Étude de la thérapie améliorée par cavitation

Ces principes de conception, de collecte de données et d’analyse de systèmes de paillages peuvent être utilisés comme base rationnelle pour l’étude in vitro des thérapies améliorées par cavitation. Nos techniques permettent des tests à haut débit tout en préservant les attributs expérimentaux critiques de la surveillance de la cavitation par intervalles, de l’alignement reproductible des échantillons et de la compatibilité avec les méthodes d’analyse cellulaire courantes. La thérapie améliorée par cavitation a de multiples applications potentielles, y compris le traitement de maladies telles que le cancer et les accidents vasculaires cérébraux.

En comprenant mieux les mécanismes sous-jacents, nous pouvons développer de meilleures thérapies. Ce travail fournit un cadre de conception et de mise en œuvre de systèmes facilement reproductible pour permettre la recherche sur une grande variété d’effets biologiques cellulaires induits par la cavitation. Y compris l’administration de médicaments, la sonoporation et la sonoimpression.

Pour obtenir des résultats significatifs, il faut assurer la reproductibilité et le contrôle de toutes les variables de l’expérience. Il est impératif d’effectuer toutes les commandes pertinentes et de mesurer le bruit électrique. Pour la préparation des systèmes de transfection acoustique, dégaz le liquide de remplissage sous une pression de 100kPa pendant au moins deux heures afin de minimiser la probabilité de cavitation dans le chemin de propagation.

La confirmation avec une sonde d’oxygène dissous que la pression partielle de l’oxygène est inférieure à 10kPa est recommandée. Remplissez lentement la chambre d’essai pour minimiser la réintroduction d’air dans le liquide dégazé et dégagez immédiatement les bulles résiduelles du transducteur et des surfaces moyennes du récipient. Laissez l’amplificateur de puissance de la source à ultrasons se réchauffer selon la recommandation du fabricant afin que le gain et la sortie soient stables par rapport au temps.

Et diluer l’agent de cavitation tout en remuant doucement et continuellement pour faire une suspension uniforme sans piétiner les bulles macro ou détruire l’agent. Lorsque vous travaillez avec des micro-bulles, assurez-vous de les manipuler avec soin. Pour la préparation SAT2, avant de commencer l’expérience, utilisez de l’éthanol pour stériliser le couvercle des PDP.

Appuyez sur ajuster le couvercle stérilisé à la boîte de culture pour former le compartiment cellulaire et chargez une seringue de 10 millilitres équipée d’une aiguille émoussée de calibre 18 avec 10 millilitres du liquide de remplissage. Insérez l’aiguille à travers l’un des PDP remplissez les trous et remplissez lentement la chambre en inclinant afin que les bulles macro puissent s’échapper à travers le trou de remplissage ouvert. Lorsque la chambre a été remplie, insérez une tige de polymère de quatre à cinq millimètres dans le trou ouvert et positionnez l’ensemble de manière à ce que les trous soient horizontaux.

Retirez l’aiguille tout en injectant du liquide supplémentaire afin que l’air ne soit pas aspiré dans la chambre et fermez le trou de remplissage avec une autre tige en polymère. Vérifiez visuellement le compartiment pour déceler des signes de macrobulles piégées et appuyez sur l’ajustement du compartiment d’exposition de la cellule dans le support du compartiment. Tenez compte de la flottabilité des particules en suspension et de la façon dont leur flottabilité affectera leur contact avec les cellules au moment de décider de l’orientation du compartiment d’exposition cellulaire.

Ensuite, en abaissant le couvercle de la chambre à un angle horizontal pour décourager les bulles macro de se reposer sur les parties immergées de l’appareil, installez le couvercle sur le dessus de la chambre. Avant d’effectuer les mesures expérimentales, laissez la suspension s’équilibrer thermiquement avec la température de la chambre. Utilisation d’un thermocouple à aiguille fine pour confirmer que la température dans la chambre s’est stabilisée.

Pour surveiller les expériences en temps réel, dans les domaines temporel et fréquent, démarrez le processus de collecte de données et activez le signal du lecteur de source à ultrasons. Utilisez une sonde haute tension pour surveiller le signal de sortie de l’amplificateur qui entraîne la source d’ultrasons tout au long de l’expérience afin de vous assurer que l’exposition se déroule comme prévu. Et assurez-vous que l’oscilloscope est réglé pour compenser l’atténuation de la sonde.

La surveillance du domaine temporel du détecteur de cavitation passive révèle si les signaux sont dimensionnés de manière appropriée pour les paramètres d’instrumentation actuels et si les signaux de cavitation sont vus plus tôt que prévu. La surveillance du domaine fréquentiel permet d’analyser le type de comportement des bulles et peut être utilisée pour ajuster les niveaux d’entraînement si nécessaire pour obtenir le stimulus cellulaire souhaité. Dans cette analyse, à la pression incidente la plus basse, la réponse passive du détecteur de cavitation consistait entièrement en harmoniques entières de la fréquence ultrasonore fondamentale de 0,5 MHz.

L’augmentation de 0,2 à 0,3 MPa a entraîné des harmoniques ultra prononcées dans le spectre en plus d’une autre harmonique entière élevée. Les formes d’onde du domaine temporel à ces deux pressions semblaient similaires, bien que les résultats de 0,3 MPa démontraient une plus grande variabilité sur la durée de l’impulsion. À la pression la plus élevée, l’amplitude de la forme d’onde du domaine temporel a augmenté de manière non linéaire par rapport aux pressions plus faibles en raison du bruit à large bande clairement élevé, probablement en raison de la cavitation inertielle causée par la destruction de microbulles.

Ici, les spectres complets sont affichés sur un temps d’exposition de 50 secondes pendant lequel la source a émis deux impulsions millisecondes toutes les 0,2 secondes. Comme on l’a observé dans ce graphique, illustrant les puissances harmoniques et à large bande totales correspondantes, des réponses à large bande de grande amplitude ont été générées, le pic initial étant considéré comme corrélé avec la destruction des plus grandes bulles. Après quelques secondes, la réponse à large bande diminue rapidement, apparemment en raison de la destruction des bulles.

Dans cette analyse utilisant une dilution de 20 à 1 des micro-bulles et du PBS normal, les spectres moyens de temps et d’échantillon ont montré que le détecteur de cavitation passive non focalisé contenait une réponse à large bande plus forte que le détecteur de mise au point. Accompagné d’un échantillon réduit à la variabilité de l’échantillon dans les puissances harmoniques et ultra harmoniques. Les effets biologiques induits par la cavitation peuvent être évalués à l’aide de techniques telles que la microscopie à fluorescence, la cytométrie en flux ou des tests biologiques.

Cela permet d’établir une relation solide entre l’activité de cavitation et les effets biologiques. Cette technique nous a permis de mieux identifier les relations entre le comportement des bulles et les effets biologiques qui ont révélé de nouveaux mécanismes potentiels sous-tendant l’administration de médicaments médiée par cavitation.