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Articolo metodologico
Questo articolo descrive un metodo per produrre microbolle monodisperse rivestite di fosfolipidi utilizzando un dispositivo microfluidico di focalizzazione del flusso a temperatura ambiente, incluso come preparare la formulazione del rivestimento fosfolipidico.
Le microbolle monodisperse hanno dimostrato un potenziale significativo nel migliorare l'efficacia degli agenti di contrasto a ultrasuoni sia per l'imaging che per le applicazioni terapeutiche. Queste microbolle possono essere prodotte direttamente utilizzando un metodo di focalizzazione del flusso microfluidico, che consente un controllo preciso delle loro dimensioni. Tuttavia, prevenire la coalescenza durante la produzione rimane una sfida critica. Mentre temperature di produzione elevate (ad esempio, 55 °C) possono sopprimere la coalescenza, tali condizioni complicano la progettazione di dispositivi microfluidici e possono essere incompatibili con agenti di targeting e coniugati di farmaci. Questo protocollo delinea un metodo per produrre microbolle monodisperse rivestite di fosfolipidi a temperatura ambiente, mantenendo la stabilità e la monodispersione delle microbolle per almeno 7 giorni. Il protocollo descrive anche la fabbricazione di chip microfluidici PDMS riutilizzabili e la preparazione della formulazione del rivestimento fosfolipidico contenente il tensioattivo Pluronic F68. I nostri risultati mostrano che le microbolle prodotte con questo metodo mantengono le loro dimensioni e stabilità per 7 giorni, supportando la loro futura applicabilità in contesti clinici in cui sono essenziali agenti di contrasto ecografici stabili e controllabili.
Gli agenti di contrasto ad ultrasuoni (UCA) sono ampiamente utilizzati nell'ecografia clinica e nelle applicazioni terapeutiche 1,2,3. Somministrate per via endovenosa, queste microbolle rimangono confinate nel sistema vascolare, agendo come agenti del pool sanguigno 4,5. Un guscio stabilizzante ricopre le microbolle e riduce la diffusione del gas guidata dalla pressione di Laplace, prolungando così la durata della microbolla 3,6
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1. Realizzazione di film lipidici
NOTA: La miscela lipidica per la produzione di microbolle monodisperse è formulata con una miscela binaria di DSPC e DPPE-PEG5000 con un rapporto molare di 90:10. Il DSPC è stato scelto come lipide principale perché ha dimostrato di fornire una stabilità superiore contro la dissoluzione dei gas sia nelle microbolle polidisperse33,34 che in quelle monodisperse31. Si ipotizza che questa maggiore stabilità derivi dalla sua temperatura di transizione di fase cristallina da gel a li....
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In questo protocollo, presentiamo un metodo per produrre microbolle stabili e monodisperse a temperatura ambiente utilizzando un chip microfluidico focalizzato sul flusso. Il chip PDMS è fabbricato mediante fusione da uno stampo master, come mostrato nella Figura 1. Per legare il chip PDMS a un vetrino, viene impiegato il trattamento al plasma. Il trattamento al plasma è fondamentale in quanto altera la superficie del PDMS da idrofobica a idrofila. Questa idrofilia è essenziale per mantenere.......
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Questo protocollo descrive in dettaglio come produrre e conservare microbolle monodisperse stabili a temperatura ambiente utilizzando un chip microfluidico di focalizzazione del flusso. La microbolla monodispersa può essere utilizzata per l'imaging ecografico con mezzo di contrasto18, il rilevamento della pressione non invasivo19 e la somministrazione di farmaci mediata da microbolle22, sia in vitro che .......
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Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato finanziato in parte dal Consiglio Europeo della Ricerca (CER) nell'ambito del Programma di Ricerca e Innovazione Horizon 2020 dell'Unione Europea (Grant Agreement 805308) e in parte dal TTW Applied and Engineering Sciences (VIDI-project 17543), parte del NWO, entrambi assegnati a K.K. La piattaforma microfluidica Horizon è stata sviluppata con finanziamenti provenienti da sovvenzioni EPSRC (sovvenzioni n. EP/I000623 e EP/K023845). Gli autori ringraziano il Microbubble Consortium (http://www.microbubbles.leeds.ac.uk/) dell'Università di Leeds per le utili discussioni, così come Stuart Weston e Andrew Price per il ....
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| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Punzone per biopsia da 1 mm | Kai Medical | 143831 | |
| 1,1'-Didottenil-3,3,3',3'-Tetrametilindodicarbocianina (DiD) | Thermo Fisher Scientic | D307 | un colorante lipofilo a base di carbocianina |
| 1,2-dipalmitoil-sn-glicero-3-fosfoetanolammina-N-[glicole carbonil-metossipolietilenglicole] (DPPE-PEG5000) | Lipoide | N. CAS. 384835-61-4 | |
| 1,2-distearoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC) | Lipoide | N. CAS. 816-94-4 | |
| Cilindro graduato in vetro da 100 mL | BLAUBRAND | ||
| Palloni volumetrici in vetro da 2 mL | BLAUBRAND | ||
| 250 mL di bicchiere Erlenmeyer | BLAUBRAND | ||
| Flaconcino di vetro da 30 mL | DWK Scienze della vita | SCERC40752700D0C2 | |
| 70% etanolo | |||
| 75 gradi C piastra riscaldante | |||
| Nastro adesivo | |||
| Tappo in alluminio | Sigma-aldrich | 27016 | |
| Gas argon | Linde Gas Benelux | ||
| C4F10 gas | F2 Sostanze chimiche | ||
| Cloroformio | Merck KGaA | 67-66-3 | |
| Clinicamente disponibile Agente di contrasto ad ultrasuoni (ad es. microbolle) | Bracco, Plan-LesOuates, Svizzera | SonoVue | Figura 6A. |
| Spillo di raccolta e ventilazione 19G | 100 Sterican | 4657799 | |
| Multisizer da banco per coltri 3 | Beckman Coulter | Macchina per la caratterizzazione di particelle | |
| Mezzo di contrasto ad ultrasuoni su misura (ad es. microbolle monodisperse) | NA | F1-10PF | Figura 6A. Prodotto come descritto da: Wang, Y. et al. Influenza di Pluronic F68 sulla stabilità dimensionale e sul comportamento acustico di microbolle monodisperse rivestite di fosfolipidi prodotte a temperatura ambiente. ACS Appl. Mater. Interfacce 2025, 17, 8976−8986. (2025). |
| Mezzo di contrasto ad ultrasuoni su misura (ad es. microbolle monodisperse) | NA | F2-10 PF | Figura 6A. Prodotto come descritto da: Wang, Y. et al. Influenza di Pluronic F68 sulla stabilità dimensionale e sul comportamento acustico di microbolle monodisperse rivestite di fosfolipidi prodotte a temperatura ambiente. ACS Appl. Mater. Interfacce 2025, 17, 8976−8986. (2025). |
| Acqua Demi | |||
| Luce LED esterna | GSVITEC | GS02370 | |
| Liofilizzatore | Mertin Christ GmbH | Alfa 1– 2 LD plus | |
| Funzione generatore di forme d'onda | Agilent | 33220A | |
| Fiala di vetro a tenuta di gas | Sigma-aldrich | Z113964-288EA | |
| Scivolo in vetro | VWR | 631-1552 | |
| Fotocamera ad alta velocità | Fototrone | Nova S16 | |
| Piattaforma microfluidica Horizon | Università di Leeds, Inghilterra | La piattaforma è disponibile in commercio e descritta in dettaglio in: Abou-Saleh, R. H. et al. Horizon: Piattaforma microfluidica per la produzione di microbolle e nanobolle terapeutiche. Rassegna di strumenti scientifici. 92 (7), 074105 (2021). | |
| Matlab | Il progetto MathWorks | Anno 2023a | |
| Metanolo | Merck KGaA | 67-56-1 | |
| Milli-Q acqua | |||
| Gel PDMS | SYLGARD | SYLGARD® 184 | |
| Soluzione salina tamponata con fosfato (PBS 1x) | Gibco | 10010023 | |
| Pulitore al plasma | Henniker Scientific | HPT-100 | |
| Pluronic F68 | Thermo Fisher Scientifico | 24040032 | |
| Tappo in gomma | Sigma | Z166065-100EA | |
| Tubatura | Azienda Masterflex | MFLX06407-41 | PTFE, 1/32" ID x 1/16" OD; 25 piedi |
| Pinzetta | |||
| Vortice | Sigma-aldrich | Z654779 | |
| Sonicatore a bagnomaria | EMAG | EMMI 30HC |
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