデバイスの作製に向けたされる可能性があります。

超分子デバイスおよび生体ナノテクノロジーのためのオブジェクト指向設計ツール。

ナノテクノロジーますます医薬品と医療機器の区別をぼかし in vivo での使用のための多機能のエージェントを提供します。このような治療のナノデバイスの実現を維持するには、個々 のデバイスの開発者および外のものを所有してフィールド自体に挑戦することができます適切なコラボレーションの識別は困難である学際的な努力が必要です。さらに、ますます複雑になり、vivo ナノデバイスのように彼らのデザインはますますシステム レベルの思考を要求します。オブジェクト指向、オブジェクト指向の分析などのエンジニア リング ツール (OOA/D) を設計し、統一モデリング言語 (UML) システム生物のコンポーネントから構築ナノデバイスに適用される、論理的にそれらは、設計に必要な知識管理、およびデバイスの設計者のための有用な協調関係の特定に役立つ支援します。これらのシステムをリバース エンジニア リング、それらを使用して既存分子デバイス (バクミド分子クローニング システム) によるエンジニア リング ツールの有用性を検証し、どのようにオブジェクト指向のアプローチを説明ナノデバイス家族の単一の発明ではなく、関連するデバイスの設計を容易にする方法の代替可能なコンポーネント (オブジェクト) を識別します。また、オブジェクト指向のアプローチ治療ナノデバイス、ワクチンの別のクラスの設計のためのユーティリティを探索します。彼らは現在ナノデバイスの設計のために有用ですが、複雑さと in vivo ナノシステム増加の洗練されたとして生体ナノテクノロジーのためのシステム設計ツールのパワーがますます明らかになります。オブジェクト指向アプローチのネストされた、階層的な性質治療デバイスのオブジェクトとして高次構造でできそう高次、高次機能ナノシステムに複数のデバイスの連結を促進します。

血管内皮細胞の微細粒子の付着: パラメトリック解析。

「スマート」薬の配信システムは、選択的かつ効果的な投薬右に、右の用量で、どこの体を確保するべき。いくつかの投与経路や提案されている配信システムの間では、1 つの最も効果的な最も有望な直接血流に注入微細粒子に基づいています。形状、サイズ、および粒子の材料特性を設計し、特定のアプリケーションおよびターゲット (セル、ティッシュ、または循環ウイルス) によって最適化できます。細胞への結合親和性粒子の結合力とその成長率の時間によって影響されるので、システムの粘性応答を考慮する非常に重要です。この作業では、パラメトリック解析 (i) 血行力学的条件、(ii) 粒子と標的細胞の粘弾性特性および (iii) 粒子上の接木リガンド密度の関数としての内皮細胞上の微細粒子の付着確率を表現が提示されます。粒子の最適設計のための基準が提案されています。

組織プロテオミクスにおけるナノテクノロジー ・ イノベーションのための機会。

このレビュー内我々 組織プロテオミクス、すなわち質量分析 (MS) 使用 2 つの方法論を議論する-タンパク質パターン診断と蛋白質のマイクロ アレイに基づきます。さらに、組織プロテオミクスの分野内の現在の目標を記述し、出発分子ベースの診断、治療開発臨床医学の役割を強化するナノテクノロジー ・ ベースのツールを設計するためのポイントをお勧め。

腹部大動脈瘤: 私たちの Endoluminal 修理後の Endoleaks を逃した造影。

動脈瘤の拡大および経過の証拠がない患者の腹部大動脈瘤ステントグラフト (または血管内動脈瘤修復 [EVAR]) 後 endoleaks の描写コントラスト材料が強化された超音波 (米国) を評価するには。

ナノテクノロジーと腫瘍イメージング: 機会を押収します。

ナノ粒子、in vivo イメージングのシグナル伝達の部位と 1 つまたは複数のリガンド分子標的特異性を持つというラベルは、腫瘍でかなりの約束を保持します。ナノ粒子は、多種多様な高感度・特定のイメージング エージェントを作成することができますモジュラーのプラットフォームとして役立つことができます。たとえば、何百または何千もの放射性同位元素、ランタノイド、fluorophores などの画像信号を提供する原子の各ナノ粒子を小さな分子に基づくエージェントから得ることができるより高い感度を提供するイメージング エージェントを形成する接続できます。同様に、特定のバインドを著しく増加するナノ粒子にターゲットを絞ったリガンドの多くのコピーを添付できます。薬や治療の同位体の多機能ナノ粒子を作成するのに追加できます。適切にナノ粒子標識とターゲットは、がんの検出・診断・治療単一分子複合体に結合されるパラダイム変化につながる可能性が.

対立遺伝子の動脈コンプライアンスと散発的腹部大動脈瘤に対する感受性に関与。

血管平滑筋細胞 (VSMCs) エラスチン (ELN)、強度や弾力性大動脈壁に付与する大動脈チュニカ メディアの主要なタンパク質を合成します。蛋白質の損失または歪み動脈瘤チュニカ メディアで典型的なです。成長因子 beta1 変換 (TGFbeta1) 腹部の VSMCs 文化の成長と結合蛋白質発現を阻害します。また、, 動脈硬化の研究、(しかしないエストロゲン プロゲスチンとエストロゲンの) 治療大動脈のコラーゲンの蓄積と弾性の損失、後続の大動脈の拡大への危険因子を阻害します。したがって、今回の ELN エストロゲン受容体 α (ERalpha) とベータ版 (ERbeta)、プロゲステロン受容体 (PR) と TGFbeta1 遺伝子、自社製品の多型腹部大動脈瘤 (AAA) の開発に関与している可能性があります。PCR-RFLP 法を用いて、我々 ELN RmaI (エクソン 16) ERalphaPvuII-XbaI (イントロン 1)、ERbetaAluI (エクソン 8)、PR ・ タギー ・ (イントロン 7)、TGFbeta1 Bsu36I 分析 (-509 bp、プロモーター) 324 の白人男性の被験者における多型: 225 健常者 (平均年齢料金 71.20 6.85 歳 +/-) と無関係な AAA 99 の患者 (平均年齢 69.8 7.1 年 +/-)。AAA 患者コントロール対 ELN ERalpha、広報、TGFbeta1 の遺伝子頻度の差は認められなかった (P 目 0.05)。しかし、少なくとも、ERbetaAluI 制限のサイトを有するので AAA 発症に統計的に関連していた (chi(2) = 5.220;または 1.82、P = < 0.05)、ERbeta ポリモーフィズムが AAA 感受性の遺伝の決定要因として提案されました。

がんのナノテクノロジ —: 機会と挑戦。

ナノテクノロジーは、エンジニア リング、生物、物理、化学から派生したデバイスの膨大で多様な配列をカバーする学際的分野です。これらのデバイスにはでは抗がん剤とイメージング造影剤のターゲットを絞った配信 nanovectors が含まれます。ナノワイヤーおよび nanocantilever の配列は、前癌および悪性病変の早期開発の下でリード アプローチ体液からの間でです。これらと他のナノデバイス癌との闘いの本質的なブレークスルーを提供できます。

二次元施したを通して生体分子拡散の動的モデル。

分子拡散ダイナミクスの制約のない場合徹底的に最後の 2 世紀中によく知られているフィックの拡散法とストークス アインシュタイン方程式につながる研究されています。最近では、このトピックの研究に新しいインパルス溶質粒子環境の制約は分子の大きさに匹敵するサイズの存在下での挙動の把握の必要性によって提供されています。この作業では、1 つだけのディメンションから数十ナノメートル (他の寸法、mum の範囲内にある) を範囲内でナノメートル サイズの細孔を有するウシ血清アルブミン、インターフェロン、リゾチームを通じて微細シリコン膜などの生体分子の拡散動力学を調査します。実験結果いくつかのケースでは、拡散プロファイルを示す実質的にそれらフィックの法則によって予測から逸脱します。その結果を踏まえ、新しい拡散の数理モデルが提案する合理的に現象を説明することができ、同時に、制約のないケースでは古典拡散法律を回復する.また、状態、van der waals 力方程式から派生する物理的な説明を提示し、それ数理モデルによって得られた結果と比較されます。

ナノチャンネル配信システム生物学的機能のインターフェロン-α のリリース。

転移性黒色腫病変はしばしばサイズおよび/または重要な構造が近くの場所により切除可能ではありません。放射線療法と化学療法の腫瘍の成長が停止する頻度が低い成功しているのでこれらの病変は、腫瘍医は重要な課題を表しています。主な関心事は、事実これらの病変は通常痛みと化粧品のジレンマを提示です。シリコン系ナノ - 腫瘍微小環境への一定の速度でローカルで抗腫瘍性化合物 (例えば免疫変調) を提供するのできるデバイスの開発全身投与の毒性を避けることができなかったし、頻繁にクリニックの不便のためのローカル注射訪問の仮説を立てた。その小型サイズのため切除不能悪性黒色腫病変に近い低侵襲を使用そのようなデバイスを埋め込むことができます。一般的悪性黒色腫と転移性腎細胞癌の治療に使用されるので、現在のレポート モデルの抗腫瘍剤としてインターフェロン α-2 b (IFN-α) を使用します。このシステムでは、インターフェロン-α、腫瘍微小環境に直接、小説ナノチャンネル配信ゼロ小分子のオーダーのリリースのことができるシステムによって (nDS) 配信されます。我々 は宿主免疫細胞と in vitro ひと悪性黒色腫細胞株の両方から nDS をリリースの IFN-α 機能的アクティブであることを実証しました。この薬の配信プラットフォーム非切除腫瘍の治療のための代替戦略が開発される可能性があります。

Nanovector 治療。

理想的な注入治療薬だろう、血管系を介して旅行完全な集中で目的のターゲットに達するし、が選択的に病的細胞・組織だけ、望ましくない副作用を作成せず法します。残念ながら、でもベスト現在の治療は大差でこの理想的な動作を達成する失敗します。主な理由は、現在の治療の分子ターゲット認識能力が非常に限られているという事実です。さらに、身体の自然防御は意図した病変への薬剤の経路上手ごわい障害物のシーケンスを提示します。十分な治療効果、ターゲット認識特異性だけでなくすべての複数の生物学的障壁をバイパスするために必要なツールがある任意の分子を必要とする、おそらく現実的ではありません。別のアプローチ、問題を切り離すことです (薬物分子のみ、その治療の行動を採用、複数ターゲット メカニズムの同時行動を通じて希望体場所で優先的に集中することができますベクトルによって、目的のサイトにそれらを提供)。これらのベクトルはまたまだ十分に小さいが望ましくない閉塞も、だから最小血管 - としたがって、定義、ナノテクノロジーにより作成しないように、身体の防御を回避するためのすべての要件を構成するのに十分な大きさにする必要があります。

腹部大動脈瘤の血管内修復: 中期のフォロー アップで動脈瘤体積変化の解析。

AAA を血管内治療後の腹部大動脈瘤 (AAA) の体積の変化を評価するには (EVAR) フォロー アップの 24 ヶ月で修復します。

経皮ガス定量重症虚血肢の糖尿病では。

ステントグラフトを大動脈左腎静脈瘻 EVAR 後腹部大動脈瘤が破裂のための。

動脈瘤ステントグラフトは珍しいの晩期合併症を報告する: 動静脈瘻動脈瘤 sac と sac 拡大タイプ III 経過により次のレトロ大動脈の左腎静脈の間。

医療ナノテクノロジー: 臨床試験、規制経路を短縮ですか?

ナノテクノロジー、約 1 100 ナノメートルの長さスケールでの構造、デバイス、システムの作成の科学生物医学研究と臨床科学の革命的な影響に態勢を整えています。同時に操作することにより、ほとんどの生体高分子スケール、ナノスケール デバイス分子とドライブのセルラ システム イベントの詳細ビューを余裕ができるし、その嘘病としたがって、ナノテクノロジーの中心に創薬、開発、および新たな医薬品の臨床試験に影響を与えることができます。すでに、ナノ薬物送達車を臨床利用しますが、1 つだけ方法はナノテクノロジー有用であろうこれらの成功を表します。1 つの有望なナノスケール技術開発の下では, アポトーシスのリアルタイム、in vivo での測定を提供する可能性があり、従って人間の臨床試験と前臨床スクリーニングの両方の治療効果の早期信号余裕がない可能性があります。センサーはさまざまな形式で提供する準備が整いましたナノスケール生化学と遺伝的測定多重生活システムの間ナノスケール コンポーネントの構築、マイクロ流体システムの迅速な超並列、高スループット スクリーニング システムのホストを有効にできます。これらの進歩は、時間と薬の発見と開発の努力の複数の段階から必要経費を剃ること利用できます。

形態不安定性と癌の浸潤。

ホスト組織埋め込まれて固形腫瘍細胞と拡散勾配をこうして確立、酸素と細胞の栄養素のシンクとして作用して細胞外のマトリックスの 3次元配置です。これと血管密度と血流変化は通常腫瘍内低酸素、アシドーシス、地域を生産し、空間的に不均一の細胞増殖と移行の可能性があります。ここでは、これらのメカニズムを通じてアイソレータケージ基板グラデーション形態不安定性細胞塊の分離による腫瘍辺縁と浸潤から周囲の正常組織に駆動してもよいこと仮説を策定します。

ターゲットを絞ったナノ粒子を利用した乳癌の分子解析は、超音波造影剤をに基づいてください。

本研究は、ナノサイズの微粒子する分子標的および予後と予測の彼女-2/neu 細胞膜受容するひと乳癌細胞からの超音波応答の検出可能な変化を引き出すためにバインドされてことの仮説に挑戦する構造化されました。SKBR 3 ひと乳癌細胞されたこの研究で使用される粒子抱合戦略の有効性をテストするには参加して、最終的には、記載の仮説の妥当性に関する決定的な発言を提供します。評価モード超音波 (CMUS) システムは連続体力学に基づいて、3 つの独立したテスト サンプル 4 セル/agarose テスト条件の機械的材料特性を再構築する 2 段階のインバージョンのアルゴリズムを適用する使用されました。4 つのテスト条件が含まれます: コールド フロー バッファー混合 agarose (CFB)、iso 型一致 (ISO-con) 細胞に結合抗体の共役酸化鉄ナノ粒子、ハーセプチン バインドされて (彼女) のセルに、ハーセプチン共役酸化鉄ナノ粒子の細胞 (彼女-con) をバインドします。これら超音波結果の統計的分析が正常に Herceptin(R) 共役酸化鉄粒子粒子バインディング実証していない、それらをタグ付けされている彼女-2/neu 正 SKBR 3 の細胞を区別する能力をサポートしました。これらの調査結果は、in situ および in vivo のアプリケーションに向けて監督病理組織の定量的評価ツールの開発のための有望な概念実証データとして役立ちます。この研究の究極の目標は、腫瘍をターゲットに基づくナノ粒子の超音波造影剤を用いたヒトの乳房組織の悪性度評価に関する迅速、定量的超音波情報を提供する彼女-2/neu タンパク質の分子式を悪用することです。完全に開発すると、この潜在的 32,000 63,000 女性が効率的に戦うために、乳癌に対する戦いに勝つ彼らの適切な治療戦略を見つけるを助けることができます。

微細加工施した溶質のサイズの幅を仕立て拡散速度を制御する使用できます。

トップダウンの微細加工技術は、シリコン ベース膜の幅をできるだけ小さく 7 有する均一のチャネルの配列から成るを作成する使用された nm。溶質の流体力学的直径ナノポア幅に近づくとシンク条件の下でこれらの膜を渡る溶質の拡散動力学の測定非 Fickian 行動を明らかにします。ゼロ順序拡散インターフェロンの 20 のチャネル幅で観察した nm と同じ現象発生アルブミン、13 nm ワイド チャンネルを Fickian の拡散動力学 26 nm と大きな細孔サイズで見られるに対し。原型薬物送達装置 13 nm のナノ細孔膜と装備され、ラジオというラベルの付いた BSA で読み込まれて説明します。ラットの皮下注入後、拡散デバイスから血液中の BSA の長引くレベル提供。このような非機械デバイス薬中の重要な利点ゼロ オーダーのリリースを含むと高負荷容量の配信アプリケーションを提供しています。

タイプ II 腰椎 Endoleaks: 造影超音波スキャンと動脈瘤の拡大への影響による血行動態の分化血管内動脈瘤修復後。

本研究の目的は、タイプ II の腰椎 endoleaks (CU) をスキャン造影超音波によって識別される動的機能に基づいて区別して腹部大動脈瘤 (AAA) 拡大を検出するには、この分化の役割を評価するだった目または 1 mL/mo を =。

医学のナノテクノロジーを有効にします。

抽出: 約一人はアメリカ合衆国でのがんの 1 分を死にます。あたりの人口サイズを正規化、これそれが 1950 年--悪性疾患の基礎科学的理解最後の 50 年間で記録された例外的な進歩を与え、非常に直感的知見だったに本質的に同一である、現在の死亡率に対応します。不満足な進行癌の治療中の理由の間で支配的な外科的介入と放射線療法は、もはや利用可能なオプションとき転移性のコロニーを治療するために私たち一般のできないことです。化学や生物学的エージェントと全身性注入し選択は、まだ未解決の問題がん細胞集団の介入または不要な担保の効果、患者の耐え難いレベルを引き起こすことがなくがんを殺傷する能力における選択性のです。3 つの主要な関連するコンポーネントにこの治療選択性の問題をブレーク ダウン: が癌病変に到達する治療物質の操作の対象として認識し、単独で病変部位の治療的介入を実行します。多くのアプローチは、これらの質問に対処し、さまざまな成功の度合いを満たしているに開発されています。最近は特に有望である臨床の進歩を記録、絶妙な選択的ファッションの癌の上皮起源または慢性骨髄性白血病における BCR-ABL チロシンキナーゼ キナーゼ経路の活性化における上皮成長因子受容体の変異などの癌関連する生物学的機能に介入する、いわゆる分子標的療法の分野で。

生体分子検出と医学診断のためのナノテクノロジー。

ナノテクノロジー ・ ベースのプラットフォームの高スループット、多重検出蛋白質および核酸これまで達成不可能な豊かさの範囲内の分子医学で実質的な進歩をもたらすことを約束します。その診断の可能性を参照してこの資料の査読新興アプローチ プロテオミクス, 低濃度生体分子信号の生物学的増幅用の 2 粒子サンドイッチ試金とシリコン系ナノ分子結合の電気的・機械的信号の伝達のための nanotextured 表面をそれぞれ含めます。

重症膵炎の原因と十二指腸重複嚢腫: 画像所見と病理像。

ここで、再発性腹痛の歴史や重症急性膵炎の前のエピソードは 18 歳の男性の症例を報告します。腹部超音波検査、コントラスト強化されたマルチ スライス ct, ercp, 超音波内視鏡検査と磁気共鳴イメージング嚢胞性腫瘤病変を示した。遅延相磁気共鳴画像でのみガドリニウム BOPTA 注射後、病変腔内十二指腸憩室からの差別化、胆道ツリーと lesionos の関係を示すために十二指腸重複嚢腫、認識されたまれな急性膵炎の原因の診断を達成することが可能でした。診断組織学によって確認されました。

腹腔鏡補助下腹部大動脈瘤修復: 122 の場合の連続シリーズの初期と中期結果。

Endoaneurysmorrhaphy 腔内移植片の配置、クリーチによって説明と腹部大動脈瘤 (AAA) の修理のためのゴールド スタンダードです。動脈瘤ステントグラフトその最小限の侵襲性と満足のいく短期的な結果のための人気を博しているが、まだプロシージャの長期的な成功について多くの懸念。1998 年以来、腹腔鏡手術は AAA 治療を提案されている.時間をかけて endoaneurysmorrhaphy 結果を再現する低侵襲の潜在的な利点を提唱しています。我々 の経験で手補助腹腔鏡手術 (HALS) はオープン外科開腹下/後腹膜アプローチと動脈瘤ステントグラフトのため日常的に使用されています。4 年後、我々 はこのような腹腔鏡補助下治療の初期と中期結果を定義することです。

放出制御マイクロ チップ。

効率的な薬物送達まま医学における重要な課題: 長期にわたる所定時間プロファイル; に従って治療剤の連続リリース腫瘍微小環境全身毒性の多くを克服し、抗効率化するためにローカル配信一定速度;管理、および必要な患者のコンプライアンス要件の増加の使いやすさの向上がアンメット ニーズ、現在デリバリー技術の一部です。微細加工技術は、マイクロ チップ制御リリース新奇機能の現在の治療法が存在しないとの開発をしています。このレビューでは、現在の状況と今後の展望放出制御マイクロ チップのさまざまな種類の要約と分析を参考にマイクロ、マイクロニードル ベースとして、microreservoir ベースに綿密な焦点とナノポーラス マイクロ チップを提供することです。

選択バインドとエンリッチメントひと血漿中の低分子量マーカー分子をナノ多孔質シリカ粒子への暴露後。

本の原稿ナノ多孔質シリカ粒子を用いたバイオ マーカーの捕獲戦略について説明します。低ナノモル範囲内の小ペプチドの検出が可能低分子量プロテオーム (LMWP) の種の収量を豊かにする方法を示します。血漿検体シリカ粒子にさらされ、キャプチャされた分子種 MALDI-TOF を使用してプロファイルされました。シリカ処理ひと血漿試料の質量スペクトル MALDI-TOF タンパク質プロフィール、LMWP の重要なウラン濃縮を示した。予備結果 6.3 から 14.7% に至るまでピーク ハイツ上の CVs プラズマのプロファイルで再現性の良いレベルを示した。MALDI-TOF 署名大幅、ナノポーラスシリカの特性が変更されたときに変更。安易なサンプル前処理 MS 解析、シリカ サポートの表面性状を仕立ての潜在的な結合の前に低豊富な血清バイオ マーカーの回復を改善するための約束を保持します。

ナノポーラスひと血漿中のペプチドの質量分析用として収穫剤を表面します。

シリカ系ナノ細孔表面ひと血漿由来低分子量ペプチドをキャプチャするために開発されています。収穫されたペプチドを質量分析マトリックス支援レーザー脱離イオン化飛行時間型質量分析法 (MALDI-TOF MS) を検出し、バインドされた分子の評価手段としてを使用する対象となった。約 70 のピークの範囲から成るペプチド プロファイル 800 10,000 m/z が生成されました。メソッドは標準溶液またはプラズマ小さなペプチド ng/mL の濃度レベルでの検出される可能性があります。標準蛋白質の混合物の分子のカットオフと同じ効果が観察された、ペプチド ナノポーラス シリコン ベースとインキュベートしたサーフェス。

ナノポーラス基板を用いた血清成分の分画

多数ゲノムプロファイリング分子の低分子量の循環器系プロテオーム内居住者は、生物の継続的な病態の画像を提供可能性があります。最近では、低分子量の分子の構築プロテオーム署名 bioinformatic アルゴリズムと組み合わせた質量分析法による同定されています。シーケンスし、指紋を支える分子を識別する試みは、現在進行中です。これらの低分子量の分子の多くがバインドされたキャリア蛋白質を循環する存在可能性がありますを見つける質量分析法を用いた解析の前に分画と分離技術の新しい機会は、affords します。本研究では我々 whereby ナノポーラス基板安易で再現可能な分別と血清の内で見つかった細胞内の蛋白質を含むバイオ マーカーの血清ベース材料の選択的バインドの使用するかもしれない方法をデモンストレーションします。血清に露出されたときのアミノプロピル コーティング ナノポーラス シリコンできます血清タンパク質を使い果たすし、個別の変更された MS プロファイルを血清をもたらします。さらに、アミノプロピル コーティング ナノポーラス細孔制御ガラスビーズは、血清蛋白質のサブセットをバインドし、それらを厳格な溶出を解放することができます。溶出の蛋白質には明瞭な MS プロファイル、ゲル電気泳動のプロファイル、および、細孔のサイズに基づいて異なります差動ペプチッド シーケンス id があります。これら材料の表面は収穫と血液中の不安定、キャリア蛋白結合分子の保全のための戦略で採用可能性があります。

糖尿病性肢虚血における Iloprost 投与による経皮酸素と二酸化炭素レベル。

その結果は臨床的に予想することは困難ですが Iloprost、プロスタサイクリン、外科的に不適当な糖尿病性慢性肢虚血 (CLI) の治療選択肢です。経皮 (tc) 酸素分圧 (PO2) 糖尿病の CLI で iloprost への応答はこの時点で明確ではないと予測しているかどうか、そしてその同じコンテキストでは、tc の co2 張力 (PCO2) の予後の役割別の虚血に敏感なパラメーターは不明です。仰臥位と依存の tcPO2 と tcPCO2 ベースライン時と 26 のタイプ 2 糖尿病 angiopathies cli に手術不能の 31 手足で iloprost 治療の 4 週間後に測定しました。成功は、痛みを軽減して鎮痛薬の大幅な削減として定義されました。臨床結果ベースライン tcPO2 と tcPCO2 tertiles による成層の形成、尤度比 (LR) 特定の結果を与えプリテストのチャンスから増加定量化します。Iloprost 16 (52%) が成功し、15 手足 (48 %) に失敗しましたし、後処理 tcPO2 パラレル コースを続きます。障害基準 tcPCO2 を昇順と降順の tcPO2 tertiles によって増加した;成功は鏡面に振る舞った。障害の予測に基づいてに昇格した tcPCO2 (目 53 mm Hg) 落ち込んで tcPO2 に頼るよりもより効率的だった (LR 10.7 vs 3.6);成功だったほぼ確実 tcPO2 頃目 23 ミリメートル Hg (LR = 17.8)。依存の決定はより少なく予後使用の仰臥位測定よりも有用であった。昇格した tcPCO2 障害が効率的に予測し、高 tcPO2 有用な予後ツールを組み合わせて使用することがありますより良い予後成層を許可し、糖尿病 CLI への治療アプローチを向上させることを示唆 iloprost の成功のためだった。

Nan'o.tech.nol'o.gy N。

マルチスケールモデ リングにおけるタンパク質輸送のシリコン膜を施した。パート 2。予測の連続体拡散モデルの分子パラメーターから。

トランスポートと表面の相互作用におけるナノ細孔膜タンパク質の生物医学の重要性の多くのプロセスに重要な役割を果たします。表面ボリューム比の大きな多孔質材料の使用を提供しますが、操作の効率は、しばしばトランスポート動作によって決定されますこれによって複雑になるパス (すなわち、毛穴) 輸送事実は頻繁に分子の大きさの。これらの条件の下でタンパク質拡散 Fick の法則から予測されるより遅くなることができます。本稿の主な貢献は、パラメーターを持つ分子のモデリングとして説明パート 1 を介して計算されますこの現象の数理モデルの開発です。リゾチーム分子の拡散に伴う実験の結果を使用して検証メソドロジ マルチスケールモデ リング私たち「第一原理」のレシピを構成するは実験データ、プロテインを予測する必要がありますをリリース、および任意の異なるタンパク質したがって、ナノとマクロ スケールの間のギャップを埋める任意の異なる表面に一致する原則に合わせることができます。

マルチスケールモデ リングにおけるタンパク質輸送のシリコン膜を施した。パート 1。計算機シミュレーションから分子パラメーターの導出

我々 はこのアカウントで集積ナノシステム設計、解析、(i) 分子モデル、(ii) 原子レベルの分子動力学シミュレーション、タンパク質輸送連続体スケールでの (iii) 力学モデルから成る 3 層モデル化手法に基づいた最適化の新しいマルチ スケール シミュレーション ツールの開発への取り組みを報告します。この仕事で純粋なシリコン表面上のリゾチームの吸着の解析の分子シミュレーションを使用しました。採用分子モデリングの手順 (a) バイオポリマーとシリコン表面の相互作用の特定のメカニズムを明らかにして (b) シリコン ベース ナノチャンネル膜を通して拡散の数理モデルの定式化で採用する分子のエネルギーと構造パラメーター導出する許可されてしたがって既存充填ギャップのナノ--とマクロ スケールの間。

数学的モデリングの癌の進行と化学療法への応答。

複雑な常にがんの進化して、多面的な性質は効果的な治療法の開発を妨げてしたがって各疾患のバリアントのユニークな分子と病態生理学的署名を識別することは困難しています。数学的モデリングとシミュレーションは進行癌と化学療法への応答をよりよく理解する堅牢なフレームワークを提供することができますツールです。成功した治療薬は、複数の空間と時間のスケールで発生する生物学的障壁を克服やまだ十分な濃度での目標に到達する必要があります。マルチ スケール計算機シミュレーション実験データの統合を設立し、数理モデルすることができますこれらのプロセスに貴重な洞察を提供しする可能性を秘めたの化学療法薬の有効性を低コストで分析する技術プラットフォームを確立して効率的に新薬候補薬剤開発プロセス中に画面します。

ポリモーフィックな分析のマトリックス マトリックスメタロプロテアーゼ 9 遺伝子と散発的腹部大動脈瘤に対する感受性。

腹部大動脈瘤 (AAA) 多因子の病因があり、遺伝的要素の重要性がますます高まって得ています。血管の細胞外マトリックスの構造の変化は、AAA で記述されています。マトリックスメタロプロテアーゼ (Mmp) は容器壁の安定性を変更する細胞外マトリックス蛋白質を低下させます。我々 は 2 つの異なる多型、CA 繰り返し、チミジン転移周波数 AAA 146 患者における MMP 9 遺伝子のプロモーター シーケンス シトシンを評価しました。結果 156 人の健常者のそれとを比較しました。どちらの多型における対立の分布の違いが見つかりませんでした。したがって MMP 9 AAA の感受性のマーカーであるという証拠は見つかりません。

シクロオキシゲナーゼ 2 は直接指数関数的に成長して、高度に血管新生および地域侵襲性の人間の乳管癌異種移植片に開発するには、MCF-7 乳房腫瘍細胞を誘導します。

シクロオキシゲナーゼ 2 (Cox-2) 酵素が侵襲性ひと乳癌腫瘍の中で豊富であることの時間の最初の証拠を示す私たちの研究に基づいて、成長の遅い日 Cox-2 null、非転移性 MCF-7 ひと乳癌腫瘍細胞にトランスフェクション人間コックス 2 cDNA の MCF-7/コックス-2 クローン 10 として指定 clonally 派生ひと乳癌腫瘍細胞クローンを開発しました。本研究は生体内注入 5x10(6) 腫瘍細胞の遅い解放 17 β エストラジ オールのペレットの移植卵巣摘出雌 Crl:Nu-Foxn1(nu) マウスの乳腺の脂肪パッドの次の成長時に MCF-7/空ベクトル制御は腫瘍の特性と比較すると、MCF-7/コックス-2 クローン 10 ひと乳房腫瘍の生物学的特性評価。腫瘍細胞の注入後 60 日目に MCF-7/コックス-2 クローン 10 ひと乳癌腫瘍は 4 倍だった大きい (p < 0.01) ボリュームで MCF-7/空よりベクトル制御腫瘍。MCF-7/コックス-2 クローン 10 ひと乳癌腫瘍免疫反 CD 31 抗体と平均血管密度の定量を染色によって確認された大口径血管の組織学的の観察に基づく血管新生高かった。MCF-7/コックス-2 クローン 10 ヒト乳がん細胞はコックス-2 蛋白質のウエスタンブロッティングを確認その局所浸潤と乳腺の脂肪パッドに隣接するリンパ節内に存在していた。このユニークなコックス 2 依存性乳腺腫瘍モデル急速に大規模な生成、血管新生、局所浸潤ひと乳癌腫瘍卵巣摘出雌 Crl:Nu-Foxn1(nu) マウスの乳腺の脂肪パッドのひと乳房癌切除例を要約する 42 60 日で。このユニークなモデルは、前臨床安全性と有効性の新規アジュバント療法プロスタノイド受容体拮抗薬, 新しく開発した抗血管新生療法として他斬新なアプローチをターゲットとヒトの乳腺腫瘍とその血管系の破壊を含む癌乳癌を持つ女性のためを評価する手段として貴重かもしれません。

動脈硬化プラークと生化学的 Derivatized の超常磁性酸化鉄ナノ粒子 (SPIONs) コントラスト粒子磁気共鳴画像 (MRI) の体内動態へのローカリゼーション。

アポトーシス細胞はアネキシン V ホスファチジルセリン、通常細胞膜の内側のリーフレットに隔離されますが、外側のリーフレットなどの動脈硬化性プラークの泡沫細胞のアポトーシス細胞内への移行は脂質と特定の分子相互作用によって認識します。アネキシン V でした潜在的配信実施材料 (磁気共鳴イメージングのための超常磁性造影剤) など私たちが生化学的誘導体化 (アネキシン V) superparmagnetic を投与したので高級動脈硬化病変などのアポトーシス細胞を含むサイトに 2 つの関連するウサギ モデル人間の動脈硬化の非経口的に酸化鉄粒子 (SPIONs)。負磁気共鳴イメージング (MRI) コントラストの粥腫様病変の開発を観察し、健康な動脈ではなく。V SPIONs をアネキシン血管ターゲットですアテローマ固有 (すなわち、健康な対照ウサギでは発生しません)、スパイの表面を飾るアクティブ アネキシン V が必要です。ターゲットを絞った SPIONs しプラーク中の同じ動物モデルにおける関連性の低い超常磁性ナノ粒子の非特定アテローマ取り込みの報告よりも低い線量で負のコントラストを作り出します。閉塞と壁画のプラクは微分可能です。肝臓に蓄積線量のほとんどが、脾臓、腎臓、膀胱、V SPIONs またアネキシン急速と深くに早期アポトーシス泡沫マクロファージ プラークに分割します。プラーク崩壊におけるアネキシン V SPIONs のそれに続く、同一用量でレプリケートする MRI 画像を許可 2 ヶ月以内に対照的です。したがって、生物学的エージェントは同時に形態学的・生化学的データをそれらから抽出して心血管病変の非侵襲的評価に貢献できる超常磁性のコントラストをターゲットしました。

がんアプリケーション抗バリアの Nanovector 技術。

がんのアプリケーションのための洗練された薬物配信戦略の到来新しい戦術と分子標的、ナノテクノロジー ・ ベースの方法、パーソナライズされたセラピーなどのアプローチと科学と臨床のコミュニティ殺到しています。残念ながら、臨床影響最高では、既存の化学療法の方法論に革命を起こしてから大幅に短い落下穏健されています。この日は、癌患者治療受信伝統的な全身投与薬より洗練されたターゲットまたはナノテクノロジー ・ ベースの高い確率を持っています。これは、時目新しさや機会のこれらの科学の進歩の可能性を最大限実現を提供しています新しいアプローチのための徴候が、テクノロジの質の反射ではありません。このアプローチは、人間の身体とシーケンシャル自然提示多数の生物学的障壁の意義を認めています。その後、数学の計算ツールを使用してどの nanovectors、表面改質、治療剤と多段薬物配信戦略に使用する浸透促進剤を予測することをお勧めします。アプローチはいくつかの段階のマイクロ/ナノ ベクトルを互いにネストし、最終的に集中して用量治療ペイロード意図された病変のサイトでのリリースに固有の生物学的障壁を克服するために配信。この小説は、多段戦略療法の有効性、全身毒性が減少、注射薬の減少合計金額の大幅な改善につながる可能性があります chemotoxic 薬の効率的な局所的な配信できます。

生体ナノテクノロジー癌。

ナノテクノロジーは、多くの壊滅的な病気を制御する鍵を握る可能性があります。痛み、苦しみ、そして癌による死亡の闘いにおいてナノテクノロジー早期診断とも予防悪性腫瘍の集学的治療は不可能現在の従来のテクニックで提供することに加えて、前癌状態の段階でできるようになります。このレビューでは、ナノテクノロジーのすでにがんの診断と治療のアプリケーションでを使用について説明します。また、対処理論と進化するイメージングのための多機能ナノ粒子を含むナノテクノロジーのであり、療法、ナノチャンネル プロテオミクス、ゲノミクスと罹病組織の物理的な変更を活用診断のテクニックの評価用ナノスケール デバイス薬物の放出制御用インプラントします。

浸透圧濃度の制限を超えては。

浸透は 2 つの液体ソリューションを分離する膜を越えて溶媒分子の輸送を含む基礎物理プロセスです。浸透する役割を果たしている動物細胞 (細胞 Biochem. 流体交換など多くの生物学的プロセス理・生物物理。2005 年、42、277 345 ; 1 j. Periodontol。2007 年、757-7632 78) と水の植物の輸送。それはまた薬物送達システム (ついしたしま牧師 Ther。 などの多くの技術的なアプリケーションで関与しています。薬物。2004 年、21, 477 520; 3 J. マイクロ-Electromech。システム技術 2004 年 13, 75-824) と水の浄化。広範な注意過去にヴァントホッフ Hoff ・ モースの古典理論を開始浸透のモデリングに専用されています。これら予測、調整可能なパラメーターを伴わないという意味である;ただし、彼らは直接希薄溶質濃度の限られた体制にのみ適用されます。これらの古典理論の妥当性のドメインを越える拡張継ぎ手パラメーター、したがってとりあつかいかた、または nonpredictive モデルに移行する手段が必要。斬新なアプローチ ・ グラニックらによっては先験的な濃度のドメインに制限されていない、調整可能なパラメーターを示さない、機械的な結合拡散モデルに基づいているという意味では提示されました。この作業では、我々 私たち新しい実験結果と文献データのメタ解析との比較の浸透の予測理論の妥当性を調べる。

粒子シリコンは蛋白質のマイクロ アレイ用基板として変更。

逆相高スループット スクリーニング修飾の重要なシグナル伝達タンパク質病的細胞内の蛋白質のマイクロ アレイ (RPMA) を有効にします。ベースのタンパク質分子プロファイリングの 1 つの制限は、蛋白質のための PCR のような組み込みの増幅システムの欠如です。特に患者の組織内の多くの分子ターゲット低豊かさのための蛋白質のマイクロ アレイの感度増強は重要な目標です。理想的なアレイ基板は高蛋白質結合親和性と低い本質的な信号があります。日付するには、ニトロセルロース被覆ガラス蛋白結合マイクロ アレイ フォーマットでの効果的な基板を発色検出システムを使用して提供しています。蛍光システムとしてなどの量子ドットは、潜在的な記者のエージェントとして、能力をマイクロ アレイ画像の純感度の増加を達成できる長時間ニトロセルロース被覆ガラス スライド制限の内在的蛍光特性探索されます。低の組み込み自家蛍光のシリコン潜在的なマイクロ アレイ表面として検討されています。ネイティブ シリコン低バインド可能性があります。エッチング (RIE) 滴定された反応性イオンを介してさまざまな表面領域蛋白質の結合を強化するためにシリコンを作成されています。さらに、化学修飾を介して反応基面の比較相対的な蛋白質の結合のために追加されました。このコンビナトリアル法の表面あれと表面コーティングを使用して、3-アミノプロピルトリエトキシシラン (APTES) と接着 (MPTMS) の治療に匹敵する硝酸セルロースに蛋白質の結合基板ネイティブ シリコンを変換する示されていた。

Nanogeometry: ドラッグデリバリーを超えて。

メソポーラス ・ シリコン小片イメージングと治療的応用のための多段配信システムとして。

多くのナノサイズ粒子システムは副作用の最も少ないターゲット配信治療上のエージェントのレベルを増やす血管内のキャリアとして開発されています。これらのキャリアの表面は、しばしば、対象となる特定の配信のための生物学的認識分子と官能基化です。ただし、これらのキャリアに、十分に高い治療濃度で標的のローカライズから防ぐため、体内での生物の障壁のシリーズです。ここで、運ぶことができます時間をかけて開放し、プライマリの内皮細胞にナノ粒子の 2 種類を提供する多段配信システムを示します。多段配信システムは対照の形状、サイズ、毛穴が生分解性と生体適合性メソポーラス ・ シリコン小片に基づいています。生物学的障壁を避け、ターゲットに時間制御のファッションで一度に 1 つ以上の治療剤を提供のための新しい道を開くにはこのシステムの利用が想定されます。

七課題ナノメディシンのため。

デザイン ナノ粒子の病的血管をターゲットにマップします。

全身投与のリガンドで被覆された粒子の生物的ターゲット vivo を認識するように証明されています。これは、早期発見、イメージングとの病気の治療の画期的なソリューションを提供できます。心血管系のアプリケーションでは、ナノ粒子は、病気の血管系を直接対象となっている、このような配信のアプローチも、がん研究に常態および腫瘍の血管系の生物学的相違に関する証拠の成長体によってサポートされているの人気が高まっています。この仕事はナノ粒子血管を通して数学的モデリングをターゲットの最適設計に当てています。このようなナノ粒子は具体的に認識し、しっかりと内皮細胞制御吸収および dislodging の流体反力に耐える病気血管壁に付着するように設計する必要があります。ナノ粒子流れの下での細胞層に接着強度予測確率を用いたナノ粒子の受容体を介したエンドサイトーシスの数理モデルにつながれた。両方のイベントを制御するメインの幾何学的、生物物理、生物学的パラメーターを識別し、その相対的な重要性を強調します。粒子/電池システムの 3 つの異なる状態が予測された、すなわち接着、ないエンドサイトーシスとの密着性と接着性エンドサイトーシスとに基づいての接着のサイトで生物学的条件と粒子の幾何学的および年会プロパティにありません。デザイン マップの壁せん断応力と受容体密度ターゲット血管内の目的の接着のサイトでの表面として予備の参照としての生理的パラメーターの関数としてのナノ粒子のプロパティを選択するため使用する生成されています。

ナノメディシンの数学的なエンジン。

血管中のナノ粒子輸送: 血管透過性と血液レオロジーの影響。

血管におけるナノ粒子の長手方向トランスポート キャッソン流体として記載されている血と分析されています。有名なテイラーとアリスの理論から始めて、非線形レオロジー パラメーター xi(c)、プラグと容器の半径の比に応じて効果的な縦拡散 (ギヤデフ) の明示的な式を派生されている;透磁率パラメーター pi とオメガ、油圧の伝導度および圧力損失に血管壁を越えてそれぞれ関連。Xi(c) または pi の増加のギヤデフを減らす効果があり、したがって両方の血のレオロジーと血管の透過性ナノ粒子の血管内配信への生理学的障壁を構成するかもしれない。

高速膜 Osmometer の凍結点と蒸気圧 Osmometry への代替として。

Osmometry に不可欠な技術ソリューションの分析と化学と生物学的現象の調査のためです。市販オスモメータ凍結点、蒸気圧と浸透圧溶液の測定に依存しています。蒸気圧庄と凍結ポイント osmometry (FPO) 迅速かつ安価な測定が実行できますが、彼らの適用性を制限する熱力学の前提に依存して間接的なテクニックです。潜在的に無制限の直接測定浸透圧と溶液の浸透圧膜 osmometry (MO) を提供しますが、, 従来の手法は、しばしば時間がかかり、操作することは困難です。本研究では, 新規膜 osmometer が提示されます。楽器は、大幅に従来の MO 測定時間を短縮し、VPO と FPO の制限ではありません。このペーパーの水性のショ糖溶液の浸透圧重量モル濃度範囲 0-5.5、新しい楽器のデモ経由で収集されました。文学で見つかったデータと比較すると, 実験データは一般的に良い一致を示した.ただし、3 つの手法から結果の間で差が認められました。

Nanoncology。

膵分岐ダクト膵管内乳頭粘液腫瘍フォロー アップと磁気共鳴イメージングのシリアル変更の評価。

本研究の目的は磁気共鳴胆道膵管造影 (MRCP) でシリアルの変更を評価することによって、分岐ダクト型膵管内乳頭粘液性腫瘍、(IPMN) の生物学的挙動を明らかにするでした。50 人の患者に分岐管 IPMN の診断に基づいてどちらか ercp 上 (ERCP) (9/52) および/または MRCP 検査 (43/52) 31.2 ヶ月 (12-108 の範囲) の平均期間にわたって続いていた。イメージングのすべてのデータはシリアル変更に嚢胞性病変で, 主膵管拡張症 (MPD) と欠損内病変の存在下での最大直径を評価するために 2 つの放射線科医によって分けて検討した.統計解析は、フィッシャーの正確確率検定を用いて行った。シリアル MRCP 成長 7 例を証明しました。2 つの場合は、サイズ減少;残りの 43 のサイズに変化はないです。病変のプレゼンテーションと MPD 拡張症または欠損イメージングでのプレゼンスを 3 cm より大きい最も成長する可能性があった。のみ 2/37 嚢胞性病変より小さい直径 3 cm のサイズが観測の期間にわたって増加しました。性病を形態と構造の変化を示した。分岐ダクト関連の欠損なしの 3 cm より小さい IPMNs、安定する傾向がある、'見て、待って' の管理を可能にします。

血管内微小循環をターゲットの球状粒子の辺縁傾向。

要約: 横方向微小循環における血管壁 (辺縁) に向かってドリフトする循環粒子性向実験平行平板流チャンバーを用いた研究されています。ちょうど 50 g/cm3comparable の水と薬剤配達およびバイオ イメージングで使用されるリポソームまたは高分子ナノ粒子の相対密度と蛍光のポリスチレン粒子大きさ 50 からの 3 つの順序にまたがる直径で使用されている nm 10 ママまで。番号 n s 約 MathType@MTEF@5@5 @ + = @ 粒子のあたりの単位の表面を marginating 測定した共焦点蛍光顕微鏡を通して、水平商工会議所と、対応するボリュームの V の約合計 s MathType@MTEF@5@5 @ + = @2EB4 @ 粒子が計算されました。スケーリング則粒子直径 d の関数として派生されています。水平の毛細血管で辺縁主因は d 目 200 nm および V 粒子の重力の力は、ある約 s MathType@MTEF@5@5 @ + = @ 増加 d4;対しより小さい粒子 V s 約 MathType@MTEF@5@5 @ d3 + = @ が増加します。粒子流体よりも重いので垂直の毛細血管、彼らに向かって下降流における壁と v が上向きの流れの中心に向かって marginate する傾向があるおよそ s MathType@MTEF@5@5 @ + = @ d9/2 と増加します。ただし、垂直毛細血管で辺縁は水平の毛細血管よりもはるかに小さいものと予想されます。ボリュームの外部磁場で循環粒子を強制的に、示唆 (引力または磁気) より大きな粒子の marginate し、しっかりと流れ下の血管の壁に付着するように設計を使用しての戦略は十分に小さい粒子 (d < 200 nm) を使用してうまくいけば不連続内皮をクロスすることよりもより効果的なことができます。

多段メソポーラス シリコン ベース ナノキャリア: 生体親和性免疫細胞と生理流体制御の劣化。

有糸分裂シリコン微粒子の人身売買。

多段のキャリアは、最近の複数治療薬、"theranostic"統合生理活性部分画像のコントラストを持つのと選択的、インビボ配信の同時実行の目的と本研究室潜在的単に注入された不溶性微粒子の体内動態に悪影響を生物学的障壁の多重度をバイパスするパーソナライズされた導入されました。メソポーラスシリカ (「ナノポーラス」) シリコン微粒子病変は血管内皮細胞を含むターゲットを持つ多段デバイス プライマリ キャリアとして選ばれました。微粒子の互換性細胞分裂イベントを重点を in vitro アッセイを用いた血管内皮細胞とメソポーラス シリコン微粒子の生体適合性を評価しました。我々 細胞形態, 生存率及びそのまま有糸分裂シリコン微粒子の軸受ベシクルの人身売買で示したように血管内皮細胞、次内化シリコン微粒子の細胞の完全性を維持することを観察しました。多孔質マトリックス中の金または酸化鉄ナノ粒子の存在は、粒子の細胞吸収または内皮細胞貪食微粒子の後の生存率は変わりませんでした。内皮細胞は基底レベルの IL-6 と IL-8 シリコン微粒子の存在下でリリースを維持しました。これは、偏光、順序付けられた微粒子の追跡に基づくエンドソームの分配を示しています最初の研究です。有糸分裂エンドソームの並べ替えナノポーラス シリコン微粒子の存在によって邪魔されずだことを見つける体用シリコン微粒子の使用を提唱しています。

粒子システムの血管内配信: ジオメトリは本当に問題では?

がん治療標的およびイメージングでは、全身の受動配信粒子システムの強化された透磁率とリテンション (EPR) 効果に頼っている: 十分に小さな粒子できます内皮のピンホール周辺のクロスし、腫瘍実質内に蓄積されます。人工粒子の大半は球面形状合成中の表面エネルギー最小化の結果として展示します。血管内皮細胞の臨時の分子多様性と粒子球面よりも他の図形と作製プロセスの開発を明らかにバクテリオファージの表示ライブラリの出現は、全身投与の対象となる粉じんは、新しい設計ソリューションへのパスを開いています。本稿では, パーティクル ジオメトリ (すなわち、サイズと形状) の役割、組織や細胞スケールで説明します。重点は、パーティクル ジオメトリと分子標的の相乗効果が配信の特異性を高めることができますどのように置かれます。血管内の配信プロセスは 3 つのイベントに分割されている: 辺縁, 癒着と内在コントロール。数理モデルからの予測や in vitro の実験から観測表示パーティクル ジオメトリの関連性で全身の配信に使用されました。粒子システムの合理的な設計が、表面のコーティングの物理化学的性質の横にあるサイズおよび形状幾何学的特徴を検討します。数学的モデリングと in vitro および in vivo テストの統合は、ナノ粒子の合理的な設計を確立するため、ツールを提供します。

薬物動態解析および計算機シミュレーションを用いた血管の腫瘍における効果を予測します。

本稿では, 薬物動態とドキソルビシンとシスプラチンの 2次元シミュレーションにより血管腫瘍の影響を調査します。我々 だけでなく、細胞と病変レベルの薬物動態学的決定要因 P 糖蛋白質 (Pgp) 流出と細胞密度のような考慮特に血管と形態学的不均一性を取る。これを行うに公開実験データから校正マルチコンパートメント PKPD モデル構築し、18 h 薬物ウォッシュ アウトによって続いて 2 h ボーラス投与をシミュレートします。我々 の結果は、病変規模の薬物と栄養塩の分布が治療効果に影響を与える可能性があります、たとえば、として慎重に調節、遺伝の決定要因として多剤耐性蛋白質またはトポイソメラーゼ II の生産を考慮しなければならないことを示します。視覚化し、厳密な栄養、医薬品と結果として得られる細胞の抑制の分布を定量化します。主な結果は、貧しい抑制が相応に増加血清中薬物濃度平均 50% 阻害の病変 (ic50 値 (50 濃度) 全体に必要なおよび病巣の大部分に降伏、すべての 3 つの重要な不均一の存在です。ドキソルビシンの低酸素と低血糖症 (「栄養効果」) の影響を分離して、さらに細胞抑制不均一性を高めるし、両方の望ましくない ic50 値 (50 倍を示します。またどのようにドキソルビシン浸透療法の治療効果, セルラー流出や密度などの薬物分布に影響を与える他の要因によって異なりますを示すそれ以外の場合の下で有望な治療法が失敗して、さらに重要なは、彼らがなります成功条件のいくつかの洞察を提供します。公開実験データとシミュレーションその病変の分布がより均一にドキソルビシンよりもあるを示すのでシスプラチンとドキソルビシンは対照使用されます。ため、このいくつかの治療効果予測の複雑さは軽減されます。この利点を使用して、この薬を使用する in vitro 単分子膜の試金が in vivo でのパフォーマンスよりもドキソルビシンのような薬をより正確に予測可能性があることを示唆して結果を表示します。治療戦略と同様に細胞や斑の表現型を表す様々 な決定要因間の非線形相互作用は我々 の結果の統一テーマです。全体に巨視的環境条件、特に薬物と栄養塩の分布, 病変の応答、それゆえ臨床抵抗のかなりな変動に上昇を与える高く評価することができます。また、相乗効果または併用治療戦略の拮抗作用は、大きくこの環境によって異なります。

腹腔副腎交差クランピングを必要とする腹部大動脈瘤の治療。

手補助腹腔鏡手術 (HAL) は、以前疑った腹部大動脈瘤 (IAAA) の患者を治療するために採用されました。HAL の傍腹部大動脈瘤 (発足) の使用は検証されていません。本研究では、私たちの経験とその有効性を実証し、発足に対処でその安全性を証明するためにこの手法を報告します。

ナノメディシン ― 課題と展望。

ナノテクノロジーの概念の医学への応用では前例のない社会的な経済的な潜在的な特定の成果をそれぞれのフィールドでの自然の組み合わせから生じる 2 つの大横断のフィールドを結合します。共通の基準は、2 つのフィールドに関連する分子スケール プロパティから進化します。ローカル プローブと分子イメージング技術の化学的アプローチは手の込んだし、サーフェス、たとえば、目標とされた薬剤配達、強化された生体適合性、およびニューロンによる義肢のために対処する機会を提供しながら、ナノメータ スケールの定義済みの場所に特徴付けられる、表面・界面のプロパティをように。ただし、この横断分野毒物学的側面と倫理的影響についての懸念を生じる。選択した最近動向の概要とアプリケーション ナノメディシンのこのレビューを与えます。

逆相の蛋白質のマイクロ アレイとして粒子変性シリコン基板の応用

粒子変性シリコン基板高品質の代替ニトロセルロース被覆ガラス スライドを逆相蛋白質のマイクロ アレイで使用するために提供できます。特に忍耐強いティッシュ内の分子ターゲット低豊富に存在するので蛋白質のマイクロ アレイの感度の向上は重要な目標です。理想的なアレイ基板高蛋白質結合親和性と低固有バック グラウンド信号があります。低組み込み自家蛍光を持つシリコン潜在的なマイクロ アレイ表面として検討されています。前のペーパーで (Nijdam、A. J.;チェン、M. M. c.;フェデーレ、R.;Geho、D. H.;ハーマン、P.;キリアン, 健;Espina, V;。Petricoin、E. F.;・ リオッタ、l. a.;フェラーリ、M. 粒子修正シリコン基板として蛋白質のマイクロ アレイのためです。シリコン基板の物理化学改質ニトロセルロースに匹敵するレベルにシリコンへのタンパク質結合が増加することを示すバイオマテリアル 2007 年、28, 550 558)。ここでは、2 つのモデル システムにおけるこのような逆相タンパク質マイクロ アレイ設定で基板を適用します。

内皮細胞の血管系へのドラッグデリバリー シリコン微粒子の関連付け

ターゲットに内皮血管病変部への薬物送達のための進化のアプローチです。本質的に任意のサイズとターゲットの内皮細胞にローカライズする彼らの能力を最適化するためにフォトリソグラフィ、手法を採用し、形状で製造できるためナノ多孔質シリコン ベースの多機能粒子特定の関心があります。本研究では表面電荷、血清オプソニンとナノ多孔質シリコン微粒子と関連付ける機能血管内皮細胞の炎症の影響をテストしました。血管内皮細胞は急速に両方の正と負のシリコン微粒子貪食マクロピノサイトーシスの両方に含むアクチンに依存するメカニズムによって internalizing が可能だった。ただし、次の血清オプソニン内化 APTES (もともと正) 変更微粒子の選択的、発見にもかかわらず、すべての微粒子をオプソニン化純負電荷だった。逆に、大食細胞内皮を対象とした、肯定的な微粒子の選択を支援、血清オプソニン化の内面化のための好みの酸化 (もともと負) 微粒子を表示しました。血管内皮細胞によるオプソニン微粒子の内面化は炎症性サイトカインの存在によってさらに強化されました。それがマクロファージによる同時拡張取り込みなしの内皮細胞による取り込みを高める蛋白質とオプソニン化を支持する強酸シリコン微粒子に可能かもしれないことを示唆しています。

腹部大動脈瘤の血管内修復後の超音波監視セレクティブ CTA で。

色分けされた二重超音波検査 (米国) と endoleaks 血管内動脈瘤修復後 (EVAR) 検出と動脈瘤直径を監視計算トモグラフィー造影 (CTA) の合意を評価するには。

腫瘍浸潤のマルチパラ コンピュータモデ リング。

腫瘍の臨床結果前兆指導原理での治療の選択です。質的実証的証拠の富は疾患の進行を腫瘍形態, 病理組織学的, 侵略, リンクし、分子現象に関連付けられました。ただし、この進行中の既知のパラメーターのそれぞれの定量的な貢献は、とらえどころのないまま。数学的モデリング成長・予後・治療成績を支配する変数の間の接続を定量化する機能を提供することができます。この仕事は腫瘍境界形態と侵襲性の表現型との間のリンクを定量化することによって、定量的ツールを腫瘍の進行と診断/予後アプリケーションの研究のために提供します。これは、システム開発に向けて治療戦略及び摂動相関を予後の臨床結果を監視するためのフレームワークを確立します。

統合実験/計算モデリングによる乳癌の薬剤応答の予測

ほぼ 30% 早期乳がん患者の全身療法への抵抗に起因再発の病気を開発します。化学療法の失敗の現行モデル 3 耐性表現型を記述する: 細胞膜貫通薬物輸送、増加の解毒と修復経路とアポトーシスの障害につながる変化の変化と。増殖活性腫瘍感受性と相関します。増殖制御、細胞周期状態の酸素と栄養のローカルの濃度に依存します。これらの薬物や麻薬の拡散勾配による生理的抵抗認識された現象ですが、臨床的に悪用することができます任意の精度でその役割を定量化するは難しいされています。我々 は、腫瘍成長と回帰する基になる表現型リンク特定の機能的な関係を仮説腫瘍薬剤応答の数理モデルを実装します。モデルはローカル麻薬や酸素や養分濃度三次元癌組織ボリューム内の影響を組み込んだ、個々 のセルの実験的観測の耐性表現型が含まれています。この統合方法しっかり計算結合モデリング生物学的データと、現在の薬物動態の測定から得られた知識の価値が向上とさらに、このようなアプローチでした抵抗特定腫瘍プロパティに基づいて予測する、治療成績向上を締結します。

バイオ-ミメティック粒子で強化された血管相互作用の設計。

粒子ベース配信システム治療およびイメージング エージェントの 'スマート' の管理の大半は球形の形を持って、高分子によって作られていますまたは脂質材料が数百ナノメートルと小さかった相対的な密度水溶液への順序でのサイズ。微小循環と深い航空忍び寄るフロー前提が保持して、肺のような小さな球は次の流れストリーム ラインを移動し、外部ボリューム フォース フィールドによって影響されません。血管の相互作用を強化できるように配信システム ストリームの行に渡ってドリフトし、繰り返し、血管壁との対話を設計必要があります。数値的アプローチで提示 [Gavze、e.、シャピロ、M.、1997年。せん断における粒子固体壁近傍の流れ: 力と速度に及ぼすレーダの。混相流 23, 155-182 の国際的なジャーナル。]ここでは、忍び寄る流の任意形状粒子のダイナミクスを分析するためのツールとして提案されていると外部の力場の貢献を含むように拡張されています。例として、楕円体粒子のアスペクト比 0.5 と見なされます。外部ボリューム軍の不在では、net ラテラル ドリフト (辺縁) 粒子のストークス数を統一よりも大きい観察されている (St 目 1);一方、小さいエステー粒子ない純の横方向の動きと振動します。これらの条件の下で辺縁粒子慣性 (ジオメトリおよび粒子-流体密度比) によってのみ支配されます。ボリューム軍もかなり小さい St の存在下で辺縁です観察が方向に外部フォース フィールドによって決まります。サイズ、形状と密度の絶妙なバランス内皮細胞に循環の血小板と白血球を模倣した生物学・生物物理の異常を感知できる EVI 粒子 (粒子強化された血管相互作用) につながることを締結しました。

まっすぐ話を.マウロ フェラーリ。ジョン ・ エヴァンスによるインタビュー。

シリコン微粒子の内皮細胞の貪食能の定量的な力学。

内皮細胞治療学配信への障壁としての一度と思った、今組織特異薬物送達のための主要なターゲットです。組織と疾患特異分子プレゼンテーション内皮細胞に対するターゲット アンカーまたはファージライブラリ配信ベクトルを提供します。ポーラス シリコン配信ベクトルによる血管内皮細胞を貪食されています。速さと効率シリコン微粒子の取り込みの内面化の動力学を描写する私たちを導きます。サーフェス接続され内面の微粒子の間を区別するには、二重蛍光/フレット フロー フローサイトメトリーによるアプローチを開発しました。そのアプローチは、共有結合微粒子の表面に、アクセプタ fluorophore に分類された二次抗体の添付ファイルで取り付けられた抗体共役フルオレセイン芥子油の焼入に依存フィコエリトリン。結果の半分時刻マイクロパーティクル内化のライブ共焦点レーザー顕微鏡と電子顕微鏡で提供される確認付きの 15.7 分であった。

脾動脈瘤の腹腔鏡下治療。

一連の脾動脈瘤の腹腔鏡下治療を受けた 16 の連続症例を報告しました。

会議シーン: ナノテクノロジーと医学: 次の大きなものは本当に小さいです。

新興動向グローバル規模でのナノテクノロジーからの進歩について議論し、この急成長分野の動向を共有するプラットフォームの必要性を作成しています。科学、ナノテクノロジー ベンダー企業からの代表者、投資家、ビジネスマン、産業の多様な配列の膨大な数を誘致するため、会議が開催された参加者。会議の範囲を議論し、動向、技術革新と成長、しかしまだ新興ナノテクノロジーの科学の研究を共有する.アライアンス NanoHealth (アン) とナノテクノロジー ・ ベースの製品の承認と安全性の問題を解決するために米国 FDA の強制のパートナーシップとともに、個別化医療の発展に向けたナノテクノロジーの推力は主として認定されました。

ナノ - シェーピング/用マイクロ粒子流における血管の相互作用を強化されました。

非球状ナノ/マイクロ粒子は横方向にドリフトすることができます (流体力学的辺縁) 線形層流流体と慣性力の同時の影響の下で。このような機能の粒子ベース血管内および肺の配信システムと高スループット粒子分離のための新しい流れ下システムを設計するための合理的な設計で悪用することができます。一般的なアプローチは、非球形粒子の marginating の行動を予測するのに提示されます。横のドリフト速度は粒子のストークス数 St(a) に依存して、サイズ、密度と回転慣性粒子の成長に表示されます。細長い粒子、特に、低アスペクト比アレーセラミック粒子線形流の marginate 最大の性向を展示します。微小循環の低剪断レートで (S < 100 s(-1)) 非球形粒子振動する彼らの周りの軌道と辺縁のみ外部フォース フィールド (重力, 磁気) のアプリケーションを介して達成することができます;対しより大きい s (100 s(-1)<S<10(4) s(-1))、マイクロメータ粒子ドリフト速度 1-10 microm s(-1) 順を達成できます。肺循環流体の辺縁のサブミクロン粒子も観察できます。最後に、横方向にドリフトする固有の性向非球形粒子の横方向外力場を使用せず粒子分離のための流れ下アプローチに基づいて、マイクロ流体デバイスを設計するため効果的に悪用することができます。

シリカ施したにおけるグルコースの拡散係数の分子モデリング。

グルコースの拡散係数はグルコース輸送ナノ スケール範囲でインターフェイスの影響を評価するためには 10 nm のシリカ ナノチャンネルの限られた環境で検討しました。分子動力学研究グルコース シリカ界面吸着弱層を形成することを明らかにしました。彼らは同じ濃度依存に従うが計算される拡散係数実験のものに比べて最大 30 % 過大評価されました。インターフェイスに近い動径拡散係数拡散最大 3 インターフェイスによって影響があったものの横よりも低くなるように観察されたそれから nm。この減速のグルコースの拡散係数の長いランダム ・ ウォーク ジャンプの確率の低下に関連する発見されています。界面ダイナミクス吸着脱離プロセスによって特徴付けられることをも観測されました。これらの結果は明確にグルコース輸送 10 nm ナノ閉じ込めインターフェイスによって影響を受けるをお勧めします。

乳がんの治療のためのナノテクノロジー。

乳がん診療所におけるナノテクノロジーの治療剤の最大の存在と医学の分野です。皮膚吸収に関するカプセル化ドキソルビシンのペグインターフェロン形が日常的に転移性のがんに対する治療のために使用され、アルブミン ナノ粒子のシャペロン パクリタ キセルのローカル再発転移性疾患を 2005 年に承認されました。これらの薬は臨床の実質的な利益が得られているし、着実により有益な影響を集めています。現在化学および生物学的治療と組み合わせてこれらの薬を用いた臨床試験世界中 150 を超えます。これらの進歩にもかかわらず、乳房のがんの罹患率と死亡率は受け入れがたいほど高いです。ナノテクノロジーは、乳癌を含めるし、根絶することそう困難にレンダリングしている歴史的な挑戦への潜在的なソリューションを提供: 病気のプレゼンテーションは、患者の人口と進化の変更任意の個々 の病気の病気の進行、確立された治療カクテルへの '抵抗' の発症および副作用の重力ドライブの治療に複数の経路の極端な生物多様性、その結果、一般的に非常に貧しい分布体内注入治療剤から。新しい治療戦略の開発に成功のための基本的な要件は、乳がんリスク スペシャ リスト、クリニック、医薬品、基礎生物学研究所です- と技術者が技術者、物理学者、化学者、数学者の緊密な連携動作するように彼らの能力を最適化します。これはさらに他の多くの '環境' 除算学術報酬システム ・言語障壁相互開放文化全体が必要です。本稿は、丁重に相互作用とマイクロ- ・ ナノテクノロジー、乳房がん世界の育成を支援するコミュニティに送信され、特に後者のコミュニティに直接増え注意乳房のがんを臨時の有益な影響を促す可能性があります。本稿は入門乳癌、その現在の治療法、ナノテクノロジー、クリニックでの現在の役割の概要を開始します。私たちの視点、ナノテクノロジーの最大の機会は、ものに掲載されています;これからの悪影響も注入治療剤の生物学的分布を決定する生物学的障壁の役割の分析に従います。ナノテクノロジー ツールの異なる世代薬物送達のため、検討されている、シーケンシャルのバイオ障壁に対処する私たちの現在の戦略も提示し、によって励ましもより効果的なものを開発するには、コミュニティに付属しています。

低分子プロテオームの選択的濃縮と安定化のためのメソポーラスシリカチップス

メソポーラスシリカの高度なプロパティは、化学センシング、ろ過、触媒作用、薬物送達および選択的生体分子の取り込みを含むアプリケーションで実証されている。これらのプロパティは、順番に蒸発誘起自己組織化における処理パラメータによって決定される材料の建築、物理的および化学的性質に依存します。本研究では、高分子量のタンパク質を除去するための、低分子量種の特異的な分離と濃縮のためのコンビナトリアルアプローチをご紹介します。このアプローチは、選択的に分画採取し、酵素分解、ペプチド、お​​よび複雑なヒト体液中に存在するタンパク質から保護することができるメソポーラスシリカチップに基づいています。我々は、ペプチドおよびタンパク質の標準および血清ペプチドーの回復に彼らの選択のライブラリを使用してメソポーラスチップの広い範囲の収穫特性評価法を提示します。 MALDI-TOF-MSを使用して、我々は収穫の特異性およびメソポーラスシリカ表面の物理化学的特性との相関関係を確立した。細かい制御されたプロパティを持つこのメソポーラス材料の導入は、低分子量のバイオマーカー発見のための迅速かつ効率的な方法論を提供するプロテオミクスアプリケーション用の強力なプラットフォームを提供します。

選択的低分子量タンパク質を収集するためのメソポーラスシリカ膜とその官能誘導体のNanotextureの仕立て

我々は、特に分別にメソポーラスシリカチップに基づいて、高速で効率的かつ信頼性の高いシステムを提示し、低分子量プロテオームを豊かにする。ナノスケールで調整可能な機能を持つメソポーラスシリカ薄膜はトリブロック共重合体テンプレートの経路を用いて作製した。前駆体溶液に別のテンプレートと濃度を用いて、様々な細孔径分布、細孔構造、および接続性が得られ、低質量のタンパク質の選択的回収に適用した。質量分析と統計分析との組み合わせで、我々は、メソポーラスシリカ薄膜のナノ相特性と低質量プロテオーム収穫の特異性と有効性の相関関係を示した。さらに、ポリマーの選択にprefunctionalization法の限界を克服するために、プラズマアッシング前に化学修飾にメソポーラスシリカ表面の治療のために初めて使用された。異なる官能基による表面電荷の変更は、血清試料から低分子量タンパク質の選択的な取り込みをもたらした。結論として、我々の研究は、複雑な生物学的流体からの低分子プロテオームの選択的濃縮のため、メソポーラスシリカ表面の物理化学的性質を調整する能力は、プロテオームバイオマーカーの発見を促進する可能性を秘めていることを示しています。

ナノテクノロジーによる個別化治療を有効にします。

個別化医療の慣用的な教義を責め・ ヘルスケア戦略です 'は木の森を見失う'。ここでは、もはや開発し、患者の人口の 80 % だけに効果がある薬を市場に受け入れられるです我々 医療の新しい時代に入っています。出現"-オミクス"しばしば患者の生理学的特異性を収容することを小さな治療緯度を提供する標準化された療法の欠乏を拡大鏡です技術 (例えばゲノム、トランスクリプトーム、プロテオミクス、メタボロミクス)、システム生物学の進歩。医学へのパーソナライズされたアプローチは、新しい概念ではありません。ゲノムの謎を解明科学コミュニティを始めて以来、汎用治療レジメン患者固有の治療法を支持して破棄することを約束はより実現可能、現実的になった。個人化された薬に向かって、この動きの主要な科学的な障害の 1 つは技術支援の必要性をされています。ナノテクノロジーは患者固有の治療で重要な役割を果たすことに投影される;ただし、この移行はシステムバイオロジーのアプローチに基づく臨床医学の進化の成長に大きく依存します"-オミクス"テクノロジー分析と統合。この原稿はフォワードを提供しますそれは個別化医療に係るものし、技術ナノ ベースの製品臨床徴候と患者の特異性の範囲の広大な配列上の現在の状態の「スナップショット」を確立する評価ナノメディシンの約束を探してします。「科学の進歩と医療需要に従って自動修復するには"市場ハードルと規制へコンプライアンス改革を駆動など他問題が予想されます。これらの周辺機器、非科学の懸念はこの原稿の長さで扱われません;しかし彼らは存在すると個別化医療に向けた医療変換をシフト パラダイムへの影響はその成功にとって重要になります。

がんのナノメディシンの最前線: 生物学的障壁を通して大量輸送を演出します。

大量輸送体コンパートメント内および生物学的障壁の間での物理学の癌から健康組織を区別します。ナノ粒子の亜種は、輸送に影響を与える 1 つだけのデザイン パラメーターによって一度に変化、コンビナトリアル大きなセットで製造可能です。ナノ粒子はまた所定のロジックに従って、協調のアクションのシーケンスを実行するシステムのビルディング ブロックとして使用できます。我々 は、これらの Logic-Embedded のベクトル (よっぽど) 参照してください。ナノ粒子とよっぽど腫瘍における質量輸送法の定量のための理想的なプローブ イメージングのコントラスト エンハンサーとしての演技で、療法の病変選択的配信を採用することができます。そのサイズ、形状、密度、界面化学血流, 辺縁、細胞接着、細胞の選択的取り込みだけでなく形作られます人身売買およびローカリゼーションにおける対流輸送を支配します。ここで主張するようトランスポート格差 'oncophysics 交通' と呼ばれるがんの理解腫瘍における有望な新境地を明らかにする: 治療より有効性の展開する質量輸送格差を悪用し、副作用を削減病変固有の配信微粒子の開発。

ポーラス シリコン微粒子を合わせた: 作製と特性。

メソポーラス ・ シリコン小片のドラッグデリバリーの使用は、生分解性と生体適合性のおかげで広く検討されています。ポーラス シリコン マイクロおよびナノスケールの物理化学的性質を調整する能力はこの材料に多様性を付与します。再現性の高いの作製、単分散、メソポーラス ・ シリコン小片パターン付き si トレンチの電気化学エッチングを介して制御の物理的な特性を持つメソッドが提示されます。マイクロメータの粒子サイズを合わせた範囲し、孔径のナノメーターの範囲、管状から図形に半球、アレーセラミックに 46 から気孔率 80 % 以上に。また、多孔質マトリックスのプロパティ モデル ナノ粒子 (量子ドット) の読み込みと相関している、マトリックス内での 3次元配置透過電子顕微鏡トモグラフィー法による観察されます。本研究で開発された方法メソポーラス ・ シリコン小片治療ベクトルの合理的な設計の原則によるとを作製し、多孔質マトリックス中のナノ粒子の分布を特徴付けるの効果的な手段を提供します。

ナノ医療診断と心血管疾患の治療のための新興アプリケーション。

ナノ医療診断と治療のためのナノテクノロジーの概念を利用した新しい分野です。この収束の規律は、化学、生物、物理、数学、工学などの研究分野をマージします。したがって、分子・細胞の相互作用、間のギャップし、医学に革命をもたらす可能性があります。このレビュー心血管疾患の治療に重要な影響を与えることを構えナノメディシン研究における最近の動向を提示します。これは、心血管疾患、動脈硬化, 再狭窄と心筋梗塞の治療と診断の向上を通じて発生します。具体的には、分子イメージングと先進治療、特別に設計された薬剤溶出性ステントと in vivo/ex vivo 早期検出技術ナノ粒子の使用について説明します。

ナノトポグラフィを介して細胞接着を調節します。

細胞接着は基礎プロセス組織工学用足場の開発です。バイオ センサーの設計抗菌基板の準備で。理論モデルは特定 (リガンド-受容体) と非特異的界面相互作用会計基板地形の関数としてもともと不活性表面への細胞接着の強さを予測するために提示されます。3 つの政権は、基板の表面エネルギー (ガンマ) によって識別されている: 小さなガンマの粗さの任意の増加への付着; にとって有害であります。大型のガンマを最適な粗密着性を最大化が存在します。中間ガンマ用表面粗さ接着、マイナーな効果があります。結果提示いくつかの実験的観察と定性的には、システムの長期的な平衡構成をキャプチャすることができます。合理的地形と物理化学的特性は反発しながら細胞の増殖を好意に合わせた基板を設計するため提案モデルの概念をサポートする細菌の接着。

脾動脈瘤のロボットの治療のための複合現実感。

複合現実感の技術は、腹腔鏡及びロボット手順の外科解剖をガイドし、その精度を高めるために術前計画で正常に使用できます。

破裂腹部大動脈瘤の転帰の予測新しい術前因子: ショック (tbs 系) の前に、の時間。

破裂腹部大動脈瘤 (年) とショックの患者ではその予後の意味を評価するために開発のフルのショック症候群の存在と年により症状の発症の間のタイム ラグを評価しました。このタイムラグと呼ばれた時間ショック (tbs 系) の前に。

骨組織工学用多相複合材料のマイクロメカニックスによる行動の形成。

機械剛性複合材料機械的安定性と破壊サイト osteo 再生プロセスに影響を与えること、骨ティッシュ エンジニア リングのための合理的な設計の基本的なパラメーターです。数理モデルは有効ヤング係数 (E) とせん断弾性係数 (G) 混相ラミックのジオメトリ、材料特性、各フェーズの体積濃度の関数として予測するために提示されます。補強の粒子形状も劇的に機械の剛性に影響を与える可能性がありますを示す: 最大 E および G 化できる薄い血小板のようなまたは長い線維のような粒子などの大規模な幾何学的異方性粒子を採用します。多孔性ポリ (プロピレング フマル酸) (気孔率 60 %) 足場用シリコン粒子 (10 % 体積濃度) ヤングの (傾斜) 弾性率 10 倍だけを用いて薄膜として、効果的な弾性係数 E 約 8 を達成、古典の球状粒子に反対の血小板のようなより多くによって増加する可能性が GPa (G 約 3.5 GPa)。提案した数学的モデルは、結果を提供しますいくつかの実験的テスト _ ケースとよく一致と骨の足場の適切な定式化を識別する、開発時間の短縮、実験的テストを導くを助けることができます。

持続の干渉の小さな RNA デリバリーでメソポーラス ・ シリコン小片によって。

RNA 干渉 (RNAi) 様々 な病態と関連する遺伝子サイレンシングの強力なアプローチです。しかし、in vivo での RNAi 配信安全、効率的での欠如と持続的な全身の配信のための主要な挑戦を続けています。ここでは、我々 の新しいアプローチを克服する多段ベクトルを使用してこれらの制限を構成する中立的な nanoliposomes (dioleoyl, ホスファチジルコリン ダイレクトオン) 読み込まメソポーラス ・ シリコン小片 (ステージ 1 微粒子、S1MP) の報告過剰 EphA2 腫瘍に対する目標と低分子干渉 RNA (siRNA) を含むです発現卵巣を含むほとんどの癌で。私たちの配信方法持続的な EphA2 の少なくとも 3 週間で 2 つの独立した同所性同種マウス モデル S1MP の単回静脈内投与後の卵巣癌の遺伝子の沈黙 EphA2-siRNA ダイレクトオンとロードの結果。さらに、S1MP の 1 回投与と EphA2 siRNA ダイレクトオン大幅に減らされた腫瘍負担・血管新生・細胞増殖は非コード コントロール siRNA を単独で (SKOV3ip1、54%; に比べてロード57 %Heya8) 血清化学反応や炎症性サイトカインの大幅な変更なしで。要約すると、我々 を超えて卵巣腫瘍の病理の幅広い適用性と持続的な遺伝子のサイレンシング小説の最初の in vivo 治療検証、多段 siRNA デリバリー システムを提供しています。

細胞の協会および多段配信システムのアセンブリです。

血液媒介配信システムが多様性の生物学的障壁を克服する必要があります実現する多段配信一時的粒子またはエージェントの連続した段階を解放するように設計システム (MDS) の作製にシーケンシャル障壁、ターゲット サイトへの治療および診断エージェントの配信を強化の目標を征服するにつながっています。最も単純な形式で、MDS 第 2 段階のナノ粒子のキャリアとして機能するステージ 1 ポーラス シリコン微粒子致しております。細胞取り込みマクロファージによる標的アレーセラミック シリコン微粒子の電子と原子間力顕微鏡 (AFM) で確認します。超常磁性酸化鉄ナノ粒子 (SPIONs) 二次ナノ粒子のモデルとしてを使用して、成功したシリコンの多孔質マトリックスを読み込んで微粒子を実現し, とリテンション ナノ粒子の 3 アミノプロピルトリエトキシシランで読み込まれた微粒子の aminosilylation によって強化されます。原子間力顕微鏡と x 線光電子顕微鏡によるシラン濃度と反応時間シラン高分子多孔質シリコン上の性質の影響を調べた。MDS サポート大腸菌シリコン微粒子のマウスからの組織サンプルを静脈内投与と様々 な組織との間で SPIONs スパイ リリース脾臓の機能強化、肝臓や肺と比較して、次のシランの MDS キャッピング SPIONs の保持を強化します。ファントムモデル スパイ ロード MDS の負コントラスト磁気共鳴画像で表示します。シリコン毛穴上にキャップを形成することに加えて、シラン高分子遊離アミンのため抗体の活用、微粒子に強化された血管内皮関連付けにつながる両方 VEGFR 2 と PECAM 特異抗体します。この研究が示すアセンブリとセルラー協会 biomolecularly である多粒子の配信システムをターゲットしで生体イメージング アプリケーションの可能性があります。

薬物送達: 細胞の協会およびアセンブリの多段配信システム小型の 12/2010年。

SiRNA 薬物治療クリニックに偏向。

Nanovectors 生体イメージングと治療のための合理的な設計の統合アプローチ。

ナノ粒子の使用の早期発見, 治療, と疾患のイメージングは、がんや心臓病などの別の生物医学分野で巨大な潜在性がすでに証明されています。ナノ粒子の広いスペクトルは現在開発中で、出展の違い (i) サイズ、数ミクロン ~ 数十ナノメートルからに至るまで;(ii)、円筒、半球アレーセラミック、円錐形に古典的な球形のビードからの形;(iii) 表面機能化、静電気帯電と生体分子の活用形の広い範囲で。明らかに、すべての可能なサイズ、形状、および表面の物理化学的特性を組み合わせることによって生成されるナノ粒子のライブラリは莫大です。このような複雑なシナリオでは、統合的なアプローチをここで提案して血管内治療とイメージング造影剤の配信のためのナノ粒子系 (nanovectors) の合理的な設計のための説明。In vitro アッセイとマルチ スケール ・ マルチフィジックス数理モデル提案の統合アプローチを組み合わせたと in vivo 生体顕微鏡を用いて (IVM) 実験しサイズ、形状、および nanovectors ローカリゼーション病的血管内を最大限表面特性の最適な組み合わせを志望します。

間葉系幹細胞 Mammosphere の形成を促進して E-カドヘリン正常および悪性の乳がん細胞の減少します。

腫瘍開始細胞 (TIC) または幹細胞と呼ばれるまれな人口自己更新するには、容量と万能細胞の正常および悪性胸のティッシュを含んでいます。これらの細胞の豊かに三次元培養での"mammospheres"として成長することができます。

細胞内シリコン粒子とロジックを組み込んだベクターの人身売買。

メソポーラス ・ シリコン小片使用の偉大な約束薬物では第 2 段階のナノ粒子と高い順序粒子または治療のためのキャリアとして配達およびイメージ投射のアプリケーションを表示します。パーティクル ジオメトリ、表面化学、ポロシティの変調シリコン粒子を血管ターゲットや一般的薬物注射部位と最終的な宛先の間に見られる生物学的障壁の回避などの特定のアプリケーション用に最適化することができます。本研究では、アンロードされたキャリア シリコン粒子とキャリア粒子の細胞内輸送二次鉄ナノ粒子調査した酸化物をロードしました。細胞取り込み後、シリコン膜カプセル粒子の細胞核領域に微小駆動機構によって移行。表面電荷、形状 (球形と半球) とサイズ (1.6 と 3.2 microm) 粒子の移動率は変わりませんでした。ファゴソーム成熟の酸味と後期エンドソームとリソソームのマーカーの買収の増加に関連付けられていた。酸化鉄ナノ粒子ロード シリコンナノ粒子の細胞取り込みの粒子を並べ替えとユニークな目的地に人身売買をもたらした。シリコン キャリアは phagosome では、ローカライズされた第二段階酸化鉄ナノ粒子からファゴソーム小説の膜結合区画に解離 multi-vesicular 体にソートされたまま。酸化鉄ナノ粒子ロード小胞のエキソサイトーシス鉄のリリースのセルからを表します。これらの結果は、異なる粒子が形作られます特定の区画をシングル各ペイロードを提供するために特定のタスクを実行することができるが、多機能ナノキャリアの概念を強化します。

ナノ多孔性シリカの表面上のタンパク質の強化されたマイクロコンタクトプリンティング

我々は、任意の表面上に強化されたタンパク質のパターニングと吸着するための効果的な方法として、マイクロコンタクトプリントを組み合わせた多孔質シリカの表面改質を、示しています。従来の化学療法に比べ、このアプローチは、複雑な化学的活性化を必要とせずに拡張性と長期的なデバイスの安定性を提供しています。一般的に使用される3 - アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES)とグルタルアルデヒド(GA)と官能基を使用して、2つの化学表面処理は、タンパク質吸着に基づいてナノ多孔性シリカの表面と比較した。堆積厚さと多孔質シリカ膜の均一性は、フルオレセインイソチオシアネート(FITC)標識パターンpolydimethlysiloxane(PDMS)スタンプを介して基板上に印刷されたウサギ免疫グロブリンG(R-IgG)の蛋白質を評価した。蛋白質のより完全な転送は、化学的官能基材に比べて多孔質シリカ基板上に観察された。異なる細孔径(4-6 nm)と多孔質シリカ(96から200 nm)の厚さの比較は57%の気孔率および96 nmの厚さは、完全な転送のために適した環境を提供し、4 nmの直径を有する多孔質シリカを示しているR- IgGのタンパク質。蛍光顕微鏡や原子間力顕微鏡(AFM)の両方がタンパク質層の特性評価のために使用された。多孔質シリカ層はタンパク質への最小限のダメージで有利な伝達媒体を提供する、生体適合性である。パターンイムノアッセイマイクロチップは、ポイント·オブ·ケア·アプリケーションの印刷可能な、堅牢な免疫学的検出を可能にする多孔性表面に印刷後に保持タンパク質の機能を実証するために開発されました。

人間 CD44 のハ結合ドメインにターゲット DNA Thioaptamers の組合せの選択。

CD44、ヒアルロン酸のプライマリの受容は、腫瘍の増殖と転移に重要な役割を果たしています。CD44 ヒアルロン酸の相互作用を悪用することができます具体的にがん細胞への抗癌剤の配信対象と。様々 なスプライシング変種 CD44 の癌細胞の膜上に提示されるが、ヒアルロン酸結合ドメイン (HABD) は CD44 のスプライシング亜種間保存性が高いです。小説の 2 段階のプロセスを使用して、我々 は、とりわけ結合は CD44 の monothiophosphate 変更アプタマー (thioaptamers) を識別した高親和性と HABD。選択した thioaptamers の結合親和性に、HABD を 180 295 nM、ヒアルロン酸 (K(d)) マイクロモルの範囲の上のそれより有意に高い親和性の範囲内であった。選択した thioaptamers CD44 陽性ひと卵巣癌細胞株に (SKOV3、IGROV、および A2780) をバインドが CD44 陰性 NIH3T3 細胞ラインをバインドできませんでした。チオ置換 DNA リン酸塩のバックボーンの特定の位置特定と高親和性 thioaptamers のバインディングで CD44 に結果ことが示唆されました。選択した thioaptamers は、癌組織の治療ペイロードのさらなる発展、配信のターゲットまたはイメージング剤の大きな関心になります。

Thioaptamer リガンドに対して E-セレクチンの同定: 炎症血管を対象化する潜在的なアプリケーション。

薬物キャリアーを特定のターゲット サイトのアクティブなターゲット治療とイメージング造影剤の安全かつ効率的な配信を提供することが重要です。E-セレクチンの発現誘発炎症性刺激に応答して血管の内皮細胞表面についてが欠席です通常の船で。したがって、E-セレクチン分子の魅力的なターゲットであるし、高い親和性リガンド E-セレクチンを配信治療および/またはエージェント炎症血管イメージングのための強力なツールかもしれない。本研究では、我々 は E-セレクチンに対して変更 thiophosphate アプタマー (thioaptamer, TA) 識別 (ESTA 1) によって 2 段階の選択戦略を採用し: 組換え蛋白質ベース TA バインディングから選択コンビナトリアル ライブラリ続いて E-セレクチンひと血管内皮細胞の表現を使用して、セル ベース TA バインディングによる選択。ESTA 1 は選択的にバインドする E-セレクチン ナノモル結合親和性と (K(D) = 47 nM) 最小限を展示しながら交差反応性 P と L-セレクチンを。さらに、ESTA 1 バインド E-セレクチンの内皮細胞に著しく接着かっさい (以上 75% 阻害) sLe(x) 正 HL ‐ 60 細胞ナノモル濃度での。ESTA 1 も特に卵巣, と皮膚の胸から派生した人間の癌の炎症腫瘍関連血管系が正常臓器にバインド、このバインド E-セレクチンの発現レベルと非常に関連していた。同様に、静脈内に注入された ESTA 1 乳房癌異種移植モデルにおける腫瘍血管への個別のバインディングを示した。一緒に、我々 のデータは高い親和性と特異性、それによって ESTA 1 の潜在的なアプリケーションの E-セレクチンのターゲット配信を強調結合 E-セレクチンを thioaptamer (ESTA-1) の発見を実証します。

ロジックが埋め込まれた細胞内のパーティション分割、エンドソーム脱出、エキソサイトーシス ナノ粒子のためのベクトル。

ナノキャリア、ロジックが埋め込まれた新世代 (よっぽど) ベクトル、こうして冗長またはデュアル ヒット経路の相乗的制御のための機会を作成する複数の細胞内のサイトのコンポーネントをローカライズする能力に恵まれています。レフ エンコード要素には、サイズ ・形状、電荷・表面の化学が含まれます。本研究では, 細胞取り込みのためにプログラムし、エンドソーム経路と表面合わせた酸化鉄ナノ粒子の並べ替えと粒子のユニークな携帯電話の場所にパーティショニング エンドソームのプログラムに沿って人身売買のポーラス シリコン ナノキャリアよっぽどで構成されます。存在下での永続的なエンドソーム ローカリゼーション シリコン ナノキャリアのアミン修飾ナノ粒子がキトサンで被覆された粒子がエンドソームから脱出し、細胞質を入力中に形成する新規膜結合コンパートメント細胞の分泌と互換性のある複数の小胞体に並べ替えられます。ポーラス シリコン マトリックス内のカプセル化は、これらナノ粒子の表面を合わせたプロパティを保護し、キトサンで被覆された粒子のエンドソーム脱出を高めます。したがって、よっぽど病変、複数のレベルで細胞操作するナノ粒子のシールドの輸送のためのメカニズムと内および細胞間を対象化する手段を提供します。

ガドリニウム造影剤ナノポーラス粒子の幾何学的閉じ込め T1 コントラストを強調します。

磁気共鳴イメージング造影剤現在その構造と物理化学特性を変更することにより relaxivity を改善して画像のコントラストを高めるために設計されています。ここでは、シリコン微粒子のナノポーラス構造中の造影剤を限定することにより relaxivity を高めるための一般的な方法を示します。Magnevist、gadofullerenes、gadonanotubes quasi-hemispherical とアレーセラミック粒子の毛穴内が読み込まれました。Nanoconstructs のすべての組み合わせでは、ブースト縦陽子 relaxivity r(1) に観察された: Magnevist、r(1) ≈ 14 mM(-1) s(-1)/Gd(3+) イオン (∼ 8.15 × 10(+7) mM(-1) s(-1)/construct);gadofullerenes、r(1) ≈ 200 mM(-1) s(-1)/Gd(3+) イオン (∼ 7 × 10(+9) mM(-1) s(-1)/construct);gadonanotubes、r(1) ≈ 150 mM(-1) s(-1)/Gd(3+) イオン (∼ 2 × 10(+9) mM(-1) s(-1)/construct)。これらの relaxivity の値は、約 4 〜 50 倍の臨床使用可能ガドリニウム ベース エージェント (∼ 4 mM(-1) s(-1)/Gd(3+) イオン) より大きいです。強化対照的 Gd(3+) イオンの常磁性の挙動に影響を与える、エージェントの幾何学的閉じ込めに起因しています。したがって、ナノスケール閉じ込めガドリニウム造影剤のコントラストを強化するため、新しい一般的な戦略を提供しています。

生分解性多孔質シリコン バーコード ナノワイヤ定義されたジオメトリとは。

シリコン ・ ナノワイヤは、エネルギー生産とストレージ、柔軟なエレクトロニクス新興その 1 次元半導体的性質と機械的性質からユニークな特性のための生物医学など様々 な分野で実績のある重要なです。ここでは生分解性多孔質シリコン バーコード ナノワイヤーの合成アシスト無電解エッチングによる金属単結晶シリコンの比抵抗値は 0.0008 Ω cm から 10 Ω cm に至るまでを報告します。我々 のバーコード nanowiresby ナノリソグラフィ ジオメトリの定義し、我々 は彼らの多色の反射率とフォトルミネッ センスを特徴付けます。金属触媒濃度カタラーゼ、エタノール濃度、シリコン抵抗の関数として得られるさまざまなナノ構造の相図を開発し、これらの観測を説明する機構を提案します。我々 は、これらナノワイヤは分解され、その分解時間表面処理により変調することができますを示しています。

ヒト血清からキャプチャした低分子ペプチドの濃縮のためのメソポーラスシリカ薄膜の酸素プラズマによるNanotextureの最適化

本研究では、酸素プラズマ対熱酸化を用いたnanotexturingによるメソポーラスシリカ薄膜の最適化を検討した。酸素プラズマ中の焼成では、細孔表面とポリマーテンプレートの構造体への高い忠実度に関して孔形成よりも優れた制御を提供します。その結果、多孔質膜は、複雑な混合物からペプチドの選択的なパーティショニングのための理想的な基板を提供しています。多孔性薄膜(細孔径分布、ナノ構造、表面特性と細孔の接続)の改良化学の物理的特性を系統的にXRD、エリプソメトリー、FTIR、TEMおよびN(2)吸着/脱着で特徴付けられた。両方の方法で作製したメソポーラスシリカ薄膜上ヒト血清からキャプチャした低分子量タンパク質の濃縮は、それらのMALDI-TOF MSプロファイルの比較により検討した。この小説のオンチップ·分別技術は、がんや他の疾患の早期診断のための有益なリソースとして認識されているヒト血清から、低分子量のペプチドを回収するには利点があります。

2Dと3Dの超音波イメージング技術を使用して制御する骨欠損の特性評価

超音波は骨評価アプリケーションの標準X線とCTの方法に代わる魅力的なモダリティとして浮上している。今日の時点では、しかし、骨イメージングアプリケーションにおける超音波診断技術の性能を調べる系統的な研究の欠如があります。本研究ではin vitroで制御された実験ではイメージングの骨のための新しい超音波技術の性能の限界を理解することを目指しています。実験は、400マイクロモルから5ミリメートルまでのサイズが制御された欠陥を持つ哺乳類および非哺乳類の骨のサンプルで実施されています。超音波所見は、統計的に標準的なX線画像診断法と光学顕微鏡を使用して、同じサンプルから得られたものと比較されます。この研究の結果は、リアルタイムで高精度と高精度のサブミリメートルの骨欠損を評価するために診断用超音波イメージング技術を使用することが可能であることを示している。これらの結果はまた、超音波イメージング技術は、両方の哺乳類および非哺乳類の骨の中に制御された欠陥の広い範囲の評価に、X線イメージング、光学イメージングの方法よりも比較的良く実行することを示しています。将来的には、超音波イメージング技術は、骨イメージングアプリケーションのための費用対効果の高い、リアルタイム、安全かつポータブルな診断ツールを提供することがあります。

Peg 修飾メソポーラス シリコン構造の劣化速度論を仕立てください。

注射と埋込型 porosified シリコン (pSi) のキャリアおよびデバイスの長期化と制御の配信ビートバイオ医薬品の急性の条件の様々 な慢性疾患の治療のための偉大な約束を提供します。ポリエチレン グリコール (ペグ) 現在細網内皮のシステム (RES) クリニックで大抵粉じんの吸収を避けるために使用される重要な表面改質剤です。この作品でペグ キャラクタリゼーション pSi の表面劣化動態シリコン構造を調整する手段として使用できることを初めてを示します。様々 な分子量の 7 つのペグ (245, 333, 509, 686, 1214年、3400 と 5000 Da) 採用されたと ICP-AES、SEM のおよび/蛍光目視定量による模擬生理的条件でのペグインターフェロン pSi の半球状微粒子の劣化は監視だった。In vitro でのヒトのマクロファージとシステムの生体適合性を評価した.明らかに制御された peg 化シリコン微粒子の劣化動態を細かく調整する敏感なツールを提供できることと、システムは THP1 人間マクロファージの炎症性サイトカイン IL-6 と IL-8 のリリースを誘発しないでください示唆されました。

可変のゼロ順序リリース植込み型線量特定の薬物送達のための堅牢な化学 # 分子膜。

この原稿は対応可変長期ゼロ順序リリース臨床アプリケーションに関連する範囲における治療剤の機械的に堅牢な植込み型化学 # 分子膜を示します。膜を施した 5 として小さい nm、膜表面に平行垂直マイクロおよび周囲のソリューションとのインタ フェース用の macrochannels と独立の制御用量と高密度ショート施したの統合を通じて、機械的強度のことができます。これらの化学 # 分子膜単分散ナノチャンネル寸法と表面粗さの絶妙な制御の有効化シリコン ・ オン ・ インシュレータ基板上高精度シリコンの作製技術を使用して作成されます。ゼロ順序リリース analytes の分子に流体がナノスケールに限られているときに拡散輸送を支配する表面の相互作用を利用して実現しています。本研究ではカスタムの拡散と試験ガス分子放出率とプロセスの均一性とに基づいてガス バースト試験による機械的強度の定量化を使用した化学 # 分子膜の性能を調査します。制約付きのゼロ オーダーのリリースのカイネティクスとサイズ、電荷状態と構造の立体構造の範囲を提示する分子プローブされます。最後に、各テストの分子のためのゼロ オーダーのリリースを確保するために分子の流体力学的直径のナノチャンネル ディメンションへの最適な比率が決定されます。

誤植: 細胞の協会および多段配信システムのアセンブリです。

細胞の協会および多段配信システムのアセンブリ。

多段 Nanovectors: コンセプトから新規イメージング造影剤および治療します。

数十年にわたって多種多様なプラットフォームに基づいてナノテクノロジー合成して病サイトへの活性化合物の配信を改善するために作製しました。現在、クリニック、nanotherapeutics/nanodiagnostics 調査は、下の大半で使用されるナノ粒子は単一または複数機能、同じエンティティ上に対応します。多くの異種の生物学的障壁が十分な濃度で、意図する標的に達することから治療およびイメージング エージェントを阻止できるため、特定の関数を個別行動相乗方法で異なるコンポーネントでの multimodular nanoassembly を開発することには、新興の要件です。多段 nanovectors (MSVs) 2008 では、このタイプの最初のシステムとして導入されました。いくつかのナノ部品または「ステージ」それぞれの 1 つまたは複数の生物学的障壁をネゴシエートするように設計は、構成されます。ステージ 1 メソポーラス ・ シリコン小片 (S1MPs) が合理的に設計され、非球形のジオメトリ優れた血辺縁を有効にして細胞表面の密着性を高めるために作製しました。S1MPs の主なタスクは、その多孔質構造に読み込まれるナノ粒子を効率的に輸送して病病斑に管理サイトからの輸送中にそれらを保護するためにです。フォトリソグラフィと電解エッチングを含む半導体製造技術は、絶妙な制御と幾何学、ポロシティなど S1MP の物理特性の正確な再現性を許可します。さらに、S1MPs は負/正荷電グループ、ペグと他のポリマー、蛍光プローブ、造影剤、および抗体、ペプチド、アプタマー、バクテリオファージなど生物学的活性のターゲティング基を化学的に変更できます。ステージ 2 ナノ粒子 (S2NPs) と呼ばれるペイロード ナノ粒子、リポソーム、ミセル、無機/金属ナノ粒子、デンドリマー、5 ~ 100 nm の直径のおおよそのサイズの範囲内の炭素構造などの現在利用可能な任意ナノ粒子をすることができます。S1MP の物理化学的機能によって (幾何学、ポロシティと表面改質) は様々 な S2NPs やナノ粒子「カクテル」を読み込み、病サイトに効率的に配信できます。S1MPs には、さまざまなプロパティが出現、小説、S2NPs を読み込んだら、ここでは、見直しの研究で示したように新しく、改良されたイメージング造影剤および治療薬のデザインを有効に。たとえば、上半球とアレーセラミック S1MPs に MRI Gd 系造影剤の読み込みには longitudal relaxivity (r1) の最大 50 回まで臨床的に利用可能なガドリニウム ベース エージェント (~ 4 mM(-1) s(-1)/Gd(3+) イオン) のそれらより大きい値に大幅増加しました。さらに、管理 EphA2 腫瘍に対する目標と低分子干渉 RNA (siRNA) を含む中立の nanoliposomes ロード MSVs の単回投与の持続的な EphA2 ジーンサイレンシングの少なくとも 21 日有効に。この結果、腫瘍の負担は、卵巣がんの同所性同種マウス モデルで減少しました。MSV プラットフォームと新興プロパティの汎用性の広範な臨床含意がん theranostics の領域の内外でパーソナライズされたソリューションの作成を可能にすることを想像します。

ゲートおよび表面近傍の拡散荷電フラーレンに施した。

ナノ粒子及びその誘導体最近の関心の大きな爆発だったが。かなりの進歩にもかかわらず化学 # 分子物理学では、ナノ粒子の拡散輸送、革新的なアプリケーションのホストのために必要な制御はまだ示されていません。本研究では、負と正荷電フラーレン誘導体 (樹状フラーレン 1、DF-1、AC60 アミノ フラーレン) 5.7 と 13 nm のシリコン施した異なるイオン強みを持つソリューション内での拡散実験を実行しました。DF 1 で whereby リリース プロファイルのダイナミクスの精密高再現性制御を施した内のイオン強度のグラデーションを調整することにより達成されたゲート拡散を示した。AC60 を施した我々 の実験の範囲内の大きさの独立したリリース レート生産表面近傍の拡散輸送を観察しました。最後に、理論的な分析を通じて我々 物理 nanoconfinement、静電相互作用とイオン強度不均一これらゲートおよび表面近傍の拡散輸送現象に関しての相対的な重要性を明らかにすることができた。これらの結果は、治療の対象となる nanovectors の制御管理を含む、複数のアプリケーションのため重要です。

Nanotherapies 分子標的癌: 治療の特異性を有効にします。

化学療法はがんの治療に強力なアジュバント療法主力を表します。フィールドはすべてを網羅した細胞致死効果をこれらのアクションのターゲットを絞った、特定のメカニズムを有する薬物から進化している;発癌性プロセスの理解が深まるの直接の副産物。しかし、進歩の鍵分子と来す経路をターゲット エージェント開発に関するささやかな影響だけがあった上の患者の生存。いくつかの生物学的障壁は、腫瘍への薬の適切な配信を妨げるし、化学療法で克服するためには手ごわい挑戦のまま。現在、ナノメディシンのフィールドは、きついし、再配置された薬などの配信を有効です siRNAs、劣化から保護を提供するキャリアに上昇を与えることによって循環回長期・と患者の罹患率増加腫瘍の蓄積は、すべての中で結果を低減します。このレビューはいくつかの革新的なナノ粒子ベース プラットフォームのいくつかの新規化学療法剤の臨床の翻訳を提供する潜在性を強調しています。我々 はまた、多段薬物配信戦略、腫瘍へ向かう途中ながらいくつかの生物学的障壁を克服するために設計された堅牢なキャリア プラットフォームの開発に関する作業を要約します。

生体ナノテクノロジー: クリニックに向かって。

可変階層的ナノ構造の自己組織化亜鉛/銅水酸化炭酸塩

ここでは、亜鉛/銅の水酸化炭酸塩の自己組織化のための合成、高分子を介した方法を報告し、3Dの藻のような、ウニのような、ヒマワリのような階層、および輪状のような水酸化亜鉛、炭酸(ZHC)微細構造を含む上部構造放射ナノプレートやナノロッドと、階層的な銅の水酸化炭酸塩(CHC)ミクロスフェア。キャッピング剤として、ポリ(ビニルピロリドン)(PVP)は、このようなユニークな構造の成長と自己組織化を導く上で重要な役割を果たすことが判明した。としてPVPの分子量や濃度によって制御される製品とその結果階層的な上部構造形態の結晶構造は、系統的に調べた。異なる形態を持つ階層的な上部構造の形成のための可能な成長メカニズムも提案されています。

仮想手術シミュレーションのための四面体の質量-ばねモデルの生体力学的パラメーターの統合。

手術シミュレーションは、できるだけ似た外科医が顔に起こっている実際の条件を動作のシナリオがある必要があります。視覚的・幾何的患者の特性を再現するには、必要なだけでも物理・力学特性が理論的には必要です。この紙の物理的根拠に基づいた患者特定のシミュレータの固形臓器について、基になる理論をリコールし、シミュレーション結果との比較を提供する説明します。メインの生体力学的パラメーター (ヤング率と密度) 四面体構造化ネットワークを用いた質量ばねダンパー モデル (MSDm) に統合されています。減衰係数をモデル化しながらレイリー アプローチを使用して提案アルゴリズム ノード質量とばね剛性の自動設定を許可します。さらに、メソッドは自動的に両方の表面と内部のヤング率の使用を許可の器官の外部層検出: カプセル (または間質) および内部の一部 (または実質)。最後に特定の力学的特性と病変を表すモデルを手動でチューニングできます。メソッドは、様々 な材料のサンプルでテストされてをいます。結果によって対話的シミュレーションに必要なパフォーマンスを確保良い視覚的リアリズムを示しています。

ポーラス シリコン微粒子の体内動態と細胞の協会に影響を及ぼす血清オプソニンのプロテオーム解析。

薬物送達車の質量輸送サイズ形状、組成、および表面の化学として粒子表面に吸着される生体分子と血清タンパク質などのパーティクル プロパティによって導かれます。セルラー団体とも注入された粒子の体内動態に影響を及ぼす血清蛋白質を識別する試みでは、我々 二次元ゲル電気泳動と質量分析法によるカチオン ・ アニオン性シリコン微粒子の表面から溶出蛋白質を識別する使用されます。カチオン性微粒子 25-fold 大きい豊富 Ig 光可変チェーン、フィブリノゲン、および補体成分のアニオンのに比べて 1 の表示。脾臓の優遇蓄積カチオン性微粒子を示したに対しアニオン性微粒子に等しい豊富マウス肝臓と脾臓に蓄積する見つかりました。肝血管内皮細胞とカチオン性微粒子の関連の証拠と同様、肝臓、免疫組織化学マクロファージ取り込みアニオン、カチオン性微粒子のサポート。さらに、走査型電子顕微鏡写真携帯電話競争内皮細胞とマクロファージによるカチオン性微粒子のサポート。肺および腫瘍の高いマクロファージ コンテンツにもかかわらずマイクロパーティクル取り込み細胞これらによって組織特異マクロファージによる表面受容体のレパートリーの中での違いをサポートする最小限だった。要約すると、粒子表面の化学は細胞間相互作用と体内動態に影響を及ぼす血清成分の選択的結合を駆動します。

ナノポーラス シリコン粒子の生体内分布の in Vivo 評価の近赤外イメージング方法です。

治療および診断の目的のための新しいのナノ粒子ベースのテクノロジの開発では、体中のナノ粒子の運命を理解は重要です。最近、生分解性と生体適合性ナノポーラス シリコン粒子 (第 1 段階微粒子 [S1MPs]) ホスト、保護、および静脈注射に関する第 2 段階の治療および診断のナノ粒子 (S2NPs) を提供することができる多段ベクトル配信システムを開発しました。この配信システムは、順番にターゲット配信サイトへの生物学的障壁を途中分離とそれを構成する協調ロジックを組み込んだベクターにタスクの割り当てによって克服をめざした。この作業では、多孔質構造と S2NPs の潜在的な読み込みを損なうことなくが近赤外色素、S1MP の表面上の活用によって我々 S1MPs 光イメージング システムを使用して健康なマウスにおける生体内分布を監視することがあった。粒子主に肝臓と脾臓で 24 時間の終わりに蓄積ことが観察されました。さらに定量化 S1MPs の誘導結合プラズマ原子電子分光を用いたシリコンの元素分析による動物の主要な臓器に in vivo 近赤外イメージング nanovector の体内動態の評価のためのツールとしての精度を検証しました。

両手のロボット アームの可動性の評価のための患者の特定の手術シミュレータ。

この仕事両手手術ロボットのための患者の特定のデータに基づくシミュレータについて述べる。両手ロボット特定の幾何学と運動学と患者の特定仮想解剖を与え、このシミュレータの目的は、器用な可動は実際の手術の手順中に組織に潜在的な損傷を防ぐために周囲の仮想解剖学との衝突を避けるために入手した場合を評価するためにだった。さらに、それは外科手術室に入る前に最適なロボットの位置を見つけることを助けることができます。このアプリケーションは、変形可能な器官とロボットの相互作用を再現するハプティック デバイスを使用してテストされました。結果はグラフィック、触覚、および動的プロセスのフレーム レートに関して良好な特性を示した。

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 (MRSA) 菌血症と MRSA/バンコマイシン耐性腸球菌 Faecium 胆嚢炎に対するダプトマイシンによる治療の成功のケースのレポート。

8 Mg ダプトマイシン/kg 体重/日メチシリン耐性黄色ブドウ球菌 (MRSA) 菌血症のための受信は 72 歳男性 MRSA/バンコマイシン耐性腸球菌 (VRE) faecium 胆嚢炎と診断された (ダプトマイシン MIC 値、1 と 2 mg/リットル、それぞれ)。5 番目の薬物投与後ダプトマイシンの胆汁濃度は両方細菌の緊張のための 30 以上の胆道濃度/MIC の値との薬物投与後 66 mg/リットル 5 分だった。したがって、ダプトマイシンそれゆえ MRSA/VRE 胆嚢炎の治療で薬の役割を示唆胆汁の治療上のレベルを達成しました。

マイクロ ・拡散係数の迅速かつ機敏な計測用デバイスです。

流体マイクロおよびナノスケール [Ladero et al. 化学工学 Sci.2007, 62, 666-678; で限られているときは拡散率を記述する実行可能な理論の欠如Deen 相野 J.1987、33、1409年 1425年] 拡散係数 (D) [Jin と Chen Chromatographia2000, 52, 17-21; の正確な測定が必要になりましたNie et al. Science1994, 266, 1018年-1021年;デュランら肛門。5407 5412 81 Chem.2009] マイクロ ・ ナノ技術 [Grattoni et al. クークーのホストのための重要。薬学 Biotechnol.2010, 11, 343 365]。正確に 10 (4) 10 (5) を有するシステムにおける拡散係数の直接測定の迅速でアジャイル法チャンネル マイクロ - からナノメートルにまで特性のサイズ (β) を作製したを示します。カスタム チェンバース紫外・可視分光法を用いた閉鎖冷静系における拡散係数を測定することができました。D ローダミン B (RhoB) の水溶液チャンネル 13 と 5.7 nm と同様に 200 と 1 μ m の中で測定しました。観測された対数 β, 拡散率の事前実験と理論予測遠いがよい一致でスケーリング驚くほど拡散率もマイクロ スケールで大幅に変更されることを強調表示します。D 3 の大きさの命令でソース貯水池のサイズを減らすことによって正確に測定 (910 に 150 μ L から nL) (7 日から 40 分だ) から測定時間の大幅な削減を実現できることを証明しています。私たちのデザインこうして準備の急速な翻訳には標準の分析ツール--複数のアプリケーションで有用です。

癌治療におけるナノメディシン: 革新の動向と展望。

がんの罹患率と死亡率の最近の進歩は患者の生存のささやかな影響の結果では世界中の主要な原因です。ナノメディシン、がん治療を改善するための巨大な潜在的に革新的なフィールドは、いくつかの確立した薬配信プラットフォームで幕を開けたことを表します。高分子ミセル中の臨床試験いくつかの国で高度な段階で Nanoconstructs リポソームなど診療所で広く使用されます。現在、ナノメディシン分野ナノスケールの薬物、配信戦略採用サイト固有の配信を強化し、リリースを合わせた鎖がこれらのコンストラクトの機能化を伴う傾向の新しい波を生成しています。ここで、リポソーム、高分子ミセル腫瘍標的化とそのデザインはより堅牢な効果的で nanotherapeutic の様相を生成する希望に組み込まれている放出制御戦略に関するデンドリマーなどの確立されたナノ粒子技術のいくつかの進歩を議論します。また、多段ドラッグデリバリーとして知られている小説の戦略を強調;合理的に設計されたナノキャリア多数の生物学的障壁ドラッグデリバリー到着時腫瘍部位への全身投与の瞬間から旅を構成するさまざまなタスクのデカップリングを通じて関与勝ち抜きます。

Nanovectors のサイズが決まります経胎盤の通路で妊娠: ラットでの研究します。

研究の目的は、シリコン nanovectors (SNVs) のサイズその入り口に胎児の循環を阻害するかどうかを検討しました。

原子間力顕微鏡を用いた TNF α 刺激血管内皮細胞の機械的性質をプロービングします。

TNF-α (腫瘍壊死因子-α) は、血液やリンパの血管の透過性を調節する強力なプロ炎症性サイトカインです。TNF-α のプラズマ濃度 (1 目 pg/mL) 関節リウマチ、アテローム性動脈硬化、癌、子癇前症; を含むいくつかの病態に昇格肥満の個人;外傷患者。TNF α 循環血管系に沿って別の地区で似たような変化を引き起こすことができるかどうかをテストするには、3 血管内皮細胞の行、すなわち血管新生活、HPMEC、および HCAEC、1 面で特徴とされた) 原子間力顕微鏡を用いた、機械的性質蛍光顕微鏡を通して 2) 細胞骨格組織;3) 膜の過剰発現の接着分子, ELISA と免疫染色を用いたします。刺激による TNF α と (10 ng/mL 20 h)、3 つのすべての血管内皮細胞の機械的剛性増加で約 50% と平均の見掛け弾性率 E ~ 5 ± 0.5 kPa (コントロールのセルのための ~3.3 ± 0.35 kPa);F アクチン フィラメントの密度は, 頂部・中央の平面の増加;コントロールとの比較の ICAM-1 受容体過剰発現されました。総称して、これらの結果は TNF α を循環の十分に高いレベルが異なる内皮地区に対する同じ効果があるし、プロ炎症性サイトカインと血管機能不全全身循環の間有効な相関関係を解明するための追加情報を提供をデモンストレーションします。

ナノ多孔性シリカのチップ上に複雑な生物学的混合物から小さなタンパク質のマイクロ流体濃縮

小型診断の成長分野は、高スループットな方法で低濃度の検体を検出するための少量のサンプルを処理できる事前分析治療の不足によって妨げられている。この手紙は統合されたマイクロ流体システムを用いて標準タンパク質の混合物に代表される生物学的流体、より低分子量(LMW)のタンパク質の抽出のための小説、非常に効率的な手法を提案する。我々は、明確に定義されたナノ多孔性シリカ基板上に微小流体チャネルとパターン化ポリジメチルシロキサン層を結合した​​。迅速、圧力駆動型の分別手順を使用して、このシステムは、シリカのサイズ排除特性が同時に分離して生物学的サンプル中に存在する低分子蛋白質を豊かにしながら、高い分子量のタンパク質を除去するためにナノ細孔を利用しています。マイクロコンポーネントの導入は、高再現性、シンプルなユーザーインターフェース、制御された環境、少量のサンプルを処理する能力と、正確な定量化などの重要な利点を提供しています。このソリューションは、多くの面で高スループットのプロテオミクス研究を合理化し、臨床診断とケアの検出の点で広く受け入れられて、アプリケーションを見つけることができます。

アガロース表面被覆細胞内蓄積に影響を与えるし、ナノ配信システムのペイロードの安定性を高めます。

タンパク質治療長い期間にわたって繰り返し政権の薬物をしばしばが必要です。タンパク質の不安定性は、制御され、持続的なリリースのためのシステム開発への大きな障害です。ロードし、蛋白質を解放する機能を高める agarose ハイドロゲル マトリックスを細胞内の配信に影響を及ぼすと分子の安定性の維持ナノポーラス シリコン粒子 (NSP) の表面改質について述べる。

超薄型埋め込み直接グルコース燃料電池用膜としてメソポーラスシリカ

機能性膜としてのメソポーラスシリカコーティングを用いた無機触媒ベースの直接グルコース燃料電池の設計、製造および特性が報告されます。メソポーラスシリカベースの直接グルコース燃料電池の希望する使用方法は、血管植込み型装置のためのものです。血管植込み型直接グルコース燃料電池は、高い連続的なグルコース濃度にアクセスすることができます。しかし、インプラントの厚さの減少はステントの一環として、静脈系のアプリケーションが必要です。陰極として機能するようにステンレスメッシュ(175μm)の上で押さ陽極として機能するシリコン基板上に堆積(500μM)、およびグラフェン:我々は、白金薄膜(25 nmの厚さ)で植込み型デバイスの開発を報告する。制御実験は、活性炭(198μm)の電極を用いた界面活性剤でコーティングされたポリプロピレン膜(50μm以下)の使用を含んだ。我々は、メソポーラスシリカ薄膜(270 nmの)従来の直接グルコース燃料電池を介して生成された電力の改善と、従来のポリマー系膜を交換することが可能であることを示している。

共役 Thioaptamer リポソームの腫瘍血管系ターゲット

特定のセルタイプの標的送達治療化合物とイメージング造影剤のための大きな可能性で順番に、最近の多機能ナノ粒子増強治療効果と副作用を最小限に抑えるを提供しています。約束にもかかわらず、サイト特定の配信キャリア臨床の現実に翻訳されていません。本研究では、我々 長いリポソーム thioated オリゴヌクレオチド アプタマー (thioaptamer) に対する装飾の外側表面と循環を開発している E-セレクチン (ESTA) し、ターゲットを評価の有効性と PK パラメーター。In vitro 研究をターゲットとひと臍帯静脈内皮細胞拡散を使用して効率的で迅速な取り込み、ESTA のリポソーム (ESTA-リップ) 共役実証。ESTA 唇の静脈内投与が乳房腫瘍における腫瘍血管で彼らの蓄積で in vivo と循環の半減期を短縮せず結果。ここに提示研究は、thioaptamer とリポソームの模範的な使用を表し、thioaptamer と複数のがんの種類と腫瘍治療とイメージング エージェントの配信のコンポーネントを対象に構築することができますナノキャリアのさまざまな組み合わせをテストへの扉を開きます。

低電圧エレクトロカイネティック ナノチャンネル薬物送達システム。

最近の仕事メトロノームの配信と時間治療を含む、重要な新しい治療パラダイムの可能性を解明している正確なタイミングと治療的投与の場所が有効性と毒性に大きな影響を与える。新しい薬物配信アーキテクチャは、正確なレートで継続的に薬剤リリースだけではなく、また彼らのリリースの概日リズムと同期に必要です。大きさ、期間、および薬物放出のタイミングを制御するには、電気泳動による攻略アクティブ制御化学 # 分子膜を提示します。高精度シリコン作製技術を用いて生成膜、増幅と低電圧の印加 (2 VDC 以下) に analyte 配信の反転の両方を許可する、入口と出口で統合白金電極を有する。デバイス操作フルオレセイン共役イソチオシアネート ウシ血清アルブミンとリゾチームの蛍光分光、蛍光顕微鏡およびリゾチーム特定バイオ アッセイの使用の両方のソリューションを実演して長期的な分子のリリースとリリースの可逆性の特徴となっています。理論と実験の解析の組み合わせにより、電気泳動および電気浸透の相対的貢献度を検討しました。膜の臨床的に関連する電気泳動解放率 2 VDC でほぼ 1 つの治療パラダイムの目標を実現する可能性を示す大きさ順、受動的なリリースを超えています。

E-セレクチン-ターゲットとポーラス シリコン粒子骨髄へのナノ粒子の配信。

病的血管を対象化する粒子サイズの最適化: 人工ニューラル ネットワーク実験から。

背景: 異なるサイズ、形および表面特性を持つナノ粒子、早期診断、イメージング、および病気の範囲の治療のために開発されています。罹病サイトのナノ粒子集積を最大化、最適な構成を識別することが極めて重要です。平行平板流チャンバー装置を使用してこの作業には示されては最適粒子径 (d(opt)) 存在の数 (血管壁に付着したナノ粒子の n(s)) は最大化されます。このような直径の壁せん断速度 (S) によって異なります。人工ニューラル ネットワークをから最終的に d(opt) を取得する n(s) S と粒子径 (d) の関数として予測するためのツールとして提案されています。人工ニューラル ネットワークは流チャンバー実験データを使用して訓練を受けています。2 つのネットワークを使用する、すなわち、ANN231 と ANN2321、n(s) と複雑な機能依存 d と S の正確な予測を出展これは、人工神経回路網研究の精度を損なうことなくが必要な実験の数を最小限に抑える効果的に使用できることを示します。同様の手順潜在的平等に使用できる in vivo で解析を効果的に。

何癌と物理学を持っていますか?

現在大規模ながんのゲノミクス ・ プロテオミクス ・努力を RNA 配列良い細部で癌の発生する遺伝的・生化学的変化をマッピングします。ただし、統合し、これらのデータを解釈し、それらに治療法を変換することは困難であることが明らかになっています。この困難は、がん細胞の進化と開始、進行、転移はさまざまな要因によって影響を受けていることの認識による複利計算されます。取り組むのためにこの挑戦私たち国立がん研究所物理科学腫瘍学のセンターのイニシアチブの物理学者、癌の生物学者、化学者、数学者およびエンジニアですもたらす一緒に。どのように我々 は、物理科学の観点からアドレスがんを始めている?

フェリチン白金ナノ粒子のカタラーゼとペルオキシダーゼ活動の直接的な証拠

核基質としてアポフェリチン(apoFt)を使用して、我々は正常に非常に安定している1から2 nmの白金ナノ粒子(白金-FT)を合成した。直接のPt-FT触媒反応の生成物を測定することによって、我々は示したが、間違いなくでは、Pt-Ftはカタラーゼとペルオキシダーゼ活性の両方を持っています。酸素ガスの生成が強くペルオキシダーゼ以外は、Pt-FTとしてカタラーゼ反応してサポートしています。基質として過酸化水素を使用すると、我々は、酸素ガスの気泡が、Pt-FTによって分解過酸化水素から生成された観察した。基質として有機色素と過酸化水素との間に、独特の色の製品は​​、ペルオキシダーゼ様活性を示しているのPt-FTによって、触媒が形成された。興味深いことに、これらのバイオミメティックのプロパティは異なる反応基質のpHと温度に差反応を示した。 PT-FtはpHの上昇と温度カタラーゼ活性の有意な増加を示した。白金-FTのHRP-様活性は、生理的温度とわずかに酸性条件下で最適であった。私たちの現在の研究では、Pt-Ftが異なる条件下での異なる基板のカタラーゼとペルオキシダーゼ活性の両方を持っていることを示しています。

低分子リン酸化タンパク質を豊かにするためのメソポーラスシリカチップ表面工学

リン酸化ペプチドおよびタンパク質は、例えば、正常な細胞活動に遺伝子発現、細胞分裂、分化、増殖、アポトーシスと同様に、腫瘍の開始、進行や転移に重要な役割を果たしています。しかし、技術的なハードルは、ヒト血清のような複雑な生物学的流体からリン酸化ペプチドを捕捉するための共通の分別方法の使用を妨げる。ここで、我々は低分子量のリン酸化の強化されたキャプチャを提供しています二重戦略材料の開発を提示:立体化学的に選択的表面改質(すなわち、GA3 +、Ti4 +とZR4 +)と組み合わせて分子の大きさのために選択を正確に設計された細孔径を持つメソポーラスシリカ薄膜をそのターゲットphosphoroproteins。これらの材料は、高い再現性(CV = 18%)を提供し、トリプシンなどの分解酵素を除外することにより、捕捉されたタンパク質の安定性を高める。複合メソポーラス薄膜の化学的および物理的特性は、X線回折、透過型電子顕微鏡、X線光電子分光法、エネルギー分散型X線分光法とエリプソメトリーによって特徴付けられた。質量分析と生物統計学の分析を使用して、メソポーラスシリカのチップ上に固定化された種々の金属イオンの濃縮効率を調べた。報告された新技術は、効率的にバイオマーカーの発見、法医学サンプリング、およびルーチン診断アプリケーションのための血清プロテオームのプロファイリングが可能なプラットフォームを提供します。

化学療法剤の一定の配信のためのナノチャンネル技術: メトロノーム管理を超えて。

本研究の目的は、nanoconfinement によって提示分子の表面の相互作用を利用してきついし重量低および高分子細孔膜を通してのリリースを長期的な制御された、ゼロの順序を示すことです。

治療上のアプリケーションのための多段配信ナノ粒子システム

薬物分子病理学的病変に到達するための困難な作業ナノメディシンの急速な進歩をあおりました。Nanovectors の進歩的な進化の旅にターゲット サイトに nanovectors によって発生した多数の障害克服を目指した多段配信システムの開発につながっています。

Diagnostics(診断)プログラムのナノデバイス

病気のリアルタイム、パーソナライズされた機密性の高い初期段階の診断は、現代医学における重要な課題である。ナノスケールでの物質と相互作用する能力を、ナノテクノロジー·アーキテクチャや材料の開発は、潜在的に、従来の診断法の限界を超えて細胞内および分子検出を拡張することができます。少なくとも、ナノテクノロジーは飛躍的にバイオマーカー探索を加速するとともに、特に分子および組成の不均一性の高い学位を提示する病気で、病気の監視を容易にすることができるはずです。この資料では、臨床の現場で自分のアプリケーションと共に最も有望なナノデバイスやナノ材料のいくつかの概要を説明します。大規模な学際的なコラボレーションを含む臨床応用にナノスケール材料とデバイスを適応するための重要な仕事は、すでに重要な診断技術が可能になるためのナノテクノロジーの可能性と進行中です。

散発的なまたは家族性の頭頸部 Paraganglioma 在籍単一施設における: 臨床プレゼンテーションおよび遺伝子型/表現型の相関。

背景: この研究の目的は臨床的特徴と頭/首 paraganglioma 患者の生殖細胞突然変異の有病率を調査するためにだった。方法: paraganglioma (VHL、RET、SDHB、SDHC、SDHD と SDHAF2) の既知の感受性遺伝子に関する遺伝的解析頭頸部傍神経節腫 (年齢の範囲、14 〜 82 歳) の 17 年連続症例や 17 親戚で行われました。結果: 頭/首 paraganglioma (88.2%), 家族歴なし (82.3 %)、しばしば多発性 (41.2%),「質量効果」通常症候いた決して機能と悪性。17 患者の 7 で生殖細胞系列変異が検出されました (41%; 6 SDHD と 1 SDHB)。変異を有する患者は、若い、通常多発性頭頸部の paraganglioma と野生型の科目より高い生物学的攻撃だった。日付するには、4 家族を検討されているし、通信事業者の有病率に昇格された (58.8%)。これらの変異の親戚 (年齢の範囲、17-71 年) 病 4 例を除き誰で複数頭/首 paraganglioma 検出された無料、だった。結論: 適切なモルフォ機能的スクリーニングとフォロー アップと、可能であれば、遺伝子検査頭頸部傍神経節腫症例のことをお勧めです。© 2012年ワイリーの定期刊行物、株式会社頭頸部、2012年。

準備、キャラクタリゼーション、およびシリコン ロジックを組み込んだベクターの細胞の関連付け。

ロジックを組み込んだベクター (よっぽど) 粒子ベースの薬物送達システム彼らの目標に達することから防ぐためシーケンシャル、生物学的障壁を克服する手段として導入されました。この章では、我々 非エンドソームの目標に到達するの作製と低公害車を最適化する課題に対処します。一般的な合成とキャラクタリゼーション, セルラー協会多孔質シリコン ベースの低公害車を記述します。レフ作製の最適化とトラブルシューティング情報と共に完了開始からの具体的な例は将来のデザイン テンプレートとして提示されます。

統合型生体顕微鏡を用いて、腫瘍への Nanotherapeutics 配信を最適化するための数学的モデリング。

非効率的な血管新生細胞栄養素や酸素や薬に固形腫瘍における癌細胞の最適な輸送を妨げています。これらの物質の勾配を薬とそのキャリア、大幅に最適な薬剤の露出を制限する旅行する必要があります異種細胞スケール微小環境を維持します。本研究では、年会の障壁を回避するために設計されたナノ粒子によるドラッグデリバリー システムの挙動を評価するがんの数理モデルと生体顕微鏡を統合します。我々 はドキソルビシンの固形腫瘍に粒子は現実的な血管によって特徴付けられるし、粒子とどのように多くの粒子内血管系腫瘍の寛解を達成するために解放する必要があるあたりどのくらいの薬を決定するパラメーターは異なります多孔質 1000 x 400 nm plateloid シリコンを介して配信の効果をシミュレートします。この仕事はナノ粒子の設計と薬物読み込みがん治療を介して nanotherapeutics を最適化するための定量的な対策の開発に貢献することを想像します。

手術シミュレータを患者固有両手ロボットとシングル切開腹腔鏡手術の術前計画。

導入: 手術支援ロボット システムの傾向は今シングル切開腹腔鏡手術に向けて動いている腹腔鏡手術の進化に従うことです。このアプローチの主な欠点は、手術のツールの限られた操縦性です。外科医の器用さを改善するために有望なソリューションは、両手のロボットに基づいています。ただし、両方のロボット アームは、完全に患者の体内に挿入されるので、標的臓器に隣接する構造と可能な不要な衝突に関連する問題が生じる可能性があります。材料と方法: シングル切開腹腔鏡手術の術前計画で両手の外科手術ロボットの位置決めとワークスペースの評価のための患者固有のデータに基づくシミュレータについて述べる。結果: ロボットの腹腔鏡下の介入の術前計画のために設計シミュレータ、その主な機能を評価し、システムの全体的な評価を提供 5 の専門家外科医によってテストされました。ディスカッション: 提案システムは良いパフォーマンスおよびユーザビリティを実証し、両手の外科手術ロボットの現状と将来を統合するために設計されました。

Chlamydophila 肺炎ホスホリパーゼ D (CpPLD) Th17 細胞炎症におけるヒトの動脈硬化を駆動します。

ホスホリパーゼは非常にさまざまな病気を引き起こす細菌の病原体から生産されています。ホスホリパーゼの最も魅力的な側面の 1 つは、その潜在的な細胞とカスケード内シグナリングを妨害して、ホスト免疫応答を調節します。ここでは、Chlamydophila 肺炎ホスホリパーゼ D (CpPLD) のアテローム性動脈硬化の病態によって誘発される自然免疫と獲得免疫応答の役割を検討しました。我々 は、CpPLD によって健康なドナー単球および in vivo 活性化 T 細胞特定の抗体 C. 肺炎患者の動脈硬化病変に潜入 CpPLD の誘導サイトカインとケモカインの生産を評価しました。また CpPLD 特異的 T 細胞単球マトリックスメタロプロテイナーゼ (MMP)-9 と組織因子 (TF) 生産のためのヘルパー関数として CpPLD 誘起ケモカインの発現によって人間水腫内皮細胞) を調べた。我々 はここで CpPLD IL 23 の発現を誘導することができる TLR4 アゴニストであることを報告 il-6, il-1、TGF-β および CCL-20 の単球と同様 CXCL 9、CCL 20、CCL 4、CCL 2、ICAM-1 VCAM-1 比較で。歯垢由来 T 細胞 IL 17 の応答 CpPLD を生成します。また、特定の CpPLD CD4(+) T リンパ球単球 mmp-9 と TF 生産用のヘルパー関数を表示します。CpPLD ケモカイン分泌と接着分子の発現内皮細胞の誘導を介して Th17 細胞遊走を促進します。これらの調査結果 CpPLD が IL 23 の発現をドライブすることがあることを示す IL 6、il-1, TGF-β と CCL-20 単球とアテローム性動脈硬化の成因で重要な役割を果たしている th17 細胞免疫反応を引き出すために。

全身注入された Plateloid 粒子とその体内の急速な Tumoritropic 蓄積。

ナノ粒子がん治療標的およびイメージングのための罹病組織透過効率向上とリテンション (EPR) 効果を悪用して蓄積する設計されています。これは、サイズを約 100 nm を制限されます。ここでは、生体顕微鏡観察・元素分析を使用して異なるジオメトリと粒子の in vivo での局在を比較し、plateloid 粒子が優先的で前例のないレベル、EPR 効果の独立した腫瘍血管内蓄積することを示します。黒色腫軸受マウス 1000年 × 400 nm plateloid 粒子関連性の低いと RGD 対象粒子のそれぞれで約 5 % と 10 % グラム オルガン (ID/g) 当たりの注入された線量の腫瘍血管に付着し、最高の腫瘍の肝臓蓄積比 (0.22 と 0.35) を展示します。等価粒子と同様に小さく、大きな plateloid 粒子より広範囲の肝臓, 脾臓および肺によって隔離されました。Plateloid 粒子流体力と効率的な tumoritropic の蓄積の特定のターゲット リガンドを使用しなくても必要な界面相互作用の利点を取るために適して登場。

ガドリニウム Metallofullerenol ナノ粒子抑制マトリックス メタロプロテアーゼの阻害を介してがん転移: がん細胞の中毒ではなくを投獄します。

この作業の目的は、ガドリニウム metallofullerenol ナノ粒子 (f NPs) 悪性と侵襲性ひと乳癌癌モデルにおける antimetastasis の活動を研究します。F NPs マトリックス マトリックスメタロプロテアーゼ (MMP) 酵素の生産を抑制し、侵襲性癌細胞の組織培養条件をさらに干渉を示した。組織侵入の動物モデルでは、f NPs 大幅に少ない減少の MMP の発現とともに異所性サイト転移を認めた侵襲腫瘍治療。同じ動物モデルでは、物理的な障壁として MMP 酵素を生成、がんと腫瘍関連のマクロファージの間の通信をカットする癌組織のカプセル化の対応に役立つ可能性があります線維ケージの形成を観察しました。別の動物モデルで、血液の転送モデル f NPs 強力肺腫瘍病巣の設立を抑制しました。これらのデータに基づいて、f NPs および f NPs の利用が腫瘍の転移の治療のための新しい戦略を送付できることを推測することが antimetastasis 効果を締結します。臨床エディター: から metallofullerenol ナノ粒子を用いた本研究で著者 antimetastasis 効果を発揮し、利用これらのナノ粒子の転移性腫瘍治療における新しい戦略を与えるかもしれないことを推測します。

胸部マルチ スライスの術前計画は一般的に手術のトモグラフィー画像のセグメンテーションに計算です。

実用的な例を使用して、このレポートは分割手術術前の計画は一般的に、マルチディテクタ ct (MDCT) 画像を得られる患者固有三次元 (3 D) モデルの臨床的価値を強調しています。

マルチスケールモデ リングせん断流中の円形および楕円形の粒子の。

がん予防と痛みの管理のための薬物送達システムは、古典的ながん化学療法に関連する改善されています。ナノテクノロジーとナノ粒子薬物分子と造影剤のトランスポートで新しい方法による血流循環システムを提供しています。本研究では、2 D 層流における円形および楕円形の粒子の運動をモデル化するのにマルチ スケール メゾスコ ピック ブリッジの散逸粒子動力学 (DPD) と格子ボルツマン (LB) 法と相まって有限要素 (FE) の手順を使用します。4 つの例と見なされます: 1) 1 つ沈降シリンダー チャネル, 2) 2 つの沈降シリンダーのチャネル、3) 4 つの楕円粒子線形せん断流中の運動と 4) 動脈分岐ジオメトリにおける円形および楕円形の粒子の運動で。利用可能な文献からのソリューションとの良い契約が見つかりました。これらの結果、マルチ スケール アプローチと鉄結合し、マイクロ/ナノ粒子ドラッグデリバリー システムのための動きモデルに DPD/LB メソッドを効果的に適用できる. します。

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