Articolo metodologico

Microbolle magnetiche, acustiche e ottiche a tripla risposta per ipertermia magnetica e terapia del cancro combinata pototermica

DOI:

10.3791/61208

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22 maggio 2020

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1Key Laboratory for Organic Electronics and Information Displays & Jiangsu Key Laboratory for Biosensors, Institute of Advanced Materials (IAM), Jiangsu National Synergistic Innovation Center for Advanced Materials (SICAM), Nanjing University of Posts & Telecommunications

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

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Qui viene presentato un protocollo per la fabbricazione di microbolle a guscio di nanoparticelle di ossido di ferro (NSM) attraverso l'autoassemblaggio, la sinergizzazione della reattività magnetica, acustica e ottica in un'unica piattaforma nanoterapeutica per l'ipertermia magnetica e la terapia del cancro combinata fototermica.

Abstract

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La somministrazione di precisione di agenti anti-cancro che mirano a una consegna mirata e penetrata in profondità, nonché a un rilascio controllato nel sito tumorale è stata messa in discussione. Qui, fabbrichiamo microbolle a guscio di nanoparticelle di ossido di ferro (NSM) attraverso l'autoassemblaggio, sinergizzando la reattività magnetica, acustica e ottica in un'unica piattaforma nanoterapeutica. Le nanoparticelle di ossido di ferro fungono da agenti sia magnetici che fototermici. Una volta iniettati per via endovenosa, gli NSM possono essere guidati magneticamente al sito tumorale. Gli ultrasuoni innescano il rilascio di nanoparticelle di ossido di ferro, facilitando la penetrazione di nanoparticelle in profondità nel tumore a causa dell'effetto di cavitazione delle microbolle. Successivamente, l'ipertermia magnetica e la terapia fototermica possono essere eseguite sul tumore per la terapia combinata del cancro, una soluzione per la resistenza al cancro a causa dell'eterogeneità del tumore. In questo protocollo, sono state eseguite la sintesi e la caratterizzazione di NSM comprese le proprietà strutturali, chimiche, magnetiche e acustiche. Inoltre, l'efficacia anti-cancro mediante terapia termica è stata studiata utilizzando colture cellulari in vitro. La strategia di consegna proposta e la terapia di combinazione sono molto promettenti nel trattamento del cancro per migliorare sia la consegna che l'efficacia antitumorale.

Introduzione

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Il cancro è una delle malattie più mortali, causando milioni di morti ogni anno in tutto il mondo e enormi perdite economiche1. Nelle cliniche, le terapie antitumorali convenzionali, come la resezione chirurgica, la radioterapia e la chemioterapia, non possono ancora fornire un'efficacia terapeutica soddisfacente2. I limiti di queste terapie sono alti effetti collaterali tossici, alto tasso di recidiva e alto tasso di metastasi3. Ad esempio, la chemioterapia soffre della bassa efficienza di consegna dei farmaci chemioterapici precisamente al sito tumorale4. L'incapacità dei....

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Protocollo

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Tutti gli esperimenti sugli animali sono stati eseguiti in conformità con i protocolli approvati dalle linee guida farmaceutiche OG per la cura degli animali e l'uso degli animali da laboratorio. I protocolli seguivano le linee guida del Comitato Etico per gli animali da laboratorio di OG Pharmaceutical.

1. Sintesi di microbolle sgusciate di nanoparticelle (NSM)

  1. Disperdere nanoparticelle magnetiche (Fe3O4, ossidodi ferro) in acqua deionizzata per formare una soluzione stock da 10 mg/mL.
  2. Posizionare il tubo contenente la soluzione IONPs in una macchina per la pulizia ad ultrasuoni per 20 minuti. Otte....

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Risultati

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Le microbolle a guscio di nanoparticelle a tripla risposta (NSM) utilizzate in questo studio sono state preparate agitando la miscela di tensioattivo e IPP. Gli IONP (50 nm) si sono auto-assemblati all'interfaccia del nucleo liquido e del gas, per formare un guscio magnetico densamente imballato. La morfologia degli NSM è mostrata nella Figura. 1A. Gli NSM risultanti presentavano una forma sferica e con un diametro medio di 5,41 ± 1,78 μm (Figura 1B). I risultati hanno indicato che gli N.......

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Discussione

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Qui, abbiamo presentato un protocollo per fabbricare microbolle a guscio di nanoparticelle di ossido di ferro (NSM) attraverso l'autoassemblaggio, sinergizzando la reattività magnetica, acustica e ottica in un'unica piattaforma nanoterapeutica. Gli IPP erano densamente impacchettati attorno al nucleo dell'aria per formare un guscio magnetico, che può essere controllato dal campo magnetico esterno per il targeting. Una volta consegnato, il rilascio di IPP può essere ottenuto tramite innesco ad ultrasuoni. Gli IPP rilascia.......

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Dichiarazioni

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

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Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (81601608) e NUPTSF (NY216024).

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Potenza laser 808 nmChangchun New Industries Optoelectronics TechMDL-F-808-5W-18017023
Calcein-AMThermo Fisher SCIENTIFICC3099
Siero fetale bovinoInvitrogen16000-044
Microscopio a fluorescenzaOlympusIX71
Generatore di funzioniKeysight33500B series20 MHz, 2 canali con capacità di generazione di forme d'onda arbitrarie
Gel di gelatinaSigma9000-70-8
Macchina di riscaldamentoShuangpingSPG-06-II
TrasduttoreFrequenza=855, R-X=36,2W+5,8W, |Z|-θ=37W+8°
OmogeneizzatoreSCILOGEXD-1608000-30000 giri/min
IdrofonoT& CNH1000
ICR topi maschiOG Pharmaceutical. Co. Ltd
Spettrometria di emissione ottica al plasma accoppiato induttivamentePerkinElmer
Termocamera a infrarossi.FLIRE50
Ossido di ferro (II,III)Alfa Aesar1317-61-950-100nm APS Misuratore
di potenza lasera polvere Changchun New Industries Optoelectronics Tech
OscilloscopioKeysightDSOX3054TLarghezza di banda 500 MHz, frequenza di campionamento 5 GS/S,
amplificatore di potenza RFT& CAG1020La sorgente del segnale può anche essere collegata a una sorgente di segnale esterna. Il guadagno può essere regolato da 0 a 100%. Ha molteplici funzioni come lo sweep di frequenza, l'impulso e il triangolo.
Roswell Park Memorial Institute-1640KeyGEN BioTECHKGM31800
Sodio dodecil solfatoSigma151-21-3
focalizzato fatto in casa a 4 canali

Riferimenti

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Kievit, F. M., Zhang, M. Cancer nanotheranostics: improving imaging and therapy by targeted delivery across biological barriers. Advanced Materials. 23 (36), 217-247 (2011).
  2. Wu, H., et al.

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Terapia fototermicananoparticelle di ossido di ferroformazione di microbollerilascio attivato da ultrasuonimicrobolle con guscio di nanoparticelleguida magneticaresponsivit otticarisposta acusticaterapia combinata contro il cancro

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