2020年7月2日
本方案介绍了利用先进的递送与监测系统,精确实施磁性纳米颗粒热疗所需的技术与方法。
该方法具有重要意义,因为它为临床前模型中的磁性纳米颗粒热疗提供了最可靠且可重复的递送方式。该技术通过精确监测和控制局部环境、动物生理状态及热剂量,实现了纳米颗粒热疗的精准和一致递送。在实施本方案时,需注意纳米颗粒的加热必须严格局限于靶组织内。
必须使用充足且适当的温度测量以确保实验的可重复性与安全性。在接种 B16 F10 小鼠黑色素瘤细胞 24 小时后,加入磁性纳米颗粒,使其终浓度为每毫升 3 毫克离子。为确保纳米颗粒在孔板中分布均匀,应提前配制含培养基与磁性纳米颗粒的储备液。
加入纳米颗粒48小时后,向每个处理的孔中加入0.5毫升胰蛋白酶,并轻轻摇晃培养板。使用显微镜检查细胞是否已脱落。然后,向每个孔中加入1毫升培养基,使用每个孔单独标记清楚的1.5毫升离心管收集所有细胞。
将离心管在60G条件下离心2至3分钟,使细胞沉淀。然后将离心管放入装满水的线圈内的支架中。调节水浴温度,使培养基和细胞沉淀物保持在37摄氏度。
设置独立的光纤温度探头,分别监测管内和水浴中的温度。打开制冷机,并检查冷却液是否正在流经线圈。然后打开电源,将输出功率调节至所需的最大场强百分比。
使用10千瓦发电机以165千赫兹和23.87千安培/米的参数驱动14匝螺线管线圈。处理细胞直至达到先前确定的协议热剂量。处理后,将管中沉淀的细胞重新悬浮于培养基中,并重新接种至新且明确标记的六孔板中。
小鼠麻醉后,用酒精棉片清洁肿瘤部位。在交变磁场治疗前3小时,将磁性纳米颗粒注射到肿瘤内。3小时后,再次麻醉小鼠,并检测其翻正反射是否消失。
取下小鼠的耳标或任何其他金属物体,将涂有润滑剂的光纤温度探针轻轻插入其直肠。将导管插入肿瘤内,然后取出针头。
然后剪裁导管,使其在肿瘤外露出的部分不要太长。将带有三个传感器的光纤温度探头插入导管中,以保护传感器。用胶带将直肠和瘤内探头固定在动物的尾部。
将小鼠放入一个50毫升的离心管中,管子靠近头部的位置应有一个小孔,用于连接并输送麻醉气体。将该管子置于线圈装置内,并重新连接麻醉系统。将光纤温度探头松散地放入管内,以测量环境温度。
然后开启冷水机,确保冷却液正在循环。确认计算机软件显示各项温度,并开始记录,以便实时显示CEM43计算结果,其中所需的CEM43剂量应已预先确定。以较低功率百分比开启磁体,并确保光纤温度探头正在记录温度变化。
简言之,通过调节控温空气罩,使动物的核心体温维持在38摄氏度。通过改变控制肿瘤温度水平的功率来调节磁场强度。当达到所需剂量后,关闭交变磁场(AMF)。
从线圈中取出试管,并将小鼠从试管中移出。然后关闭冷却器。拔出探头和导管,如有必要,为动物更换新的金属耳标。
在小鼠从麻醉中恢复期间进行监测,确保其恢复正常行为且无任何并发症。对于体内低温治疗,必须尽可能将光纤温度探针放置在关键部位,以实现实时疗效和安全性评估。这些探针可在整个实验过程中记录温度,从而实现精确的剂量控制和热历史追踪。
此处展示了体内实验过程中生成的曲线,突出了对温度进行密切监测并调节系统以将肿瘤温度维持在目标范围内的能力。火山图显示了体外和体内磁性纳米颗粒热疗处理后差异表达的基因,表明分子技术可用于监测热疗效应。准确监测肿瘤温度、动物核心温度以及热剂量对于稳定地实施治疗至关重要。
热疗后,可进行不同的分析以了解治疗的效果及作用机制。此外,还可联合其他疗法以获得更好的治疗效果。
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本方案介绍了利用先进的递送与监测系统精确实施磁性纳米颗粒热疗所需的技术与方法。该方法具有重要意义,因为它为临床前模型中的磁性纳米颗粒热疗提供了最可靠且可重复性最高的递送方式。
磁性纳米颗粒热疗(mNPH)可在临床前肿瘤学模型中实现精确的热剂量控制,通过可控的肿瘤消融和亚致死性免疫调节效应支持靶点验证。该系统具备实时、多部位温度监测及基于CEM43的剂量测定功能,可提供定量且可重复的输出结果,对机制性风险排除和治疗窗的预测可靠性至关重要。这一能力可将体外研究结果与体内疗效相衔接,为早期发现阶段的研发决策提供依据。
将mNPH定位为靶点验证与先导化合物优化之间的使能技术,其中热剂量的精确性为表型筛选和作用机制研究提供依据。