In-vitro- und In-vivo-Verabreichung von magnetischer Nanopartikel-Hyperthermie mit einem maßgeschneiderten Verabreichungssystem

Diese Methode ist von Bedeutung, da sie die robusteste und reproduzierbarste Methode zur Behandlung der magnetischen Nanopartikel-Hyperthermie in präklinischen Modellen bietet. Diese Technik ermöglicht die präzise und konsistente Verabreichung von Nanopartikel-Hyperthermie durch genaue Überwachung und Steuerung der lokalen Umgebung, der Tierphysiologie und der thermischen Dosis. Wenn Sie dieses Protokoll versuchen, denken Sie daran, dass das Erhitzen von Nanopartikeln auf das Zielgewebe beschränkt bleiben muss.

Es ist wichtig, eine reichlich vorhandene und geeignete Thermometrie zu verwenden, um Reproduzierbarkeit und Sicherheit zu gewährleisten. 24 Stunden nach der Beschichtung fügen murine Melanomzellen B16 F10 magnetische Nanopartikel mit einer Endkonzentration von drei Milligramm Ion pro Milliliter hinzu. Stellen Sie sicher, dass die Nanopartikel gleichmäßig in der Vertiefung verteilt sind, indem Sie im Voraus eine Stammlösung aus Medien und magnetischen Nanopartikeln herstellen.

48 Stunden nach der Zugabe der Nanopartikel fügen Sie 0,5 Milliliter Trypsin zu jeder zu behandelnden Vertiefung hinzu und schwenken Sie die Platte vorsichtig. Überprüfen Sie mit einem Mikroskop, ob sich die Zellen abgelöst haben. Geben Sie dann einen Milliliter Medium in jede Vertiefung und sammeln Sie alle Zellen in 1,5-Milliliter-Röhrchen, wobei Sie für jede Vertiefung ein deutlich beschriftetes separates Röhrchen verwenden.

Drehen Sie die Röhrchen zwei bis drei Minuten lang bei 60 G, um die Zellen zu pelletieren. Legen Sie dann die Schläuche in den mit Wasser gefüllten Abstandshalter in der Spule. Stellen Sie die Temperatur des Wasserbades so ein, dass das Medium und die Zellenpalette auf 37 Grad Celsius gehalten werden.

Richten Sie separate faseroptische Temperaturfühler ein, um die Temperatur im Rohr und im Wasserbad zu überwachen. Schalten Sie den Kühler ein und prüfen Sie, ob das Kühlmittel durch die Spule fließt. Schalten Sie dann die Stromquelle ein und stellen Sie den Prozentsatz des Maximums auf das gewünschte Feld ein.

Betreiben Sie die Magnetspule mit 14 Windungen, die von einem 10-Kilowatt-Generator mit 165 Kilohertz und 23,87 Kiloampere pro Meter gespeist wird. Behandeln Sie die Zellen, bis eine zuvor festgelegte Protokoll-Wärmedosis erreicht ist. Nach der Behandlung werden die pelletierten Zellen wieder in das Medium in den Röhrchen suspendiert und in neue, eindeutig gekennzeichnete Sechs-Well-Platten umgefüllt.

Nachdem Sie die Maus betäubt haben, reinigen Sie den Tumor mit einem Alkoholtupfer. Injizieren Sie die magnetischen Nanopartikel drei Stunden vor der AMF-Behandlung in den Tumor. Nach drei Stunden betäuben Sie die Maus erneut und prüfen Sie, ob sie nicht auf die aufrichtenden Reflexe reagiert.

Entfernen Sie die Ohrmarke oder andere Metallgegenstände an der Maus und setzen Sie vorsichtig einen geschmierten faseroptischen Temperaturfühler in das Rektum ein. Legen Sie den Katheter in den Tumor. Entfernen Sie die Nadel.

Schneiden Sie dann den Katheter so ab, dass er nicht zu sehr aus dem Tumor herausragt. Führen Sie eine faseroptische Temperatursonde mit drei Sensoren in den Katheter ein, die die Sensoren schützt. Kleben Sie die rektale und intratumorale Sonde an den Schwanz des Tieres.

Setzen Sie die Maus in ein 50-Milliliter-Röhrchen ein, das in der Nähe des Kopfes ein Loch haben sollte, an das die Anästhesie angeschlossen und abgegeben werden kann. Platzieren Sie den Schlauch in der Spule und schließen Sie die Anästhesie wieder an. Setzen Sie einen faseroptischen Temperaturfühler lose in das Rohr ein, um die Umgebungstemperatur zu messen.

Schalten Sie dann den Kühler ein und stellen Sie sicher, dass das Kühlmittel zirkuliert. Vergewissern Sie sich, dass die Computersoftware die verschiedenen Temperaturen anzeigt, und beginnen Sie mit der Aufzeichnung, damit eine CEM43-Berechnung in Echtzeit angezeigt werden kann, bei der die erforderliche CEM43-Dosis zuvor hätte bestimmt werden sollen. Schalten Sie den Magneten bei einem niedrigen Leistungsprozentsatz ein und stellen Sie sicher, dass die faseroptischen Temperaturfühler Temperaturänderungen aufzeichnen.

Kurz gesagt, dass die Kerntemperatur des Tieres bei 38 Grad Celsius bleibt und mit dem klimatisierten Luftmantel reguliert wird. Passen Sie die Stärke des Magnetfelds an, indem Sie die Leistung ändern, die das Temperaturniveau im Tumor steuert. Schalten Sie die AMF aus, sobald die gewünschte Dosis erreicht ist.

Entfernen Sie den Schlauch von der Spule und entfernen Sie die Maus aus dem Schlauch. Schalten Sie dann den Kühler aus. Ziehen Sie die Sonden und Katheter heraus und markieren Sie das Tier gegebenenfalls mit einer neuen Ohrmarke aus Metall.

Überwachen Sie die Maus während der Genesung von der Narkose und stellen Sie sicher, dass sie ihr normales Verhalten wieder aufnimmt und keine Komplikationen auftreten. Für die In-vivo-Hypothermie ist es wichtig, so viele faseroptische Temperaturfühler wie möglich an strategischen Stellen zu platzieren, um die Wirksamkeit und Sicherheitsbewertung in Echtzeit zu gewährleisten. Diese Sonden ermöglichen die Aufzeichnung der Temperatur während des gesamten Experiments, was eine genaue Dosimetrie und einen genauen thermischen Verlauf ermöglicht.

Hier werden Kurven gezeigt, die während eines In-vivo-Experiments erstellt wurden, was die Fähigkeit unterstreicht, die Temperatur genau zu überwachen und das System so anzupassen, dass die Tumortemperaturen im gewünschten Bereich gehalten werden. Die Vulkandiagramme zeigen differentiell exprimierte Gene nach einer in vitro und in vivo magnetischen Nanopartikel-Hyperthermiebehandlung und zeigen, wie molekulare Techniken zur Überwachung der Hyperthermieeffekte eingesetzt werden können. Eine genaue Überwachung der Tumortemperaturen, der Kerntemperatur der Tiere und der thermischen Dosis ist für eine konsistente Verabreichung der Behandlung erforderlich.

Im Anschluss an die Hyperthermie können verschiedene Analysen durchgeführt werden, um die Wirkung und den Mechanismus der Behandlung zu verstehen. Und andere Therapien können für eine größere therapeutische Wirkung eingesetzt werden.