يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

نموذج الأنسجة ثلاثي الأبعاد عالي الإنتاجية لقياس عتبات التثقيب الكهربائي

839 مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/68494

⸱

أغسطس 19, 2025

 ,  ,  , 
1North Carolina State University

في هذه المقالة

ملخص

يستخدم هذا البروتوكول النمذجة الحسابية لتحديد عتبات التثقيب الكهربائي القابلة للانعكاس والتي لا رجعة فيها باستخدام التوزيع المكاني للخلايا المنقولة داخل تقليد نسيج ثلاثي الأبعاد لتحليل الإنتاجية العالية لبروتوكولات التثقيب الكهربائي.

الملخص

التثقيب الكهربائي هو تقنية واعدة تستخدم النبضات الكهربائية لتوصيل الجزيئات الكبيرة واستئصال الأنسجة الرخوة ، مع تطبيقات تشمل الجيل التالي من الأدوية الوقائية وعلاج الأمراض الوراثية مثل السرطان. توضح هذه الدراسة نموذجا ثلاثي الأبعاد لزراعة الأنسجة عالي الإنتاجية لتقدير عتبات التثقيب الكهربائي القابلة للانعكاس والتي لا رجعة فيها لبروتوكول التثقيب الكهربائي المعين. باستخدام مجال كهربائي غير منتظم وتحليل التوزيع المكاني للخلايا المنقولة ، يمكن تحديد كل من العتبات القابلة للانعكاس والتي لا رجعة فيها داخل عينة واحدة ، مما يزيد من الكفاءة التي يمكن بها توصيف بروتوكولات التثقيب الكهربائي ، خاصة للترجمة في الجسم الحي . لإظهار هذه القدرة ، تم نقل تقليد الأنسجة ثلاثية الأبعاد التي تحتوي على خلايا HEK293 باستخدام قطب كهربائي دائري ودبوس لتقديم بلازميد مشفر GFP. ثم تم اشتقاق عتبات التثقيب الكهربائي بناء على صور المجهر الفلوري للعينات المنقولة. يوضح هذا النموذج إمكانية الاستخدام كوسيلة لتقييم بروتوكولات التثقيب الكهربائي عالية الإنتاجية ، وهي ميزة رئيسية على الطرق الحالية لتقييم هذه العتبات ، والتي تميل إلى أن تكون تستغرق وقتا طويلا وأقل تمثيلا لظروف الجسم الحي .

المقدمة

التثقيب الكهربائي القابل للانعكاس (RE) هو منهجية راسخة لتوصيل مجموعة متنوعة من المركبات والجزيئات غير المنفذة للغشاء عادة في الخلايا1،2،3. هنا ، يتم استخدام المجالات الكهربائية النبضية (PEFs) لتحقيق شدة المجال الكهربائي الحرجة التي تحفز المسام النانوية العابرة والموضعية على طول أجزاء من غشاء الخلية. تم استخدام الطاقة المتجددة لتوصيل مجموعة متنوعة من الجزيئات والمركبات التي تتراوح من الأصباغ والأحماض النووية إلى العلاج الكيميائي والأدوية الأخرى4،5،6،7،8،9،10. ومع ذلك ، إذا زادت شدة المجال الكهربائي بشكل كاف ، فيمكن أن تلبي عتبة حرجة أعلى ، مما يؤدي إلى انخفاض سريع في قابلية الخلية للبقاء1،2،11،12. تعرف هذه العملية باسم التثقيب الكهربائي الذي لا رجعة فيه (IRE) وقد تمت دراستها لاستئصال الأنسجة الرخوة ، بما في ذلك كعلاج للأورام غير القابلة للجراحة وعدم انتظام ضربات القلب11،12،13،14،15،16. لفهم نتائج العلاج وإبلاغ العلاجات المستقبلية ، يعد القياس الكمي لعتبات RE و IRE ممارسة شائعة في أبحاث التثقيب الكهربائي12،17،18،19،20. ومع ذلك ، تختلف عتبات RE و IRE اعتمادا على العديد من العوامل ، بما في ذلك نوع الخلية ، والجهد المطبق ، ومدة النبضة ، وعدد النبضات ، ومعدل توصيلالنبض 1،17،18،21،22.

تحتوي بروتوكولات التثقيب الكهربائي على عدد من المعلمات التي تؤدي إلى عتبات RE و IREمتنوعة 1،17،18،21،22. لطالما تم التحقيق في الفولتية المثلى للمعالجة والأشكال الموجية. تستخدم معظم تقنيات التثقيب الكهربائي المتاحة تجاريا بروتوكولات مع PEFs أحادية القطب في حدود 100 ميكرو ثانية - 10 مللي ثانية23. في حين أن هذه البروتوكولات تحقق نتائج ذات صلة سريريا ، إلا أنها تحفز تقلصات عضلية شديدة في الجسم الحي24،25،26. لهذا السبب ، أصبحت نبضات ميكروثانية ثنائية القطب الأقصر ، والتي تخفف من هذا التحفيز ، موضوعا حديثا محل اهتمام1،11،24. ومع ذلك ، فإن هذه النبضات تقدم عوامل جديدة تؤثر على عتبات RE و IRE ، بما في ذلك تناظر النبض ، ومدة الانفجار ، والاعتماد على درجة الحرارة1،17،22،27. بالإضافة إلى ذلك ، ثبت أيضا أن نوع الخلية وخصائص الأنسجة تؤثر بشكل كبير على كل من نتائج RE و IRE19،28،29. مع استمرار تطور المجال ، هناك حاجة إلى مزيد من توصيف كيفية تأثير هذه العوامل وتفاعلاتها مع بعضها البعض والعوامل البيئية المحتملة الأخرى على عتبات RE و IRE ، مما يجعل من الضروري بشكل متزايد تحسين الكفاءة التجريبية لتمكين التجريب عالي الإنتاجية.

تجارب التثقيب الكهربائي النموذجية في المختبر تختبر بروتوكولات عن طريق معالجة الخلايا في كوفيت بألواح موصلة متوازية ، مما يؤدي إلى توزيع مجال كهربائي موحد داخل الكوفيت أثناء العلاج19،30،31،32،33،34. كما ذكرنا سابقا ، من الضروري تحديد عتبات RE و / أو IRE للبروتوكول لتحديد الجهد المطبق الأمثل لمعالجة معينة. لتحقيق ذلك في دراسات الكوفيت ، يجب معالجة العديد من الكوفيتات ، ولكل منها جهد مطبق منفصل. يتطلب ذلك عددا كبيرا من العينات التي يجب تحضيرها ومعالجتها وتحليلها بشكل منفصل ، مما يحد من الإنتاجية التجريبية. لتحسين هذه العملية ، تم تطوير نماذج الاستزراع 2D35،36 و 3D13،20،27،37،38،39 لتقييم سلسلة متصلة من شدة المجال في عينة واحدة باستخدام أقطاب كهربائية تخلق توزيعات مجال غير منتظمة13،20،27،37 ،38،39. ثم يتم اشتقاق عتبات RE و IRE من النماذج الحسابية لتوزيع المجال الكهربائي13،20،27،37،38. هذا يقلل بشكل كبير من عدد العينات المطلوبة ، مما يتيح نهجا أكثر إنتاجية عالية لقياس العتبة.

تهدف هذه المقالة إلى توضيح هذا النهج لقياس حقل RE و IRE في نموذج ثلاثي الأبعاد في المختبر لإثبات إمكاناته كوسيلة للتقييم الفعال لبروتوكولات التثقيب الكهربائي عبر العديد من البيئات (على سبيل المثال ، أنواع الخلايا ، ومعلمات المعالجة ، والجزيئات التي سيتم تسليمها).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

البروتوكول

الكواشف والمعدات المستخدمة في هذه الدراسة مدرجة في جدول المواد.

1. تحضير الخلية

  1. في خزانة السلامة الحيوية ، اللوحة 1 ×10 5 خلايا / مل من خط الخلية HEK293 بحجم 10 مل لكل قارورة T75 لزراعة الأنسجة في Eagle's Minimum Essential Medium مكملا بنسبة 10٪ (v / v) مصل بقري جنيني و 1٪ بنسلين ستربتومايسين.
  2. احتضان خلايا HEK293 في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ CO2 .
  3. حصاد الخلايا للتجارب بعد يومين من البذر عن طريق إزالة وسط الاستزراع ومعالجة الخلايا ب 4 مل من 0.25٪ تريبسين-EDTA.
  4. احتضان الخلايا والتربسين لمدة 3-5 دقائق في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ CO2 أو حتى تنفصل الخلايا عن سطح المزرعة.
  5. قم بتعطيل النشاط الأنزيمي للتربسين عن طريق إضافة 4 مل من وسط الاستزراع.
  6. خلايا الحبيبات عن طريق الطرد المركزي لمدة 5 دقائق عند 180 × جم وإعادة تعليقها في وسط الاستزراع إلى تركيز نهائي 8 × 106 خلايا / مل.

إنشاء نموذج الأنسجة 2. 3D

ملاحظة: استخدم سحب العينات العكسي لهذه الخطوات لمنع دخول فقاعات الهواء في الخليط.

  1. في خزانة السلامة الحيوية ، امزج جيدا معلق الخلية المحضر 8 × 106 خلايا / مل مع محلول الكولاجين البقري من النوع الأول (3 مجم / مل) بنسبة 1: 1. ضعها على الثلج أو في حمام حبة بارد لمنع البلمرة المبكرة أثناء العمل بالخليط.
  2. الماصة 500 ميكرولتر من المحلول المركب لتغطية قاع كل بئر من صفيحة 12 بئرا. تأكد من أن الجل يغطي الجزء السفلي بالتساوي عن طريق البدء في توزيع المحلول في وسط البئر ثم الدوران برفق إلى الخارج.
  3. قم بتدوير اللوحة برفق للتأكد من أن حواف الجل تلامس جدران البئر.
  4. احتضان المواد الهلامية في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ CO2 لمدة 6 ساعات أو حتى تصبح المواد الهلامية صلبة ولا تتحرك عند إمالة اللوحة.
  5. قم بإمالة لوحة البئر وأضف برفق 500 ميكرولتر من وسط الاستزراع إلى كل بئر عن طريق السماح لها بالانزلاق إلى أسفل جدار اللوحة قبل ساعة واحدة على الأقل من العلاج. يجب معالجة المواد الهلامية في غضون 48 ساعة من الإنشاء.

3. تصنيع القطب الكهربائي

  1. قم بإزالة وصلة Luer البلاستيكية على إبرتين من الفولاذ المقاوم للصدأ مقاس 1.64 مم 304 إبرة حقنة. ضع إبرة واحدة جانبا لتكون بمثابة قطب الدبوس. بالنسبة للإبرة الأخرى ، قم بتسطيح آخر 5 مم من أحد طرفيها.
  2. قم بإنشاء القطب الدائري عن طريق قطع قسم من أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ 316 ذات القطر الخارجي 19 مم طويلة بما يكفي للجلوس على قاع لوحة البئر.
  3. صمم حامل قطب كهربائي كما هو موضح في الشكل 1 باستخدام برنامج CAD. تأكد من أن الحامل يحتوي على ثقب مركزي لقطب الدبوس ، وأخدود للقطب الدائري ، وثقب يتقاطع مع الأخدود بحيث يمكن إدخال الإبرة المسطحة لإنشاء مكبس يثبت القطب الدائري في مكانه.
    1. تأكد أيضا من أن الحامل يحتوي على شفة مصممة لتناسب بشكل مريح في لوحة ذات 12 بئرا وتوسيط الحلقة والأقطاب الكهربائية للدبوس في البئر بحيث تكون الأقطاب الكهربائية والبئر جميعها متحدة المحور38.
  4. تصنيع حامل القطب الكهربائي من الأكريليك باستخدام تقنيات القطع بالليزرالمعمول بها 40.
  5. قم بتجميع القطب الكهربائي عن طريق تركيب أقطاب الحلقة والدبوس في حامل القطب.
  6. قم بتأمين القطب الدائري عن طريق الضغط على الإبرة بنهاية مسطحة في الحامل.

4. علاج نموذج الأنسجة 3D مع التثقيب الكهربائي

  1. في خزانة السلامة الحيوية ، قم بإمالة اللوحة واستنشق 400 ميكرولتر من وسائط الاستزراع من كل بئر. احرص على عدم الاتصال بالجل. يجب ترك 100 ميكرولتر من الوسائط في كل بئر يتم استنشاقها للحفاظ على ترطيب الهلام. إذا كان هناك أقل من 400 ميكرولتر من السائل المراد شفطه (الماصة لا تترك سائلا/تسحب الهواء)، أضف 100 ميكرولتر من وسط الاستزراع.
  2. أضف 20 ميكرولتر من محلول البلازميد GFP 5 ميكروغرام / ميكرولتر إلى هذه الآبار المستنشقة (لحجم إجمالي يبلغ 120 ميكرولتر لكل بئر) عن طريق إمالة اللوحة وإضافة الكاشف إلى السائل الذي يتراكم على جدار كل بئر. قم بتدويرها برفق لضمان انتشارها بالتساوي عبر سطح الجل.
  3. احتضان المواد الهلامية في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ CO2 لمدة 10 دقائق.
  4. أدخل مسبار درجة حرارة الألياف الضوئية في قطب الدبوس وابدأ في قراءة درجة الحرارة.
  5. قم بتوصيل الرصاص الموجب للمثقب الكهربائي بقطب الدبوس والرصاص السالب بالإبرة التي تثبت القطب الحلقي.
  6. قم بتشغيل اللوح الساخن وقم بتسخين المواد الهلامية بحيث تحافظ على درجة حرارة 37 درجة مئوية.
  7. أدخل القطب الكهربائي الدائري والدبوس مع مسبار درجة حرارة الألياف الضوئية في الدبوس في البئر. تأكد من أن الدبوس عمودي على اللوحة وأن كلا القطبين يلامسان الهلام بالكامل.
  8. تأكد من أن الجل عند 37 درجة مئوية.
  9. تقديم العلاج بالتثقيب الكهربائي.
  10. أضف 100 ميكرولتر من الوسائط إلى أي مواد هلامية تبدو جافة.
  11. كرر الخطوات 4.7-4.10.
  12. بمجرد اكتمال جميع العلاجات ، احتضان المواد الهلامية في حاضنة رطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ ثاني أكسيد الكربونلمدة 10 دقائق.
  13. قم بإمالة لوحة البئر وأضف برفق 500 ميكرولتر من وسط الثقافة إلى كل بئر عن طريق السماح لها بالانزلاق إلى أسفل جدار اللوحة.
  14. احتضان المواد الهلامية في حاضنة رطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 لمدة 24 ساعة.

5. الغسيل والتصوير

  1. قم بإمالة اللوحة واستنشاق وسائط الثقافة من كل بئر. احرص على عدم الاتصال بالجل.
  2. قم بإمالة اللوحة وأضف برفق 500 ميكرولتر من المحلول الملحي المخزن بالفوسفات (PBS) إلى كل بئر عن طريق السماح لها بالانزلاق إلى أسفل جدار اللوحة.
  3. احتضان المواد الهلامية في حاضنة مرطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 لمدة 5 دقائق.
  4. قم بإمالة اللوحة واستنشاق PBS من كل بئر. احرص على عدم الاتصال بالجل.
  5. قم بإمالة اللوحة وأضف برفق 500 ميكرولتر من المحلول الملحي المخزن بالفوسفات (PBS) إلى كل بئر عن طريق السماح لها بالانزلاق إلى أسفل جدار اللوحة.
  6. قم بتدوير اللوحة برفق ، وقم بإمالتها ، واستنشق PBS من كل بئر. احرص على عدم الاتصال بالجل.
  7. أضف 100 ميكرولتر من PBS الطازج للحفاظ على رطوبة المواد الهلامية للتصوير.
  8. لوحة الصورة باستخدام تقنيات الفحص المجهري الفلوري القياسية. يجب أن ينتج عن ذلك صور للمواد الهلامية ذات المنطقة الخضراء المميزة على شكل حلقة حيث تربط عتبات المجال الكهربائي القابلة للانعكاس والتي لا رجعة فيها الحواف الخارجية والداخلية للمنطقة ، على التوالي.
  9. قم بإمالة لوحة البئر وأضف برفق 500 ميكرولتر من وسط الثقافة إلى كل بئر عن طريق السماح لها بالانزلاق إلى أسفل جدار اللوحة.
  10. احتضان المواد الهلامية في حاضنة رطبة عند 37 درجة مئوية مع بيئة 5٪ ثاني أكسيد الكربون2 لمدة 24 ساعة.
  11. كرر الخطوات 5.1-5.10 لكل نقطة زمنية.

6. إنشاء النموذج الحسابي

  1. افتح برنامج محاكاة الفيزياء وأنشئ نموذجا جديدا متماثلا محوريا ثنائي الأبعاد يستخدم التيارات الكهربائية ونقل الحرارة في المواد الصلبة وفيزياء التسخين الكهرومغناطيسي.
  2. قم بإنشاء معلمات للجهد ، ودرجة الحرارة المحيطة ، ودرجة حرارة اللوح الساخن ، ونقطة ضبط درجة الحرارة ، ومعدل توصيل النبض ، والجرعة الكهربائية المتكاملة ، وأبعاد أقطاب الحلقة والدبوس ، والهلام ، ولوحة البئر للإعداد التجريبي.
  3. قم بإنشاء أشكال هندسية للمجال تمثل مقطعا عرضيا شعاعيا لأقطاب الحلقة والدبوس ، والهلام ، ولوحة البئر للإعداد التجريبي كما هو موضح في الشكل 2 أ.
  4. ضع نقطة مسبار داخل القطب المركزي عند نصف ارتفاع الجل لتمثيل مسبار درجة حرارة الألياف الضوئية المستخدم أثناء التجربة في المختبر.
  5. قم بإنشاء دالة مجزأة تستخدم درجة الحرارة كوسيطة إدخال لها.
  6. حدد الدالة بحيث تكون قيمتها 1 عندما تكون درجة الحرارة أقل من معلمة نقطة ضبط درجة الحرارة المحددة في الخطوة 6.2 ، و 0 بخلاف ذلك.
  7. قم بتطبيق شرط حدود الجهد على السطح العلوي لهندسة المجال التي تمثل قطب الدبوس وقم بتعيين قيمة الجهد على معلمة الجهد المحددة في الخطوة 6.2 مضروبة في الوظيفة المجزأة من الخطوة 6.6 التي تم تقييمها عند درجة حرارة نقطة المسبار التي تم إنشاؤها في الخطوة 6.4.
  8. تطبيق شرط حدود الأرض على السطح العلوي لهندسة المجال التي تمثل قطب الحلقة.
  9. تطبيق شرط حدود العزل الكهربائي على جميع حدود المجال المتبقية.
  10. قم بإنشاء وظيفة مستمرة تستخدم درجة الحرارة.
  11. حدد الوظيفة باستخدام نموذج27 من الموصلية المعتمدة على درجة الحرارة لهلام الكولاجين على أنها 0.8277 + 0.0323 * T.
  12. حدد مادة مخصصة واضبط التوصيلية الكهربائية على الوظيفة المستمرة المحددة في الخطوة 6.11. قم بتطبيق هذه المادة على مجال الجل.
  13. حدد المواد أو استخدم الإعدادات الافتراضية للبرامج إذا كانت متوفرة لتعيين 304 و 316 مادة من الفولاذ المقاوم للصدأ لمجالات قطب الدبوس والحلقة ، على التوالي ، والبوليسترين لمجالات لوحة البئر.
  14. قم بتطبيق شرط حدود درجة الحرارة على قاعدة النموذج واضبط قيمة درجة الحرارة على 37 درجة مئوية.
  15. قم بتطبيق شرط حدود الإشعاع المحيط السطحي على جميع حواف المجال الأخرى التي لا تتفاعل مع مجال آخر واضبط الانبعاثية على 0.97 و 0.9 و 0.075 ، اعتمادا على ما إذا كان المجال جزءا من اللوحة أو الهلام أو القطب الكهربائي ، على التوالي27.
  16. أضف شبكة مثلثة مجانية إلى النموذج. اضبط حجم العنصر على أدق.
  17. في حالة تقييم مجموعة متنوعة من مستويات المعلمات، قم بإنشاء مسح معلمي يسرد جميع القيم التي سيتم تقييم المعلمة عندها
  18. قم بتشغيل المحاكاة بالنقر فوق الزر حساب .
  19. عند الانتهاء ، قم بإنشاء مخطط 2D-Cutline للمجال الكهربائي في قسم النتائج.
  20. حدد خط القطع للمرور من قطب الدبوس إلى القطب الحلقي عبر منتصف مجال الهلام. يجب أن يؤدي هذا إلى اضمحلال أسي من حافة قطب الدبوس إلى حافة القطب الحلقي.
  21. قم بتصدير بيانات المؤامرة كملف .csv أو .xlsx لإنشاء جدول بحث.

7. اشتقاق العتبة

  1. باستخدام برنامج المجهر ، قم بقياس قطر الحواف الخارجية والداخلية للمنطقة على شكل حلقة على طول المحورين الرأسيين والأفقيين. إذا لم يكن لدى البرنامج هذه الإمكانية، فاستخدم ImageJ للقيام بذلك.
  2. متوسط القطار الخارجي والداخلي ، على التوالي ، واقسم على اثنين لحساب نصف القطر الخارجي والداخلي للمنطقة على شكل طوقة. يشير نصف القطر الخارجي إلى عتبة الطاقة المتجددة. يشير نصف القطر الداخلي إلى عتبة IRE.
  3. باستخدام جدول البحث الذي تم إنشاؤه في الخطوة 6.21، اشتق شدة المجال الكهربائي عند أنصاف أقطارها المقاسة.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

نجح القطب الكهربائي الدائري والدبوس في توصيل بلازميد الحمض النووي الذي يشفر بروتين الفلورسنت الأخضر (GFP) في أنسجة الكولاجين ثلاثية الأبعاد التي تحاكي خلايا HEK293. تم تحقيق القياس الكمي الناجح لعتبة الطاقة المتجددة عن طريق قياس نصف القطر الخارجي للمنطقة المنقولة واستخلاص شدة المجال المقابلة من النموذج الحسابي للإعداد التجريبي ، كما هو موضح في الشكل 2. تم قياس عتبة IRE بالمثل عن طريق قياس نصف القطر الداخلي للمنطقة المنقولة. يسلط الشكل

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

باستخدام هذه الطريقة ، يمكن تحديد عتبات التثقيب الكهربائي القابلة للانعكاس والتي لا رجعة فيها دون الحاجة إلى اختبار عينات متعددة بجهد منفصل. يتيح استخدام مجال كهربائي غير منتظم القياس الكمي بناء على التوزيع المكاني للخلايا المنقولة في النموذج. ومع ذلك ، هناك قيود مرتبطة بهذا التوزيع غير الموحد. قبل كل شيء ، عتبات RE و IRE الموضحة هنا هي عتبات التعدي الناجح وموت الخلايا ، على التوالي ، والتي قد لا تكون قياسات مباشرة لمدى التثقيب الكهربائي. على سبيل المثال ، من الممكن أن تكون بعض الخلايا م...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

لم يكشف المؤلفان عن أي إفصاح.

شكر وتقدير

تم تنفيذ هذا العمل في جامعة ولاية كارولينا الشمالية وبتمويل من المعاهد الوطنية للصحة (R01CA272550).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
0.25٪ التربسين EDTAجيبكو25200056
أطراف ماصة سعة 1000 ميكرولترفيشر العلمية13-811-164
أنبوب مخروطي 15 ملفيشر العلمية14-959-70 درجة مئوية
أطراف ماصة سعة 200 ميكرولترفيشر العلمية13-811-139
304 إبر حادة من الفولاذ المقاوم للصدأماكماستر كار75165A753
316 أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأماكماستر كار89785 كيلو 319
اكريليكماكماستر كار8505 ك 754
خزانة السلامة الحيويةفيشر العلمية13-261-312
برنامج CADأنظمة داسوسوليد ووركس
الطرد المركزينويرNU-C200R
مثقوب كهربائيإتش بيو45-0662تم استخدام جهاز مصمم خصيصا ونظام BTX ECM 830 في هذه الدراسة
EMEMفيشر العلميةMT10009CVقد يختلف هذا   في حالة استخدام خط خلوي آخر غير HEK293
Falcon 12-well صافي مسطح القاع المعالج TC لوحة زراعة الخلايا متعددة الآبار ، مع غطاءكورنينج353043يمكن استخدام أي لوحة 12 بئر ، فقط تأكد من أن أبعاد البئر تؤخذ في الاعتبار عند تصنيع حامل القطب.
FBSفيشر العلميةA5670701
مسبار درجة حرارة الألياف البصريةشركة MicronorTS5-20MM-02
GFP-البلازميدألديفرونgWiz-GFP
خلايا HEK293ATCCCRL-1573يمكن استخدام خطوط خلوية أخرى ، فقط تأكد من استخدام وسيط الاستزراع الصحيح
لوح ساخنشركة التبريد الكهروحراراري الأمريكيةAHP-301CPV
حمام ثلج أو حبة مبردةفيشر العلمية10-876-001
برنامج تحليل الصورلايكالاس إكس
حاضنهفيشر العلمية15-015-2633
مجهر مضان مقلوبلايكادي إم آي 8
قاطع الليزرماكماستر كار7344N11
البنسلين الستربتومايسينفيشر العلمية15140122
طقم الماصةفيشر العلمية14-388-100
برامج المحاكاةكومسولكومسول الفيزياء المتعددة 6.2
قارورة T75فيشر العلمية156499
النوع الأول محلول الكولاجين البقريالمصفوفة الحيوية المتقدمة50053 مجم / مل

المراجع

  1. Sano, M. B., Fan, R. E., Xing, L. Asymmetric waveforms decrease lethal thresholds in high frequency irreversible electroporation therapies. Sci Rep. 7 (1), 40747(2017).
  2. Batista Napotnik, T., Polajžer, T., Miklavčič, D. Cell death due to electroporation - A review. Bioelectrochem. 141, 107871(2021).
  3. Kotnik, T., Rems, L., Tarek, M., Miklavčič, D. Membrane electroporation and electropermeabilization: mechanisms and models. Annu Rev Biophys. 48 (1), 63-91 (2019).
  4. Schipilliti, F. M., et al. Electrochemotherapy for solid tumors: literature review and presentation of a novel endoscopic approach. Radiol Oncol. 56 (3), 285-291 (2022).
  5. Hoejholt, K. L., et al. Calcium electroporation and electrochemotherapy for cancer treatment: importance of cell membrane composition investigated by lipidomics, calorimetry and in vitro efficacy. Sci Rep. 9 (1), 4758(2019).
  6. Gary, E. N., Weiner, D. B. DNA vaccines: Prime time is now. Curr Opin Immunol. 65, 21-27 (2020).
  7. Sachdev, S., Potočnik, T., Rems, L., Miklavčič, D. Revisiting the role of pulsed electric fields in overcoming the barriers to in vivo gene electrotransfer. Bioelectrochem. 144, 107994(2022).
  8. Lambricht, L., et al. Clinical potential of electroporation for gene therapy and DNA vaccine delivery. Expert Opin Drug Deliv. 13 (2), 295-310 (2016).
  9. Gothelf, A., Gehl, J. What you always needed to know about electroporation-based DNA vaccines. Hum Vaccin Immunother. 8 (11), 1694-1702 (2012).
  10. Lin, F., et al. Optimization of electroporation-enhanced intradermal delivery of DNA vaccine using a minimally invasive surface device. Hum Gene Ther Methods. 23 (3), 157-168 (2012).
  11. Sano, M. B., DeWitt, M. R., Teeter, S. D., Xing, L. Optimization of a single insertion electrode array for the creation of clinically relevant ablations using high-frequency irreversible electroporation. Comput Biol Med. 95, 107-117 (2018).
  12. Davalos, R. V., Mir, L. M., Rubinsky, B. Tissue ablation with irreversible electroporation. Ann Biomed Eng. 33 (2), 223-231 (2005).
  13. Ivey, J. W., et al. Targeted cellular ablation based on the morphology of malignant cells. Sci Rep. 5, 17157(2015).
  14. Meijerink, M. R., et al. Irreversible electroporation to treat unresectable colorectal liver metastases (COLDFIRE-2): A phase II, two-center, single-arm clinical trial. Radiology. 299 (2), 470-480 (2021).
  15. Sugrue, A., et al. Irreversible electroporation for catheter-based cardiac ablation: A systematic review of the preclinical experience. J Interv Card Electrophysiol. 55 (3), 251-265 (2019).
  16. Wittkampf, F. H. M., van Es, R., Neven, K. Electroporation and its relevance for cardiac catheter ablation. JACC Clin Electrophysiol. 4 (8), 977-986 (2018).
  17. Fesmire, C. C., Petrella, R. A., Kaufman, J. D., Topasna, N., Sano, M. B. Irreversible electroporation is a thermally mediated ablation modality for pulses on the order of one microsecond. Bioelectrochem. 135, 107544(2020).
  18. Fesmire, C. C., et al. Integrated Time Nanosecond Pulse Irreversible Electroporation (INSPIRE): Assessment of dose, temperature, and voltage on experimental and clinical treatment outcomes. IEEE Trans Biomed Eng. 71 (5), 1511-1520 (2023).
  19. Potočnik, T., Sachdev, S., Polajžer, T., Maček Lebar, A., Miklavčič, D. Efficient gene transfection by electroporation-In vitro and in silico study of pulse parameters. Appl Sci. 12 (16), 8237(2022).
  20. Jacobs IV, E. J., Campelo, S. N., Charlton, A., Altreuter, S., Davalos, R. V. Characterizing reversible, irreversible, and calcium electroporation to generate a burst-dependent dynamic conductivity curve. Bioelectrochem. 155, 108580(2024).
  21. Weaver, J. C., Smith, K. C., Esser, A. T., Son, R. S., Gowrishankar, T. R. A brief overview of electroporation pulse strength-duration space: a region where additional intracellular effects are expected. Bioelectrochem. 87, 236-243 (2012).
  22. Sano, M. B., Arena, C. B., DeWitt, M. R., Saur, D., Davalos, R. V. In-vitro bipolar nano- and microsecond electro-pulse bursts for irreversible electroporation therapies. Bioelectrochem. 100, 69-79 (2014).
  23. Sokołowska, E., Błachnio-Zabielska, A. U. A critical review of electroporation as a plasmid delivery system in mouse skeletal muscle. Int J Mol Sci. 20 (11), 2776(2019).
  24. Mercadal, B., Arena, C. B., Davalos, R. V., Ivorra, A. Avoiding nerve stimulation in irreversible electroporation: a numerical modeling study. Phys Med Biol. 62 (20), 8060-8079 (2017).
  25. Fusco, R., Di Bernardo, E., D'Alessio, V., Salati, S., Cadossi, M. Reduction of muscle contraction and pain in electroporation-based treatments: an overview. World J Clin Oncol. 12 (5), 367-381 (2021).
  26. Cvetkoska, A., Maček-Lebar, A., Trdina, P., Miklavčič, D., Reberšek, M. Muscle contractions and pain sensation accompanying high-frequency electroporation pulses. Sci Rep. 12 (1), 8019(2022).
  27. Fesmire, C. C., et al. Temperature dependence of high frequency irreversible electroporation evaluated in a 3D tumor model. Ann Biomed Eng. 48 (8), 2233-2246 (2020).
  28. Ĉemazˆr, M., et al. Effect of electric-field intensity on electropermeabilization and electrosensitivity of various tumor-cell lines in vitro. Electro Magnetobiol. 17 (2), 263-272 (1998).
  29. Young, J. L., Dean, D. A. Electroporation-mediated gene delivery. Adv Genet. 89 (1), 49-88 (2015).
  30. Bosnjak, M., Lorente, B. C., Pogacar, Z., Makovsek, V., Cemazar, M. Different incubation times of cells after gene electrotransfer in fetal bovine serum affect cell viability, but not transfection efficiency. J Membr Biol. 247 (5), 421-428 (2014).
  31. Hyder, I., Eghbalsaied, S., Kues, W. A. Systematic optimization of square-wave electroporation conditions for bovine primary fibroblasts. BMC Mol Cell Biol. 21 (1), 9(2020).
  32. Sherba, J. J., et al. The effects of electroporation buffer composition on cell viability and electro-transfection efficiency. Sci Rep. 10 (1), 3053(2020).
  33. Potter, H., Heller, R. Transfection by electroporation. Curr Protoc Mol Biol. 62 (9), Unit 9.3 (2003).
  34. Silve, A., Vezinet, R., Mir, L. M. Nanosecond-duration electric pulse delivery in vitro and in vivo: Experimental considerations. IEEE Trans Instrum Meas. 61 (7), 1945-1954 (2012).
  35. Avazzadeh, S., et al. Establishing electroporation thresholds for targeted cell-specific cardiac ablation in a 2D culture model. J Cardiovasc Electrophysiol. 33 (9), 2050-2061 (2022).
  36. Fiorentzis, M., et al. Conjunctival melanoma and electrochemotherapy: preliminary results using 2D and 3D cell culture models in vitro. Acta Ophthalmol. 97 (4), e632-e640 (2019).
  37. Arena, C. B., Szot, C. S., Garcia, P. A., Rylander, M. N., Davalos, R. V. A three-dimensional in vitro tumor platform for modeling therapeutic irreversible electroporation. Biophys J. 103 (9), 2033-2042 (2012).
  38. Sano, M. B., Fesmire, C. C., DeWitt, M. R., Xing, L. Burst and continuous high frequency irreversible electroporation protocols evaluated in a 3D tumor model. Phys Med Biol. 63 (13), 135022(2018).
  39. Marrero, B., Heller, R. The use of an in vitro 3D melanoma model to predict in vivo plasmid transfection using electroporation. Biomaterials. 33 (10), 3036-3046 (2012).
  40. Berrie, P. G., Birkett, F. N. The drilling and cutting of polymethyl methacrylate (Perspex) by CO2 laser. Opt Lasers Eng. 1 (2), 107-129 (1980).
  41. Gothelf, A., Mir, L. M., Gehl, J. Electrochemotherapy: results of cancer treatment using enhanced delivery of bleomycin by electroporation. Cancer Treat Rev. 29 (5), 371-387 (2003).
  42. Tasu, J. P., Tougeron, D., Rols, M. P. Irreversible electroporation and electrochemotherapy in oncology: state of the art. Diagn Interv Imaging. 103 (11), 499-509 (2022).
  43. Babiuk, S., et al. Electroporation improves the efficacy of DNA vaccines in large animals. Vaccine. 20 (27), 3399-3408 (2002).
  44. Bernelin-Cottet, C., et al. Electroporation of a nanoparticle-associated DNA vaccine induces higher inflammation and immunity compared to its delivery with microneedle patches in pigs. J Control Release. 308, 14-28 (2019).
  45. Jorritsma, S. H. T., Gowans, E. J., Grubor-Bauk, B., Wijesundara, D. K. Delivery methods to increase cellular uptake and immunogenicity of DNA vaccines. Vaccine. 34 (46), 5488-5494 (2016).
  46. Edd, J. F., Horowitz, L., Davalos, R. V., Mir, L. M., Rubinsky, B. In vivo results of a new focal tissue ablation technique: irreversible electroporation. IEEE Trans Biomed Eng. 53 (7), 1409-1415 (2006).
  47. Williamson, R. H., DeWitt, M. R., Elhanafi, D., Zaharoff, D. A., Sano, M. B. Optimization of bipolar microsecond electric pulses for DNA vaccine delivery. IEEE Trans Biomed Eng. 72 (1), 1-12 (2025).
  48. Vera Tizatl, C. E., Vega López, M. A., Vera Hernández, A., Leija Salas, L. A., Vera Tizatl, A. L. Proceedings of the 2024 Global Medical Engineering Physics Exchanges / Pan American Health Care Exchanges (GMEPE/PAHCE). 1, 1-5 (2024).
  49. Vera-Tizatl, A. L., et al. Liver-tumor mimics as a potential translational framework for planning and testing irreversible electroporation with multiple electrodes. Bioeng Transl Med. 9 (1), e10607(2024).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

نموذج عالي الإنتاجيةالتثقيب الكهربائي للأنسجةالتثقيب الكهربائي العكوسالتثقيب الكهربائي غير العكوستوزيع المجال الكهربائيخلايا HEK293المجهر الفلوريترانسفكشن البلازميد
نموذج الأنسجة ثلاثي الأبعاد عالي الإنتاجية لقياس عتبات التثقيب الكهربائي
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.