관류의 공간 측정, 고체 종양에 삽입 유체 압력과 리포좀 축적

리포좀의 이질적인 종양 내 축적은 비정상적인 종양 미세환경과 관련이 있습니다. 여기에서는 영상 유도 로봇 시스템을 사용하여 관류 이미징 및 상승된 간질유체압(IFP)을 통해 종양 미세순환을 측정하는 방법을 제시합니다. 측정은 volumetric micro-CT 이미징을 사용하여 결정된 리포솜의 종양 내 축적과 비교됩니다.

이 실험의 전반적인 목표는 nanotherapeutics의 종양 내 축적을 종양 미세순환 및 상승된 간질액 압력(IFP)을 포함한 종양 미세환경의 특성과 관련시키는 것입니다. 이 방법을 사용하면 나노 의약품에 대한 중요한 질문에 답할 수 있습니다. 종양 내에서 나노 입자의 이질적인 흡수를 유도하는 것은 무엇입니까?

이 기술의 주요 장점은 종양 미세환경의 특성과 나노 입자의 종양 내 분포를 공동 국소화된 공간 매핑으로 나타낼 수 있다는 것입니다. 토펑지로 적절한 마취 수준을 확인한 후 쥐의 눈에 연고를 바르고 엎드린 자세의 동물의 팔다리를 얇은 플라스틱 판에 테이프로 붙입니다. 다음으로, 20cm 길이의 PE10 튜브 조각에 연결된 맞춤형 27게이지 카테터를 측면 꼬리 정맥에 삽입하고 여러 개의 테이프로 튜브를 고정합니다.

이제 1밀리리터 주사기 1개에 최소 200마이크로리터의 컴퓨터 단층 촬영 또는 CT 리포솜을 채우고, 1밀리리터 주사기 1개에 식염수와 혼합된 9-1 부피의 유리 요오헥솔 150마이크로리터 이상을 채웁니다. CT 리포좀 주사기를 주사기 펌프에 넣고 카테터를 주사기에 부착하여 초당 10마이크로리터에 해당하는 분당 600마이크로리터의 펌프 속도를 설정합니다. 그런 다음 마우스를 마이크로 CT 스캐너 베드에 놓고 레이저 포지셔닝 시스템을 사용하여 종양이 각 스캔에 대해 거의 동일한 방향이 되도록 조정합니다.

관심 있는 각 이미징 프로토콜에 대한 CT 스캐너 콘솔 소프트웨어를 사용하여 드롭다운 메뉴에서 밝고 어두운 색상을 선택하고 스캔 버튼을 클릭하여 보정을 시작하고 시스템을 초기화합니다. 조영제를 주입하기 전에 종양의 부피 해부학적 마이크로 CT를 얻으려면 먼저 CT 스캐너 콘솔 소프트웨어 표시기를 확인하여 CT 스캐너 안전 인터록이 제거되었는지 확인하십시오. 그런 다음 80 킬로볼트의 X-선 에너지, 70 밀리암페어의 튜브 전류를 사용하고 1, 000 이미지 프로젝션을 캡처하는 스캔을 선택합니다.

그런 다음 스캔을 시작합니다. 스캔이 완료되면 펌프를 설정하여 약 150마이크로리터의 리포좀 용액을 주입하고 시작 버튼을 눌러 용액 농도 1밀리리터당 55밀리그램의 요오드로 CT 리포솜 덩어리를 주입합니다. 50마이크로리터의 식염수로 카테터를 수동으로 세척하여 전체 양의 리포솜제가 주입되고 카테터가 제거되었는지 확인합니다.

10분 후, 방금 보여준 것처럼 종양에 대한 두 번째 해부학적 스캔을 수행합니다. DCE-CT를 수행하려면 유리 요오헥솔 용액 주사기를 주사기 펌프에 넣고 동일한 주입 속도로 100마이크로리터의 요오헥솔을 주입하도록 펌프를 설정합니다. 이러한 주입량은 표준인 200마이크로리터보다 높지만 회복 중에 동물을 모니터링하며 부작용은 관찰되지 않았습니다.

그런 다음 CT 스캐너 콘솔에서 방금 시연한 것처럼 80kV의 X선 에너지와 90밀리암페어의 튜브 전류를 사용하여 처음 30초 동안 1초마다 416개의 이미지 프로젝션을 캡처한 다음 10초마다 416개의 이미지 프로젝션을 캡처하는 5분 동적 스캔을 선택합니다. 5초 분량의 DCE-CT 데이터를 캡처한 다음 주입 펌프를 시작합니다. 스캔이 끝나면 세 번째 체적 해부학적 마이크로 CT 스캔을 수행합니다.

48-70시간 후, 방금 시연된 것과 동일한 체적 설정을 사용하여 리포솜의 해부학적 CT 이미지를 캡처합니다. IFP를 측정하려면 종양이 고정되고 CT IFP 로봇 시스템에 접근할 수 있도록 CT IFP 로봇 플랫폼에 동물을 테이프로 붙입니다. 방금 시연된 대로 해부학적 마이크로 CT 스캔을 받으십시오.

그런 다음 사전 바늘 삽입 데이터를 CT IFP 로봇 정렬 소프트웨어에 로드하고 창과 수준을 조정하여 종양을 시각화합니다. 이미지에서 종양의 가장자리를 클릭한 다음 종양의 인접한 쪽에서 두 번째 가장자리 위치를 선택합니다. 소프트웨어는 두 점 사이의 선형을 따라 일련의 위치를 계산합니다.

그런 다음 리스트에서 5-8개의 균일한 간격의 위치에 대한 X, Y 및 Z 좌표를 선택합니다. 다음으로, IFP 시스템 바늘을 식염수 헤파린 용액으로 세척하고 첫 번째 미리 결정된 바늘 위치를 CT IFP 로봇 제어 소프트웨어의 X, Y, Z 좌표 창에 입력합니다. 이동 버튼을 눌러 로봇을 원하는 위치로 이동시킵니다.

그런 다음 각 바늘 위치에 대해 바늘 삽입 버튼을 차례로 클릭하여 바늘을 조직에 삽입합니다. PE20 튜브를 꼬집었다 놓아 IFP 바늘과 조직 사이의 양호한 유체 통신을 확인하고 IFP 측정이 증가하여 IFP 수집 소프트웨어의 핀치 전 값으로 돌아가는 것을 관찰합니다. 마지막으로, 바늘을 삽입한 상태에서 해부학적 CT 스캔을 획득하고 스캔 끝에 있는 바늘 수축 버튼을 클릭하여 조직에서 바늘을 제거합니다.

종양 내에서 관심 영역을 선택하면 종양에서 선택한 혈류역학적 매개변수의 정량적 추정치를 산출하는 데 사용할 수 있는 시간/강도 곡선이 생성됩니다. 종양 부피를 동일한 크기의 여러 관심 영역으로 분할하면 종양 부피 내에서 이러한 매개변수의 공간 분포를 정량화할 수 있습니다. 주사 후 48시간 동안 CT 리포좀의 생체내 분포도 관찰할 수 있습니다.

지적된 바와 같이, 이 병원체는 여전히 혈관계에서 순환하고 있으며, 비장과 간에서 상당한 흡수가 관찰되고 있습니다. 이러한 CT 리포좀의 종양내 축적은 이질적이며 종양 조직의 중심에 비해 주로 말초에 축적됩니다. 바늘은 고해상도 마이크로 CT로 명확하게 식별할 수 있으므로 종양 부피 내에서 IFP 측정의 공간적 국소화가 가능합니다.

풍부함과 혈장 부피 분율의 공간적 공동 국소화 측정은 피하 종양에서 CT 리포좀의 종양 내 축적과 상당한 상관관계를 보여줍니다. 또한, IFP의 방사형 분포는 다른 혈류역학적 측정과 상관관계가 있으며, 이는 종양 미세순환, IFP 및 리포좀의 종양내 축적 사이의 복잡한 공간적/시간적 관계를 시사합니다. 이 절차를 시도하는 동안 스캐너 베드에 동물을 고정하여 IFP 측정 사이에 종양의 움직임을 최소화하는 것이 중요합니다.

이 연구의 함의는 새로운 치료법의 개발로 확장됩니다. 나노 입자의 수송은 나노 의학을 기반으로 효과적인 치료법을 구축하는 데 중요한 첫 번째 단계입니다. 이 동영상을 시청한 후에는 종양 간질액 압력, 종양 미세순환 및 나노입자 분포를 공간적으로 매핑하는 방법에 대해 잘 알게 되었을 것입니다.