A عالية الإنتاجية صورة موجهة الخلايا العصبية المجسمة ونظام الموجات فوق الصوتية مركزة لفتح حاجز الدم في الدماغ القوارض

الأورام الدبقية عالية الدرجة مثل الورم الدبقي الجسري الجوهري المنتشر هي أورام شديدة التوغل مع معدل وفيات مرتفع. على الرغم من سنوات من البحث المكثف ، فإن الحاجز الدموي الدماغي هو جانب مهم لأن العلاج الكيميائي غير قادر على الوصول إلى الدماغ بشكل فعال. لحسن الحظ ، فإن الموجات فوق الصوتية المركزة قادرة على فتح الحاجز الدموي الدماغي مؤقتا وموضعيا لعلاجات فعالة.

قمنا بتطوير نظام الموجات فوق الصوتية المركزة العصبي الصغير والفعال من حيث التكلفة لاضطراب الحاجز الدموي الدماغي. تم تصميم هذا النظام بمكونات متوفرة تجاريا وبدرجة عالية من الأتمتة ، فإنه يسمح بدراسات تقييم الأدوية قبل السريرية. يعرف الطب الدقيق بأنه الدواء المناسب بالجرعة المناسبة للمريض المناسب في الوقت المناسب.

لتحقيق ذلك ، يجب فحص العديد من الأدوية المختارة مسبقا. يسمح لنا نظام الموجات فوق الصوتية المركزة المدمج عالي الإنتاجية لاضطراب الحاجز الدموي الدماغي بالقيام بذلك. سيظهر الإجراء ريان هومان وإلفين تي هارت ، وهما طالبان دكتوراه من مجموعتي البحثية.

يتضمن سير العمل للموجات فوق الصوتية المركزة للملاحة العصبية التجسيمية الموجهة بالصور التصوير التداخلي والاقتران الصوتي للصوت في منصة الموجات فوق الصوتية. بعد ذلك ، يمكن إجراء تصوير المتابعة. حدد محول طاقة مناسبا بناء على متطلبات التجربة المصممة.

ضعه في مخروط مطبوع ثلاثي الأبعاد مملوء بالماء منزوع الغاز وأغلقه في الأسفل بغشاء مايلر شفاف صوتيا. قم بتوصيل محول الطاقة بمولد وظائف ومضخم طاقة. قم بتركيب محول الطاقة على مرحلة خطية آلية لتحديد المواقع الرأسية التلقائية وتوصيله بمضخم الطاقة.

استخدم منصة تجسيمية قابلة للفصل تتضمن تسخينا منظما لدرجة الحرارة ، وقضبان عضة وأذن ، وتخدير ، وعلامات إيمانية متعددة الوسائط. نعلق المنصة على المرحلة الخطية 2D. قبل استخدام نظام FUS ، قم بمعايره وتحديد نقطة التركيز البؤري لمحول الطاقة.

تتوافق نقطة التركيز مع الوضع الرأسي للحيوان على المنصة التجسيمية. تأقلم مع المنشأة لمدة أسبوع على الأقل بعد وصوله ووزنه بانتظام. في يوم التجربة، يتم تطبيق البوبرينورفين عن طريق الحقن تحت الجلد قبل 30 دقيقة من علاج FUS.

بعد تخدير الماوس ، ضع مرهم العين لمنع جفاف العين. إذا لزم الأمر ، قم بإزالة الشعر الموجود أعلى رأس باستخدام ماكينة حلاقة وكريم مزيل للشعر. اغسل الجلد بالماء لإزالة أي بقايا.

للتجارب على نماذج أورام BLI، قم بحقن 150 ميكرولترا من D-luciferin داخل الصفاق باستخدام حقنة أنسولين قياس 29. لإدارة الفقاعات الدقيقة لفتح BBB ، أدخل قسطرة وريد الذيل قياس 26 إلى 30 وقم بغسل الوريد بحجم صغير من محلول الهيبارين. قم بتأمين القسطرة بشريط منديل لمنع الانفصال.

إذا نجحت القسطرة ، املأ القسطرة بمحلول الهيبارين لتجنب تخثر الدم. ضع على المنصة التجسيمية التي تنظم درجة الحرارة لتجنب انخفاض حرارة الجسم. قم بإصلاح رأس باستخدام قضيب لدغة وقضبان أذن وقم بلصق الذيل والقسطرة على المنصة.

إصلاح جسم الماوس مع حزام. ضع المنصة التجسيمية مع الماوس المركب في طريقة التصوير والتقط صورا للحيوان. حدد ما إذا كان قد تم وضعه بشكل صحيح على المنصة.

حدد موضع باستخدام العلامات الائتمانية متعددة الوسائط جنبا إلى جنب مع خط أنابيب معالجة الصور وفقا لنقطة تركيز محول الطاقة. حدد المنطقة المستهدفة عن طريق وضع مخطط للدماغ فوق صورة الأشعة السينية المكتسبة أو باستخدام صور BLI لتحديد مركز الورم. قبل وضع محول الطاقة ، قم بحماية فتحتي أنف وفم بشريط لاصق لمنع هلام الموجات فوق الصوتية من التدخل في التنفس.

ضع جل الموجات فوق الصوتية فوق رأس الماوس لتوصيل الصوت بشكل صحيح. سجل تجويف الفقاعات الدقيقة باستخدام هيدروفون الإبرة ، والذي يتم وضعه في المنطقة المجاورة مباشرة للعظم القذالي. بناء على قيم المعايرة ، قم بتوجيه محول الطاقة إلى الموضع الصحيح فوق.

قم بتطبيق الإعدادات التي تم تكوينها مسبقا على جميع الأجهزة المتصلة لاستهداف منطقة الدماغ التي تهمك. بعد وضع محول الطاقة في الموضع الصحيح ، قم بإذابة وتنشيط الفقاعات الدقيقة كما هو موضح من قبل الشركة المصنعة. قبل حقن الفقاعات الدقيقة ، اغسل قسطرة وريد الذيل بالمحلول الملحي لتأكيد وصول وريد الذيل.

ابدأ مسار الرنين وحقن الفقاعات الدقيقة في نفس الوقت. في الوقت نفسه ، سيكتشف الهيدروفون الإبرة وتتحقق من تجويف الفقاعات الدقيقة في الوقت الفعلي. إذا رغبت في ذلك ، قم بإعطاء عامل تباين داخل الأوعية الدموية أو دواء بعد التنقيب.

راقب حتى نقطة زمنية محددة مسبقا. قدم الضغط الصوتي بمؤشر ميكانيكي 0.4 بالاشتراك مع الفقاعات الدقيقة وسيلة حساسة وموثوقة للغاية للكشف عن التجويف المستقر مقارنة بعدم الكشف عن التوافقيات الفرعية عند عدم حقن الفقاعات الدقيقة أو ملاحظة التجويف بالقصور الذاتي عند تطبيق MI 0.6. في حين أن الضغط الصوتي مع MI يصل إلى 0.6 لم ينتج عنه أي ضرر عياني ، فقد تم إثبات الضرر المجهري من الناحية النسيجية عند MI 0.6.

أدى سعة الضغط مع MI 0.8 إلى نزيف دماغي عياني للأوعية الكبيرة وتحليق الأنسجة على نطاق واسع مع تسرب كريات الدم الحمراء. تم حقن إيفانز الأزرق عن طريق الوريد للتحقق من صحة فتح BBB في منطقة الجسر. لوحظ تسرب الألبومين المترافق الأزرق إيفانز على مستوى الجسر والمخيخ في الفأر المعالج ب FUS والفقاعات الدقيقة مما يدل على استهداف دقيق لمنطقة الاهتمام.

تتمثل أهم خطوات هذا البروتوكول في الوضع الصحيح لقسطرة وريد الذيل ، وتحديد موضع واستهدافه ، وحقن الفقاعات الدقيقة بالموجات فوق الصوتية المركزة مع اكتشاف التجويف. يمكن تكييف نظام الموجات فوق الصوتية المركز هذا وإعادة تصميمه لأسئلة بحثية متعددة ، مع كونه فعالا من حيث التكلفة وله سير عمل آلي ، مما يجعله مناسبا للباحثين عديمي الخبرة نسبيا.