Name: Eine Minute, Sub-One-Watt-Photothermische Tumor Ablation mit Porphysomes, Eigen Multifunktionale Nanovesicles (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-09-17T19:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 51 s
Description: Erfahren Sie die Synthese von Porphysomen mittels Hochdruckextrusion für photothermale Tumortherapie. Diese organischen Nanopartikel zeigen eine 100%ige Überlebensrate im Xenograft-Modell und ermöglichen effiziente Tumorablation.

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Diese Arbeit wurde von der Prinzessin Margaret Hospital Foundation, der National Science and Engineering Research Council of Canada, der kanadischen Institut für Gesundheitsforschung, der kanadischen Stiftung für Innovation, und Joey und Toby Tanenbaum / brasilianischen Ball Chair in Prostate Cancer Research, unterstützt ein Zuschuss von der SUNY Research Foundation und Startup-Unterstützung von der University at Buffalo.

1. Synthese von Pyropheophorbid-Lipid <ol><li> Kombinieren 200 mmol Pyrophäophorbid (von Spirulina Pacifica Algen hergestellt, wie zuvor beschrieben;... Zheng et al, Bioconj Chem 2002, 13 -392) 4, 98,7 mg 16.00 lysophophatidylcholine (1-Palmitoyl-2-hydroxy-sn-glycero -3-phosphocholin, Avanti Polar Lipids # 855675), 76,3 mg EDC, 48,7 mg DMAP (4 - (Dimethylamino) pyridin) in 5 ml Amylen stabilisiertem Chloroform für ein Verhältnis von 1:1:2:2 Pyro: Lipid: EDC DMPA. </li><li> Das Reaktionsgemisch wird bei Raumtemperatur unter Argon 24 Stunden. Verdampfe das Chloroform unter vermindertem Druck mit einem Rotationsverdampfer unter Erwärmen auf 40 ° C. Die Mischung aus pyro-Lipid-Isomeren (pyro an der sn-1 oder sn-2-Position gebunden ist) erzeugt wird. </li><li> Resuspendieren pyro-Lipid-Isomerengemisch in 1 mM CaCl 2, 50 mM Tris (pH 8), 0,5% Triton X-100 und 10% Methanol in einer Konzentration von 5 mg / ml. In Phospholipase A2 (PLA2) aus Honig Bienengift bei0,1 mg / ml Konzentration und Inkubation der Lösung bei 37 ° C für 24 h bis sn-1-pyro-Lipid verdauen und um die reine sn-2-pyro-Lipid-Isomer zu produzieren. </li><li> Fügen Sie zusätzliche 2 Volumen Chloroform und 1,25 Vol. Methanol-Extrakt, und dann das Lösemittel am Rotationsverdampfer bei vermindertem Druck bei 40 ° C Resuspendieren Sie das Spaltprodukt in 1% MeOH in DCM und Reinigung über eine kleine Diol Silica-Säule für die isomerenreine pyro-Lipid. </li></ol> 2. Vorbereitung der Porphysomes <ol><li> Auflösen Pyropheophorbid-Lipid Distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamin-N-methoxy (polyethylenglykol) (PEG-2000-PE) und Cholesterin in Chloroform getrennt, und zeichnen die Konzentrationen sind. </li><li> Bereiten porphysome Lipidfilm in einem 12x75 mm Borosilikatglas Reagenzglas mit einem Gesamtlipidgewicht von 5 mg / Rohr durch die Kombination von 65 Mol% Porphyrin-Lipid-, 5 mol% PEG-PE-2000 und 30 Mol-% Cholesterin. </li><li> Trocknen der Lipidfilme unter einem Strom von NitroStoffgas und lassen Sie sie weiter unter Vakuum für 1 Stunde getrocknet. Speichern die Lipidfilme bei -20 ° C unter Argon bis zur Zukunft Hydratation und Extrusion. </li><li> 1 ml phosphatgepufferter Salzlösung (PBS, 150 mM NaCl, 10 mM Phosphat, pH 7,4) zu jeder Lipidfilm Rohr. Einfrieren der Teströhrchen in flüssigen Stickstoff, bis sie vollständig gefroren, aufgetaut und dann das Rohr in 65 ° C Wasserbad, bis die Probe alle geschmolzen. Wirbel das Rohr für insgesamt 30 Sekunden (3x an jeder 10 sec, mit 5 sec Wiedererwärmung in 65 ° C-Wasserbad zwischen jedem Vortexen). </li><li> Wiederholen Sie den Frost-Tau-5 Zyklen oder mehr bei Bedarf, bis keine großen Aggregate im hydrierten Lösung beobachtet werden. Verlassen Sie die porphysome Suspension auf Eis, wenn Sie fertig. </li><li> Montieren Sie den Hochdruck-Extruder (10 ml) mit zwei gestapelte 100 nm Polycarbonatfilter zu einem thermostatisierten Zirkulator für 65 ° C zirkulierenden Wasserbad installiert in. Schließen Sie die thermobarrel Extruder, und schließen Sie das Extrudersystem zu einem Stickstofftank für Hochdrucksicher Versorgung. </li><li> Übertragen Sie die porphysome Suspension auf die Extruderkammer mit einem 9-Zoll-Glas-Transferpipette. Stellen Sie den Druck, indem Sie den Regler an der Stickstofftank Regler, bis ein Lese zwischen 200 und 300 psig wird als Anfangsextrusionsdruck beobachtet. Öffnen des Ventils des Druckreglers schrittweise bis ausreichend porphysome Strömungsrate erzielt wird oder ein Maximum von 800 psig (5.440 kPa) Druck erreicht ist. </li><li> Nachdem die erste Extrusions Pass abgeschlossen ist, schließen Sie die Druckregelventil und den Druck des Extruders durch Öffnen der Druckentlastungsventil am Extruder Spitze. Nachfüllen des Extruders mit der frisch extrudierten porphysome Lösung und wiederholen die Extrusion für mindestens 10 Mal, um sicherzustellen, dass die endgültige extrudierte Lösung homogen ist. </li><li> Bestimmung der Konzentration des endgültigen porphysome Lösung durch Messung der Absorption einer verdünnten Probe in Methanol durch UV-Vis-Spektrometer. Berechnen Sie die Konzentration mit Hilfe der folgenden Gleichung Witzh der Extinktionskoeffizient 97.000 M -1 cm -1 bei 410 nm für Pyropheophorbid-Lipid. </li></ol><img alt="Gleichung 1" src="/files/ftp_upload/50536/50536eq1.jpg" /><ol start="10"><li> Messen Sie die endgültige Größe Verteilung der porphysomes mit einem Malvern Zetasizer ZS90 durch dynamische Lichtstreuung. Verdünnen porphysome Lösung in PBS und führen drei Messungen mit jeweils 15 läuft für die gemittelten Ergebnisse. </li><li> Bestimmung der Fluoreszenzlöschung porphysome durch Vergleich der Fluoreszenzemission des abgeschreckten porphysome (1 mM in PBS) und nicht abgeschreckte porphysome (1 mM in 1% Triton X-100) unter Verwendung Spektrofluorometer. Nehmen Sie die Spektren vor und nach der Reinigungsmittel (Tirton X-100) hinzugefügt wird, und normalisieren das Signal zu lesen, um maximalen Fluoreszenz. Stellen Sie die Erregung bis 410 nm und Emissionswellenlängenbereich von 600-800 nm zu sein. </li><li> Halten porphysomes Lösung unter Argon bei 4 ° C bis zukünftige Verwendung, und schützen Sie es vor Licht durch Aluminium fÖl. </li></ol> 3. Herstellung von Tier Xenograft Modell <ol><li> Kultur die KB-Zellen in RPMI-1640 (mit 10% FBS) und die Sustain-Zellen in 5% CO 2 und befeuchteter Atmosphäre bei 37 ° C. </li><li> Ernte-KB-Zellen unter Verwendung von Standard-Zellkulturtechnik. Halten der Zellsuspension (20000 Zellen / ml) in phosphatgepufferter Salzlösung (PBS) auf Eis für kurzfristige Lagerung bis zum Zeitpunkt der Injektion. </li><li> Bereiten Sie eine KB Xenografts auf Nacktmäusen. Bestrahlte LM-485:;: Nackte Mäuse von Charles River Laboratories, wenn sie 20 g (Kategorie # CRL NU (NCR)-Foxn1 nu, 6-7 Wochen alt) Diät, da Standard-Diät und Bettzeug (Harlan Laboratories # 7912; Schlafmöglichkeiten: Maiskolben-Bettwäsche, ¼ &quot;, # 7097). Sterilisieren Sie alle Tier-Handling-Werkzeugen (Spritze, Pinzetten, Tier-und Pad) vor Experimenten. Betäuben Mäuse mit 2% Isofluran v / v in 100% Sauerstoff-Trägergas. Alle Tier Protokolle werden von der Institution (University Health Ne genehmigttwork in diesem Fall) Tierpflege und Verwendung Ausschusses. </li><li> Injizieren Tumorzellen subkutan in PBS an die rechte Flanke der Mäuse suspendiert. Mäuse sind bereit, nach 10 Tagen verwendet werden, wenn Tumordurchmesser von 4-5 mm und eine Dicke von 2-3 mm erreicht. </li></ol> 4. In-vivo-Photothermische Therapie <ol><li> Inject porphysomes (mit 750 nmol pyro bei 200 ul Volumen) intravenös über die Schwanzvene. Führen Laserbestrahlung 24 Stunden nach der Injektion von porphysomes. </li><li> In diesem Abschnitt führen alle Verfahren in einem geschlossenen Laserschutzraum. Laserschutzbrillen tragen während der Laserbestrahlung. </li><li> Stellen Sie den Laserbestrahlungsgeräte. Halten Sie die Laserfaser und einen Diffusor mit einer Klammer auf einem Ständer. Stellen Sie die Laserleistung auf niedrigem Niveau, und schalten Sie den Laser. Stellen Sie die Höhe der Laserfaser, eine Bestrahlungsfläche von 9 mm im Durchmesser erreichen (DPSS-Laser, LaserGlow Technologies, Toronto, Kanada), kalibrieren die Laserleistung von 750 mW (1,18 W / cm 2) mit apower Meter an und schalten Sie den Laser, um die Tiere vor. </li><li> Anesthetize die Tiere mit 2% Isofluran v / v in 100% Sauerstoff Trägergas durch Nasenkegel offensichtlich kein Abfangen von Isofluran eine Gefährdung der menschlichen Gesundheit Gefahr). Bestätigen Sie, dass das Tier tief genug durch Ausführen einer Prise Zeh mit einer Pinzette oder den Fingern Hinterpfoten Tier betäubt. Die Tiere sind bereit für Laserbestrahlung, wenn sie nicht mehr auf dieses Verfahrens sind. </li><li> Überwachen Sie die Temperatur Tumor durch eine Infrarot-Wärmebildkamera (Mikroshot, LumaSense Technologies). Legen Sie die Kamera in der Nähe des Tumors, konzentrieren sie gut und nehmen eine vorge PTT Bild sowie eine regelmäßige Weißlichtbild vor PTT Bestrahlung beginnt. </li><li> Schalten Sie den Laser wieder zu 750 mW und erhöhen die Lichtleistung. Positionieren Sie den Tumor in der Mitte des Laserstrahls auf der Tumor vollständig abgedeckt zu bekommen, und die Startzeitbestrahlung. Nehmen Sie die Tumortemperatur Bild alle 5 Sekunden eine Minute Laserbehandlung. Schalten Sie den Laser bei 1 min. Stop die Gaszufuhr von 2% Isofluran, bis das Tier aus der Narkose erholt warten und ihn wieder in den Käfig. </li><li> Halten Mäusen bei Normothermie Tierraum unter 0.12 h dunkel und Licht-Zyklus nach von der University Health Network genehmigten Tier Protokolle. Inject Buprenorphin (0,05 mg / kg, subkutan zweimal am Tag für eine Woche nach der Laserbestrahlung, um die Schmerzen von der Narbe zu reduzieren. Alle zwei Tagen, sind die Tumordurchmesser mit einer Schieblehre und ein Foto. Berechnen Sie das Tumorvolumen mit Hilfe der folgende Gleichung: V = π / 6 · a · b 2, wobei a der Längsdurchmesser, und b der kurzen. </li><li> Opfere die Tiere, indem sie in CO 2-Kammer, wenn der lange Durchmesser des Tumors erreicht 10 mm, wie es der definierten Endpunkt in unserem Labor. Führen Genickbruch nach dem CO2-Behandlung. Zeichnen Sie die Überlebenskurve. </li></ol>

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<li>Zhang, Y., Lovell, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Porphyrins+as+Theranostic+Agents+from+Prehistoric+to+Modern+Times%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Porphyrins as Theranostic Agents from Prehistoric to Modern Times.</a> Theranostics. 2, 905-915 (2012).</li>
</ol>

Wir haben nichts zu offenbaren.

Bei der Entwicklung von Drug-Delivery-Technologien, sind multifunktionelle Nanopartikel derzeit in weiten Untersuchungen für eine genaue Überwachung der Drug-Delivery-Fahrzeug unter Beibehaltung einer hohen Wirkstoff Nutzlast. Porphyrin beladene Liposomen wurden zur besseren pharmakokinetischen Eigenschaften und effiziente Lieferung als direkte Verabreichung von Porphyrin entwickelt worden, aber Hindernisse vorhanden sind, einschließlich der begrenzten Beladungsmenge von Porphyrin und schnelle Verteilung von Liposomen v...

Porphysomes sind neuartige multifunktionale nanovesicles, die wir vor kurzem entwickelt, die in der Lage, multimodale Bildgebung und Therapie 1 sind. Sie werden aus selbstorganisierten Porphyrin-Doppelschichten gebildet und enthalten eine extrem hohe Dichte von Porphyrin (über 83 000/porphysome Partikel), die große Extinktionskoeffizienten und die Ergebnisse in einzigartigen Struktur-abhängige Fluoreszenz Selbstabschreckung erzeugt. Porphysomes haben gute in-vivo-Pharmakokinetik und Bioverteilungseigenschaften: sie zeigen eine Bluthalbwertszeit von 12 Stunden folgende systematische Verwaltung und passiv sammeln sich in Xenotransplantattumoren mit 7,5% ID / g bei 24 Stunden nach der Injektion 2. Ihre einzigartige Struktur und die physikalisch-chemischen Eigenschaften machen porphysome ein guter Kandidat für die multimodale Bildgebung und bildgeführte Therapie. Zuallererst Porphyrin enthalten, sind porphysomes eigen für Fluoreszenz-Bildgebung von Tumoren auf die Tumorakkumulation 1.Darüber hinaus hat jedes Porphyrin ein stabiles Chelat-Website für Radioisotope können daher leicht porphysomes mit Radioisotopen wie etwa 64Cu für PET-Bildgebung 3 gekennzeichnet werden. Darüber hinaus wird die absorbierte Lichtenergie thermisch unter Laserbestrahlung Exposition abgeführt, wenn porphysome Struktur ist intakt, so porphysomes einzigartigen photoakustische Bildgebung und PTT-Funktionen zeigen auch. Es hat sich gezeigt, dass 24 h nach der intravenösen Injektion von porphysomes, Laserbestrahlung des porphysome-Tumor akkumuliert wurde, eine schnelle Temperaturerhöhung und starke photothermische Tumor Ablation. Dies zeigte, dass porphysomes sind effiziente photothermische Verstärker mit Extinktionskoeffizienten so hoch wie Gold-Nanopartikel (AuNPs) ein. Auf der anderen Seite, im Vergleich mit anderen anorganischen photothermische Mittel, einschließlich AuNPs, porphysomes zeigen eine herausragende Vorteil in der biologischen Sicherheit aufgrund ihrer organischen Natur. Porphysomes enzymatisch biologisch abbaubar und induzieren minimale akute toxicity in Mäusen mit intravenösen Dosen bis zu 1000 mg / kg 1. Außerdem ähnlich Liposomen, die große wässrigen Kern porphysomes könnte passiv oder aktiv mit therapeutischen oder Kontrastmittel geladen. Die optischen Eigenschaften und Biokompatibilität von porphysomes zeigen die multimodale Potenzial organischer Nanopartikel für Biophotonik Bildgebung und Therapie. In diesem Papier präsentieren wir die Synthese Verfahren Pyropheophorbid-Lipid-Konjugate, die Herstellung und die Charakterisierung Verfahren porphysomes mit Hochdruckextrusion. PTT In vivo an Mäusen ist ebenfalls durchgeführt, um die Effizienz der porphysome PTT-fähigen im Tumor zeigen, Behandlung mit einer subkutanen Xenograft-Tumormodell.

<table><tbody><tr><td>Rotationsverdampfer</td><td>Thermo-Savant</td><td>SPD131DDA</td><td></td></tr><tr><td>Votex</td><td>Scientific Industries</td><td>SI-0236</td><td>Modellnummer: G560</td></tr><tr><td>Hochdruckextruder</td><td>LIPEX, Northern Lipids Inc.</td><td>T.001</td><td>10 ml Thermobarrel Extruder</td></tr><tr><td>Zirkulatoren mit beheiztem Bad (thermostatisierter Zirkulator)</td><td>Thermo SCIENTIFIC</td><td>SC100-S5P</td><td></td></tr><tr><td>Polycarbonat-Filter </td><td>Avanti Polare Lipide</td><td>610005</td><td>Porengröße 100 nm und Membrandurchmesser 19 mm</td></tr><tr><td>Zetasizer</td><td>Malvern Instruments</td><td>ZS90</td><td></td></tr><tr><td>UV/sichtbares Spektralphototmeter</td><td>Varian Deutschland</td><td>Cary 50 Bio UV/ Visible Spektralphotometer</td><td> </td></tr><tr><td>Spektrofluorometer</td><td>HORIBA Scientific</td><td>FluoroMax-4</td><td></td></tr><tr><td>Transmissionselektronenmikroskopie (TEM)</td><td>Hitachi</td><td>H-7000</td><td></td></tr><tr><td>Zellkultur-Inkubator</td><td>SANYO</td><td>MCO-18AIC</td><td></td></tr><tr><td>Powermeter</td><td>Thorlabs</td><td>PM100D</td><td>mit Sensor S142C</td></tr><tr><td>671nm Laser</td><td>LaserGlow Technologies</td><td>LRS-0671_PFN-02000-05</td><td>S/N:10097270</td></tr><tr><td>Infrarot-Thermometer</td><td>Mikroshot, LUMASENSE Technologies</td><td>9102409</td><td></td></tr><tr><td>Laserschutzbrille</td><td>LaserGlow Technologies</td><td>AGF6602XX</td><td>Optische Dichte: 1,5+ bei 630-700 nm</td></tr></tbody></table>

eine minute, sub-one-watt-photothermische tumor ablation mit porphysomes, eigen multifunktionale nanovesicles

One Minute, Sub-One-Watt Photothermal Tumor Ablation Using Porphysomes, Intrinsic Multifunctional Nanovesicles

Wir haben vor kurzem porphysomes als eigen multifunktionale nanovesicles entwickelt. Ein Photosensibilisator, Pyropheophorbid α, wurde zu einer Phospholipid-konjugiert und Liposomen-wie kugelförmige Vesikel dann selbst zusammengebaut. Durch die extrem hohe Dichte von Porphyrin im Porphyrin-Lipid-Doppelschicht erzeugt porphysomes großen Extinktionskoeffizienten, Struktur-abhängige Fluoreszenz Selbstlöschung und ausgezeichnete photothermische Wirksamkeit. In unserer Formulierung wurden porphysomes mit Hochdruckextrusion hergestellt und zeigte eine mittlere Teilchengröße ca. 120 nm auf. Vierundzwanzig Stunden nach der intravenösen Injektion von porphysomes, die lokale Temperatur des Tumors schnell auf 1 Minute Belichtung von 750 mW (1,18 W / cm 2), 671 nm-Laser-Bestrahlung erhöhte sich von 30 ° C bis 62 ° C. Nach der vollständigen thermischen Ablation des Tumors, Schorf gebildet und heilte innerhalb von 2 Wochen, während in den Kontrollgruppen die Tumoren weiter zu wachsen und alle erreichten das definierte end Punkt innerhalb 3 Wochen. Diese Daten zeigen, wie porphysomes können als starke photothermische Therapie (PTT)-Mittel verwendet werden.

Pyrophäophorbid ist mit dem Phospholipid als stabile Lipid-Monomer (1a) konjugiert und die Konjugate durch Selbstorganisation zu porphysomes durch Membranextrusionsverfahren zu bilden, das eine Hochdruck-Extruder. Es ist normalerweise schwierig, porphysome-Lipid-Suspension in den ersten 3 Zyklen der Extrusion mit relativ langsamen Fließgeschwindigkeit zu extrudieren. Als weitere Extrusionen werden wiederholt, die Strömungsgeschwindigkeit der extrudierten Lösung allmählich erhöht, und der Druck kann bei ...

Wir entwickelten neuartigen multifunktionalen Eigen nanovesicles porphysomes genannt, die strukturabhängigen Fluoreszenz Selbstlöschung und einzigartigen photothermischen Eigenschaften haben, so als potente photothermische Therapie Mittel. Wir formuliert porphysomes mit Hochdruckextrusion und untersucht ihre photothermische Therapie Wirksamkeit in einem Xenotransplantat-Tumor-Modell.

Eine Minute, Sub-One-Watt-Photothermische Tumor Ablation mit Porphysomes, Eigen Multifunktionale Nanovesicles

We recently developed porphysomes as intrinsically multifunctional nanovesicles. A photosensitizer, pyropheophorbide &alpha;, was conjugated to a ...

Die allgemeinen Ziele des folgenden Experiments bestehen darin, die Synthese von Por-Foursomes mithilfe eines Hochdruck-Extruders sowie die Wirksamkeit der durch Por-Foursomes ermöglichten photothermischen Therapie bei der Behandlung von Tumoren in einem subkutanen Xenotransplantat-Tumor-Modell zu demonstrieren. Dies wird erreicht, indem Pyro-Four-by-Alpha an ein Phospholipid konjugiert wird, um das Pyro-Feel-Four-by-Lipid zu bilden. In einem zweiten Schritt assemblieren sich die Pyro-Four-by-Lipide durch Hochdruckextrusion zu Por-Foursomes und werden zur Qualitätskontrolle charakterisiert. Anschließend werden Por-Fivesomes in Tiere injiziert, die subkutane Tumore tragen, um deren Wirksamkeit für die photothermische Therapie zu zeigen. Nach Bestrahlung mit einem Laser zeigen die Ergebnisse, dass Por-Fivesomes Nanopartikel mit hoher Homogenität und stark unterdrückter Fluoreszenz sind, und dass Por-Fivesomes aufgrund der 100 % Überlebensrate in der In-vivo-Tierstudie ein wirksames photothermisches Agens darstellen.Por-Foursomes sind die ersten organischen Nanopartikel, die als effiziente photothermische Verstärker fungieren, wobei sie die Medikamentenladekapazität und Biokompatibilität herkömmlicher Liposomen beibehalten und sich für die multimodale Bildgebung sowie die bildgesteuerte Therapie eignen. Die Implikationen dieser Technik reichen somit in Richtung Therapie und Diagnose von Tumoren. Vor diesem Verfahren wurden Pyro-Foursomes nach Lipid bereits gemäß dem Textprotokoll synthetisiert.Lösen Sie Pyro Vier jeweils durch Lipid Polyethylenglykol und Cholesterin in Chloroform. Notieren Sie die Konzentrationen jeder Lösung im Abzug bei Raumtemperatur. Bereiten Sie das Por-Vierer-Lipid in einem Borosilikat-Reagenzglas mit einem Gesamtlipidgewicht von fünf Milligramm pro Röhrchen vor.Kombinieren Sie das Porphyrin-Lipid PEG 2000 PE und Cholesterin für eine molare Bruchkonzentration von jeweils 65 % und 30 %. Danach trocknen Sie die Lipidfilme kurz unter einem Strom von Stickstoffgas und anschließend eine Stunde im Vakuum. Die Lipidfilme können nun bei minus 20 Grad Celsius unter Argon für eine spätere Hydratation und Extrusion gelagert werden.Um die Hydratation und Extrusion zu beginnen, jeweils ein Milliliter PBS zu jedem Lipidfilm-Röhrchen hinzufügen, jedes Reagenzglas vollständig in flüssigem Stickstoff einfrieren. Anschließend die Proben in einem Wasserbad von 65 Grad Celsius auftauen, sobald sie nicht mehr gefroren sind. Jedes Röhrchen dreimal für jeweils 10 Sekunden vortexen, wobei zwischen den Vortexvorgängen jeweils fünf Sekunden erneut im Bad erhitzt wird.Wiederholen Sie die Gefrier-Tau-Wirbel-Zyklen fünfmal oder öfter, bis keine großen Aggregate mehr in der hydratisierten Lösung zu beobachten sind. Schließlich lassen Sie die Vesikelsuspension auf Eis stehen. Danach bauen Sie einen 10-Milliliter-Hochdruck-Extruder mit zwei übereinander angeordneten 100-Nanometer-Polycarbonatfiltern zusammen.Schließen Sie den Extruder an ein geregelt arbeitendes Zirkulationswasserbad bei 65 Grad Celsius an. Anschließend verbinden Sie das Extrudersystem mit einem Stickstofftank, um Druck bereitzustellen. Überführen Sie nun die Suspension mithilfe einer neun Zoll langen Glaspipette in die Extruder-Kammer.Erhöhen Sie den anfänglichen Extrusionsdruck auf einen Wert zwischen 200 und 300 PSIG. Öffnen Sie dann das Ventil schrittweise, bis ein ausreichender Durchfluss durch die Por vierer-Gruppe vorliegt. Überschreiten Sie nach dem ersten Extrusionsdurchgang nicht einen Druck von 800 PSIG.Schließen Sie das Druckregelventil und öffnen Sie das Entlastungsventil. Füllen Sie den Extruder mit der frischen Lösung auf und wiederholen Sie den Vorgang mindestens 10-mal, um sicherzustellen, dass die endgültige extrudierte Lösung vollständig homogen ist. Ous. Bestimmen Sie die Konzentration der endgültigen Por-Vierer-Lösung, indem Sie die Absorption einer in Methanol verdünnten Probe mit einem UV/Vis-Spektrometer messen.Als Nächstes verdünnen Sie die Por-Foursome-Lösung im Verhältnis 1:60 in PBS. Nehmen Sie dann drei Messungen der Verteilung der Por-Foursomes mittels dynamischer Lichtstreuung vor. Führen Sie 15 unabhängige Messreihen durch und bilden Sie den Mittelwert der Ergebnisse.Zuletzt diagnostizieren Sie die Fluoreszenzlöschung des Por-Foursome, indem Sie die Fluoreszenzemission des gelöschten PHY bei einer Konzentration von einem Millimolar in PBS mit der ungelöschten Por-Fivesome bei einer Konzentration von einem Millimolar in 1 % Triton X-100 vergleichen. Lagern Sie die Por-Foursome-Lösung lichtgeschützt mit Folie abgedeckt und unter Argon bei vier Grad Celsius. Die KB-Zellen in RPMI 1640 mit 10 % FBS werden geerntet; die KB-Zellen werden bei 20.000 Zellen pro Milliliter in PBS resuspendiert und auf Eis gehalten, um sie anschließend einem ISO-Fluorid-anaesthetisierten 20-Gramm-Nacktmäuschen subkutan in die rechte Flanke zu injizieren, wobei 100 Mikroliter Zellsuspension verabreicht werden.10 Tage später hat der resultierende Tumor einen Durchmesser von vier Millimetern und ist bereit zur Behandlung. Beginnen Sie die Behandlung, indem Sie 750 Nanomol der por-Vierergruppen über die Schwanzvene injizieren. 24 Stunden später bestrahlen Sie die por-Vierergruppen in einem geschlossenen Laser-Sicherheitsraum unter Tragen von Laser-Schutzbrillen; dabei sollten der Laserfaser und der Diffusor mit einem Stativ befestigt sein.Stellen Sie die Laserleistung auf niedrigem Niveau ein und schalten Sie den Laser ein. Passen Sie die Höhe der Laserfaser an, um einen Bestrahlungsbereich mit einem Durchmesser von neun Millimetern zu erzielen. Kalibrieren Sie die Laserleistung mithilfe eines Leistungsmessgeräts auf 750 Milliwatt, was 1,18 Watt pro Quadratzentimeter entspricht.Schalten Sie dann den Laser aus, während das Tier mit ISO-Fluorgas anästhesiert wird. Wenn das Tier nicht auf einen Zehenquetschreiz reagiert, dokumentieren Sie die Tumor­temperatur mithilfe einer eng fokussierten Infrarot-Wärmebildkamera. Erstellen Sie ein Vorher-Bild der photothermischen Therapie (PTT) sowie ein reguläres Bild im Weißlicht.Schalten Sie als Nächstes den Laser auf 750 Milliwatt ein. Plazieren Sie den Tumor eine Minute lang in der Mitte des Laserstrahls und messen Sie alle fünf Sekunden die Temperatur des Tumors. Schalten Sie nach einer Minute den Laser aus, stoppen Sie das Isofluran-Gas und warten Sie, bis das Tier sich von der Anästhesie erholt hat, bevor Sie es in seinen Käfig zurückbringen.Photografieren Sie den Tumor im Abstand von jeweils zwei Tagen und messen Sie dessen Durchmesser mit einer Schieblehre. Sobald der Tumor einen Durchmesser von 10 Millimetern erreicht hat, wird das Tier human getötet. Mit diesem Protokoll wurde Pyro vier bide als stabiler Lipidmonomer an Phospholipid konjugiert und durch Hochdruckextrusion zu Por-Viererstrukturen selbstassembliert.Die resultierenden porösen Vierergruppen weisen eine hohe Homogenität der Größenverteilung mit einem Maximum bei etwa 120 Nanometern auf. Sie weisen außerdem zwei Hauptabsorptionsmaxima bei 410 Nanometern und 677 Nanometern auf. Die Fluoreszenz des Porphyrins wurde um bis zu 99,8 % unterdrückt, wenn die Nanostruktur intakt ist.Mit dem beschriebenen in-vivo-PPT-Protokoll führte die Behandlung von Tumoren mit Laserbestrahlung zu einer Temperaturerhöhung um mehr als 35 Grad Celsius nach einer Minute Bestrahlung, während der Laser allein eine Temperaturerhöhung von weniger als 10 Grad Celsius verursachte. Nach der PPT-Bestrahlung verfärbten sich die Tumoren aufgrund der starken thermischen Wirkung gewöhnlich weißlich.Die thermische Ablation führte zu einer dunkelbraunen Nekrose an den Tumoren und einer 100 %igen Reduktion des Tumorvolumens. Die ES-Narben waren 24 Stunden nach der Behandlung deutlich sichtbar und erholten sich allmählich während der folgenden zwei Wochen. Unter Verwendung von Por-Foursomes wurden subkutane Tumore vollständig ohne Rezidiv beseitigt.Im Vergleich dazu wuchsen Tumore, die nur mit ssom injiziert oder nur mit Laser behandelt wurden, weiter. Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man por-Prismen mittels Hochdruckextruder synthetisiert und wie man nach der Gabe von roone eine Laserbestrahlung für die photothermische Therapie durchführt.

one-minute-sub-one-watt-photothermal-tumor-ablation-using-porphysomes

Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Schalluntersuchung von Mikrobläschen ist eine vielversprechende Strategie für die Tumor Ablation bei reduziertem Zeit-gemittelten akustischen Kräfte, sowie für die gezielte Verabreichung von Therapeutika. Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, niedrige Einschaltdauer Ultraschall pulsierende Strategien und Nanocarriern zu nicht-thermischen Ablation mikrovaskuläre und Nutzlast Lieferung an subkutanen C6 Gliomen zu maximieren.

Contrast Ultrasound gezielte Behandlung von Gliomen in Mäusen über Drug-Bearing Nanopartikel Liefer-und mikrovaskuläre Ablation

Phase-shift Nanoemulsionen (PSNE) kann verdampft mit hoher Intensität fokussierter Ultraschall, um lokale Erwärmung und zur Verbesserung thermischen Ablation von Tumoren sein. In diesem Bericht wird die Herstellung von stabilen PSNE mit einer engen Größenverteilung beschrieben. Darüber hinaus wird der Einfluss des verdampften PSNE auf Ultraschall-vermittelte Ablation im Gewebe-ähnlichen Phantomen demonstriert.

Synthese von Phase-shift Nanoemulsionen mit enger Größenverteilung für Acoustic Droplet Vaporisation und Bubble-enhanced Ultraschall-vermittelte Ablation

Ein MRI-kompatiblen maßgeschneiderten Laserbasis Heizvorrichtung wurde entwickelt, um eine lokale Erwärmung der subkutanen Tumoren um die Freisetzung von Wirkstoffen aus wärmeempfindlichen Liposomen gezielt an der Tumorregion aktivieren bereitzustellen.

Kundenspezifische Laser-basierte Heizvorrichtung zum ausgelöste Freisetzung von Cisplatin von wärmeempfindlichen Liposomen mit Magnet-Resonanz-Bild Anleitung

Dieses Protokoll zeigt die steuerbare Keimbildung der Kavitation in Gel Phantome, durch gleichzeitige Exposition gegenüber Nahinfrarot-gepulste Laser-Licht und hoher Intensität fokussiert Ultraschall (HIFU). Die Kavitation-Aktivität kann dann verwendet werden, für die Verbesserung der bildgebender und/oder therapeutische Verwendungen von HIFU.

Steuerbare Keimbildung der Kavitation von Plasmonische Gold-Nanopartikel für die Verbesserung der hohen Intensität konzentriert Ultraschallanwendungen

Hier wird ein Protokoll zur Herstellung von Eisenoxid-Nanopartikel-Mikroblasen (NSMs) durch Selbstorganisation, synergisierende magnetische, akustische und optische Reaktionsfähigkeit in einer nanotherapeutischen Plattform für magnetische Hyperthermie und photothermische Kombinationskrebstherapie vorgestellt.

Magnetische, akustische und optische dreifach ansprechende Mikroblasen für magnetische Hyperthermie und pothotothermische Kombinationskrebstherapie

In diesem Artikel wird das Protokoll zur Herstellung von Tumor-Gewebe-Phantomen vorgestellt, die optische Eigenschaften für die plasmonische photothermische Therapie replizieren. Es beschreibt die Phantompräparation, photothermische Bewertungen und die Validierung des entwickelten numerischen Modells auf der Grundlage photothermischer Temperaturmessungen zur Bewertung therapeutischer Parameter und bietet eine ethische, kostengünstige Alternative zu In-vivo-Studien für Vortests.

Plasmonische photothermische Krebstherapie: Nanopartikel-eingebettete Tumorgewebe-imitierende Phantome zur Visualisierung der photothermischen Temperaturverteilung

Dieses Protokoll stellt Techniken und Methoden vor, die für eine gezielte hyperthermische Therapie in soliden Tumormodellen erforderlich sind. Der Ansatz nutzt die photothermische Umwandlung von Nahinfrarotlicht durch intratumoral injizierte Goldnanostäbchen, um eine lokale Erwärmung innerhalb der Tumormikroumgebung zu induzieren.

Induktion gezielter milder Hyperthermie in murinen Tumormodellen durch photothermische Umwandlung von Nahinfrarotlicht durch intratumorale Gold-Nanostäbchen

Optical Frequency Domain Imaging der<em&gt; Ex vivo</em&gt; Pulmonary Resektionsproben: Beziehen One to One Image to Histopathologie Correlation

Pflanzen virale Nanopartikel (VNPS) sind vielversprechende Plattformen für Anwendungen in der Biomedizin. Hier beschreiben wir die Verfahren für die Anlage VNP Ausbreitung, Reinigung, Charakterisierung und Biokonjugation. Schließlich zeigen wir die Anwendung der VNPS für die Tumor-Homing und Bildgebung mit der Maus Xenograft-Modell und Fluoreszenz-Bildgebung.

Viral Nanopartikel für<em&gt; In vivo</em&gt; Tumor Imaging

Dieser Beitrag beschreibt die hausinternen Verfahren zur Konstruktion eines präklinischen Multimodalität Phantom von Gewebe-Nachahmung gemacht (TM)-Materialien für die Qualitätssicherung (QS) der Tumorgröße Messung in der Tier-Bildgebungsverfahren wie Ultraschall (US), Computertomographie (CT) und Magnetresonanztomographie Resonanz-Tomographie (MRT).

Bau eines Präklinische Multimodalität Phantom Mit Tissue-ähnlichen Materialien für die Qualitätssicherung in der Tumor Größe Maß

Erfahren Sie die Synthese von Porphysomen mittels Hochdruckextrusion für photothermale Tumortherapie. Diese organischen Nanopartikel zeigen eine 100%ige Überlebensrate im Xenograft-Modell und ermöglichen effiziente Tumorablation.

Eine Minute, Sub-One-Watt-Photothermische Tumor Ablation mit Porphysomes, Eigen Multifunktionale Nanovesicles

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