Histotripsy-aided lytic delivery of lysotripsy is in ontwikkeling voor de behandeling van diepe veneuze trombose. Een in vitro procedure wordt hier gepresenteerd om de werkzaamheid van deze combinatietherapie te beoordelen. Belangrijke protocollen voor het stolselmodel, beeldbegeleiding en beoordeling van de werkzaamheid van de behandeling worden besproken.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Een in vitro systeem om de trombolytische werkzaamheid van histotripsie en een lytisch medicijn te meten
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Diepe veneuze trombose (DVT) is een wereldwijd gezondheidsprobleem. De primaire benadering om vaatrekanalisatie voor kritieke obstructies te bereiken, is kathetergerichte trombolytica (CDT). Om bijtende bijwerkingen en de lange behandelingstijd geassocieerd met CDT te verminderen, zijn adjuvante en alternatieve benaderingen in ontwikkeling. Een van die benaderingen is histotripsy, een gerichte ultrasone therapie om weefsel te aborteren via bubbelwolknucleatie. Preklinische studies hebben een sterke synergie aangetoond tussen histotripsie en trombolytica voor stolselafbraak. Dit rapport schetst een benchtop-methode om de werkzaamheid van histotripsy-aided trombolytische therapie of lysotripsie te beoordelen.
Stolsels vervaardigd uit vers menselijk veneus bloed werden geïntroduceerd in een stroomkanaal waarvan de afmetingen en acousto-mechanische eigenschappen een iliofemorale ader nabootsen. Het kanaal was doordrenkt met plasma en de lytische recombinante weefseltype plasminogeen activator. Bubbelwolken werden gegenereerd in het stolsel met een gerichte ultrasone bron ontworpen voor de behandeling van femorale veneuze stolsels. Gemotoriseerde positioners werden gebruikt om de bronfocus langs de stolsellengte te vertalen. Op elke insonatielocatie werden akoestische emissies van de bellenwolk passief geregistreerd en straalgevormd om passieve cavitatiebeelden te genereren. Metrieken om de werkzaamheid van de behandeling te meten, omvatten stolselmassaverlies (algehele werkzaamheid van de behandeling) en de concentraties van D-dimeer (fibrinolyse) en hemoglobine (hemolyse) in het perfusaat. Er zijn beperkingen aan dit in vitro ontwerp, waaronder een gebrek aan middelen om in vivo bijwerkingen of dynamische veranderingen in de stroomsnelheid te beoordelen naarmate het stolsel lyseert. Over het algemeen biedt de opstelling een effectieve methode om de werkzaamheid van op histotripsy gebaseerde strategieën voor de behandeling van DVT te beoordelen.
Inleiding
Trombose is de toestand van stolselvorming in een verder gezond bloedvat dat de bloedsomloop belemmert1,2. Veneuze trombo-embolie heeft een jaarlijkse gezondheidszorgkost van $ 7-10 miljard, met 375.000-425.000 gevallen in de Verenigde Staten3. Longembolie is de obstructie van de longslagader en is het ernstigste gevolg van veneuze trombo-embolie. De primaire bron van longobstructie is diepe veneuze trombi, voornamelijk van iliofemorale veneuze segmenten4,5,6. Diepe veneuze trombose (DVT) heeft....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
Voor de hier gepresenteerde resultaten werd veneus menselijk bloed getrokken om stolsels te vormen na goedkeuring van de lokale interne beoordelingscommissie (IRB # 19-1300) en schriftelijke geïnformeerde toestemming van vrijwillige donoren24. Deze sectie schetst een ontwerpprotocol om de werkzaamheid van lysotripsie te beoordelen. Het protocol is gebaseerd op een eerder werk van Bollen et al.24.
1. Stolsel modellering
OPMERKING: Bereid de stolsels binnen 2 weken maar meer dan 3 dagen voorafgaand aan de dag van het experiment om de stabiliteit van het stolsel te garan....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
Het protocol dat in deze studie wordt geschetst, benadrukt de details van veneuze stolselmodellering, lysotripsie voor stolselverstoring en echografie in een in vitro opstelling van DVT. De goedgekeurde procedure toont de stappen die nodig zijn om stolselverstoring te beoordelen als gevolg van de gecombineerde effecten van rt-PA en histotripsy bubble cloud-activiteit. De benchtopopstelling is ontworpen om de kenmerken van een veneuze iliofemorale ader na te bootsen. Figuur 1A toont een model.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
Het voorgestelde protocol presenteert een model om de werkzaamheid van lysotripsy bij de behandeling te kwantificeren. Hoewel de belangrijkste details zijn besproken, zijn er bepaalde kritieke aspecten waarmee rekening moet worden gehouden voor het succes van dit protocol. De enzymatische activiteit van rt-PA heeft een Arrhenius temperatuurafhankelijkheid30. Temperatuur is ook een factor die bijdraagt aan de snelheid van geluid in water en weefsel, en variaties in temperatuur kunnen kleine verande.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dankbetuigingen
Dit werk werd gefinancierd door de National Institutes of Health, Grant R01HL13334. De auteurs willen Dr. Kevin Haworth bedanken voor het assisteren bij drabkin's test en Dr. Viktor Bollen voor zijn steun bij het ontwerpen van het protocol. De auteurs zijn ook Dr. Adam Maxwell dankbaar voor zijn begeleiding bij het ontwerpen van de histotripsy bron.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Absorbing sheets | Precisie-akoestiek | F28-SMALL-M | 300mm x 300 mm x 10 mm |
| Borosilicat Pasteur pijpen | Fisher Scientific | 1367820A | 14,6 cm lengte, 2 mL capaciteit |
| Centrifuge tubes | Eppendorf | 22364111 | 1,5 mL capaciteit |
| Drabkin's assay | Sigma Aldrich | D5941-6VL | |
| Teken spuit | Cole-Parmer | EW-07945-43 | 60 mL capaciteit |
| Filterzakken | McMaster-Carr | 5162K111 | Verwijdering van deeltjesgrootte tot 1 micron |
| Flow kanaal buizen | McMaster-Carr | 5154K25 | Polyethyleen-gecoate EVA kunststof buizen (Buitendiameter: 3/8", Binnendiameter: 1/4") |
| Verwarmingselementen | Won Brothers | HT 300 Titanium | Titanium staven geplaatst op de bodem van de tank |
| Beeldvorming array | Verasonics | L11-5v | 128 element met gevoeligheid van -55 tot -49 dB |
| Laag gelerende agarose | Millipore Sigma | A9414 | |
| Model vat | McMaster-Carr | 5234K98 | 6,6 cm lengte, 0,6 cm binnendiameter, 1 mm dikte |
| Nanopure water | Barnstead | Nanopure Diamond | ASTM type I, 18 Mohm-cm weerstand |
| Plasma | Vitalant | 4PF000 | Plasma ingevroren binnen 24 uur |
| Plaatlezer | Biotek | Synergy Neo HST Plate Reader | Voor hemoglobine kwantificering |
| Probe cover | Civco | 610-362 | |
| Programmeerplatform | MATLAB (the Mathworks, Natick, MA, USA) | ||
| Recombinant weefseltype plasminogeenactivator (rt-PA) | Genentech | Activase | |
| Reservoir | Cole-Parmer | EW-07945-43 | 60 mL capaciteit |
| Spuitpomp | Cole-Parmer | EW-74900-20 | pomp bevestigd aan de spuit om de stroom in het stroomkanaal met een vooraf bepaalde vaste snelheid te trekken |
| Transducer | In-house customized | Acht-element, elliptisch gefocuste transducer (9 cm grote as, 7 cm kleine as en 6 cm brandpuntsafstand), aangedreven door een op maat gemaakte en gebouwde klasse D versterker en matching netwerk | |
| Ultrageluid scan systeem | Verasonics | Vantage Research Ultrageluid Systeem | |
| Watertank | Advanced acrylics | C133 | 14 x 14 x 12, 1/2" |
Referenties
- Oklu, R. Thrombosis. Cardiovascular Diagnosis and Therapy. 7, Suppl 3 131-133 (2017).
- Satoh, K., Satoh, T., Yaoita, N., Shimokawa, H. Recent advances in the understanding of thrombosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 39 (6), 159-165 (2019).....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
