مصمم خصيصا القائم على الليزر التدفئة جهاز لإطلاق الحفز من سيسبلاتين من حساس للحرارة الليبوزومات مع الرنين المغناطيسي الإرشاد صورة

الهدف العام من هذا الإجراء هو توضيح آلية عمل جهاز تسخين مخصص يعتمد على الليزر، يمكن استخدامه لتسخين الأورام تحت الجلد موضعياً لإيصال تركيبة ليبوزومية منشطة حرارياً. ويتم تحقيق ذلك أولاً عن طريق تحضير تركيبة HTLC من خلال تكوين غشاء دهني، والبثق بالترطيب، والديال. وفي الخطوة الثانية، يتم تلقيح فأر مانح بخلايا سرطان عنق الرحم.

بعد مرور أربعة إلى خمسة أسابيع، يتم استئصال الورم وتقطيعه إلى أجزاء، ثم زراعة كل جزء بشكل فردي في فأر مستقبل. وفي الخطوة النهائية، يتم تسخين ورم الفأر المستقبل موضعياً إلى 42 °C باستخدام نظام تسخين يعتمد على الليزر. يتميز جهاز التسخين المعتمد على الليزر بأنه متوافق مع الرنين المغناطيسي (MR Compatible)، مما يتيح مراقبة التغيرات في درجة حرارة الأنسجة أثناء تسليط الضوء، كما أنه صغير الحجم ومحمول، مما يسمح بتسخين الورم ببساطة وفعالية داخل تجويف جهاز الرنين المغناطيسي للحيوانات الصغيرة.

في النهاية، يمكن مراقبة الإطلاق المنشط حرارياً لـ HTLC الحساس للحرارة عن طريق التصوير بالرنين المغناطيسي في الوقت الحقيقي. وتتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالطرق الحالية، مثل استخدام الحمام المائي وقسطرة التسخين، في أن تقنيتنا توفر طريقة متوافقة لتوصيل الحرارة إلى الورم في غضون دقيقة إلى دقيقتين من بدء العلاج الحراري، وتسمح بتعديل قدرة الليزر في الوقت الحقيقي مما يقلل من تقلبات درجة الحرارة أثناء الإجراء. لقد خطرت لنا الفكرة الأولى لهذه الطريقة عندما بدأنا في إجراء الدراسات الحيوية (in vivo) باستخدام تركيبة ليبوزومات HTLC الحساسة للحرارة.

وجدنا أن الطرق الحالية لم تكن قادرة على توفير تسخين موضعي فعال لورم تحت الجلد. سيقوم "myung"، وهو طالب دكتوراه من مختبري، بتوضيح إجراءات تحضير الليبوسومات. لتحضير الليبوسومات، ابدأ بدمج خليط ليبيدات مُحضّر حديثاً مع خليط ليبيدات ودواء مُحضّر حديثاً، يليه ترطيب لمدة ساعة واحدة مع استخدام جهاز الرج (vortexing) كل 15 إلى 20 دقيقة أثناء عملية ترطيب خليط الليبيدات. قم بتجميع جهاز البثق (extruder) سعة 10 milliliter باستخدام مجموعتين من مرشحات البولي كربونات سعة 200 nanometer، ووضع الأنبوب الحراري لجهاز البثق في حمام مائي دوار مضبوط على 70 °C، ثم صِل الجهاز بخزان نيتروجين مضغوط.

مباشرة بعد عملية الترطيب، انقل الدهون إلى حجرة جهاز البثق وافتح تدفق النيتروجين. بعد ذلك، وبضغط قدره 200 PSI، قم ببثق الليبوزومات عبر الأغشية، مع تجميع الليبوزومات في أنبوب مخروطي سعة 50 milliliter موضوع في حمام مائي عند درجة حرارة 70 degree Celsius. بعد بثق الليبوزومات خمس مرات، قم بتفكيك الجهاز ثم أعد تجميعه باستخدام مجموعتين من مرشحات البولي كربونات بمسامية 100 nanometer.

اضبط الضغط على 400 PSI وقم ببثق الليبوزومات 10 مرات كما تم توضيحه للتو. اجمع الليبوزومات من عملية البثق النهائية في أنبوب مخروطي سعة 15 milliliter واترك الليبوزومات تبرد حتى درجة حرارة الغرفة، يتبع ذلك ترسيب السيسبلاتين غير القابل للذوبان عن طريق الطرد المركزي، ثم قم بديلزة الليبوزومات طوال الليل مقابل محلول ملحي بنسبة 0.9% في أنابيب ديلزة بحد قطع للوزن الجزيئي يبلغ 15,000 تحت ظروف معقمة. لزراعة الطعم الورمي الخارجي لعنق الرحم، اجمع 1.8×10⁶ خلية من مزرعة وصلت نسبة تلاقيها إلى 90%، واحسب عدد خلايا سرطان عنق الرحم الحيوية باستخدام مقياس الدم.

استخدم مقياس التدفق الخلوي ثم خفف الخلايا لتصل إلى 1×10⁶ خلية لكل 100 µL. أُجريت جميع التجارب على الحيوانات في مركز Star Innovation Center، حيث تم تلقيح إناث فئران skit عن طريق الحقن العضلي في العضلة gastrocnemius للطرف الخلفي. وباستخدام الفرجار، تم قياس حجم الورم الناتج حتى وصل حجم الأورام إلى 9-12 ملم في أطول بُعد لها. بعد ذلك، يتم استئصال الورم من الفأر المانح وتقطيعه إلى شظايا بحجم 2-3 ملم مكعب.

قم الآن بحلاقة الطرف الخلفي الأيسر للحيوان المستقبل وإجراء شق في الجلد العاري. أدخل قطعة واحدة من ورم المتبرع تحت الجلد من خلال الشق، واستخدم مشبكي جروح أو أكثر لإغلاق الجلد بعد ثلاثة إلى خمسة أيام من الزرع. قم بإزالة المشابك واترك الورم لينمو لمدة أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع قبل إجراء المعالجة الحرارية.

أولاً، قم بتوصيل أحد طرفي ليف الليزر بجهاز الليزر والطرف الآخر بالمُضيء. بعد ذلك، أدخل قسطرة حقن بمقياس 27 في الوريد الذيلي الجانبي لفأر مستقبل مُخدّر، ثم أدخل قسطرة بمقياس 22 في مركز الورم. بعد ذلك، ضع مسبار درجة حرارة من الألياف البصرية داخل القسطرة المجوفة لمراقبة أي تغيرات في درجة الحرارة، وقم بتغطية الورم بالكامل بالمُضيء. النهاية.

اضبط القدرة على قيمة تتراوح من 0.8 إلى 1 watt، ثم قم بتشغيل الليزر وانتظر ارتفاع درجة الحرارة مع ضبط قدرة الليزر يدويًا طوال فترة المعالجة بين 0.1 إلى 0.8 watts للحفاظ على درجة حرارة الورم عند 42 °C كما هو موضح في هذه الصورة لمقطع عرضي في ورم معالج حراريًا؛ وبافتراض أن القدرة الإجمالية هي 1 watt، فإن أقصى معدل تدفق (fluence rate) عند أي نقطة في الورم هو 70 milliwatts/cm² مع وصول معدل التدفق في الورم عند عمق الجلد إلى 50% من أقصى معدل تدفق، وهو ما تم تأكيده بواسطة قياس الحرارة بالتصوير بالرنين المغناطيسي المعتمد على إزاحة تردد رنين البروتون. يولد إعداد التسخين المعتمد على الليزر خريطة توزيع حراري موحدة نسبيًا كما تظهر في الصورة، والتي تتبع التغير النسبي في درجة الحرارة من قياس خط الأساس المطلق الذي تم الحصول عليه قبل التسخين بواسطة المصدر النقطي. ويظهر الورم المُسخّن أعلى زيادة نسبية في الإشارة مقارنة بعضلة turo غير المُسخّنة بعد إعطاء gad HTLC وفقًا لما حدده تحليل إشارة الرنين المغناطيسي، مع الحفاظ على الإشارة حتى نهاية فترة التسخين. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن إعدادها في أقل من 15 دقيقة إذا نُفذت بشكل صحيح، مما يوفر أداة قيمة للتقييم قبل السريري لتركيبات الليبوزومات الحساسة للحرارة.

لا تنسَ أن العمل باستخدام ليزر من الفئة الرابعة يمكن أن يكون خطيرًا للغاية، وأنه يجب دائمًا اتخاذ الاحتياطات اللازمة، مثل ارتداء نظارات السلامة، أثناء تنفيذ هذا الإجراء.