Maat ontworpen laser gebaseerde Verwarming Apparaten voor gestuurde release van cisplatine van temperatuurgevoelige liposomen met Magnetic Resonance Image Guidance

Het algemene doel van deze procedure is om de werking van een op maat gebouwd, lasergebaseerd verwarmingsapparaat te demonstreren dat kan worden gebruikt om subcutane tumoren lokaal te verwarmen voor het afleveren van een warmte-geactiveerde liposoomformulering. Dit wordt bereikt door eerst de HTLC-formulering voor te bereiden door middel van lipidefilmvorming, hydratatie-extrusie en dialyse. In de tweede stap wordt een donormuis geïnoculeerd met cervicaal carcinoomcellen.

Na vier tot vijf weken wordt de tumor verwijderd, in fragmenten gesneden en individueel geïmplanteerd in een ontvangermuis. In de laatste stap wordt de tumor van de ontvangermuis lokaal verwarmd tot 42 graden Celsius met behulp van het lasergebaseerde verwarmingssysteem. Het lasergebaseerde verwarmingsapparaat is MR-compatibel, wat het mogelijk maakt om de veranderingen in weefseltemperatuur tijdens lichtafgifte te monitoren, en klein en draagbaar waardoor eenvoudige en effectieve verwarming van de tumor in de boring van de kleine dieren-mr mogelijk is.

Uiteindelijk kan de warmte-geactiveerde afgifte van de thermogevoelige HTLC worden gemonitord door middel van real-time magnetische resonantie beeldvorming. De belangrijkste voordelen van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, zoals het gebruik van een waterbad en een verwarmingskatheter, is dat onze techniek een conform methode biedt voor het afleveren van warmte aan de tumor binnen één tot twee minuten na het starten van de warmtebehandeling en realtime aanpassing van het laservermogen mogelijk maakt, waardoor temperatuurschommelingen tijdens de procedure worden geminimaliseerd. We hadden het idee voor deze methode voor het eerst toen we begonnen met in vivo-onderzoek met onze HTLC thermogevoelige liposoomformulering.

We ontdekten dat de bestaande methoden niet in staat waren om efficiënt lokale verwarming van een subcutane tumor te bieden. De liposoomvoorbereidingsprocedures zullen worden gedemonstreerd door Myung, een promovendus uit mijn lab. Om de liposomen voor te bereiden, begint u met het combineren van vers bereid lipidemengsel met vers bereid lipidedruggemengsel, gevolgd door een uur hydratatie met vortexen elke 15 tot 20 minuten terwijl het lipidemengsel hydrateert. Monteer de 10 milliliter extruder met twee stapels van 200 nanometer polycarbonaatfilters, thermovat van de extruder naar een circulerend waterbad ingesteld op 70 graden Celsius en sluit het apparaat aan op een gecomprimeerde stikstoftank.

Direct na de hydratatie, brengt u de lipiden over naar de extruderkamer en opent u de stikstofstroom. Vervolgens extrudeert u de liposomen bij een druk van 200 PSI door de membranen, waarbij u de liposomen verzamelt in een 50 milliliter conische buis geplaatst in het 70 graden Celsius waterbad. Na het extruderen van de liposomen vijf keer, demonteert u het apparaat en bouwt u het opnieuw samen met twee stapels van 100 nanometer polycarbonaatfilters.

Stel de druk in op 400 PSI en extrudeer de liposomen 10 keer zoals zojuist is gedemonstreerd. Verzamel de liposomen van de laatste extrusie in een 15 milliliter conische buis, laat de liposomen afkoelen tot kamertemperatuur, gevolgd door precipitatie van het onoplosbare cisplatine door centrifugatie, en dialyseer vervolgens de liposomen 's nachts tegen 0,9%zoutoplossing in dialysebuisjes met een molecuulgewichtsgrens van 15.000 onder steriele omstandigheden. Om de cervicale tumor xenograft te implanteren, oogst u me 180 cellen uit een 90% confluente cultuur en telt u het aantal levensvatbare cervicale carcinoomcellen door hemo.

Cytometer verdunt vervolgens de cellen tot één keer 10 tot de zes me 180 cellen per 100 microliter. Al het dierwerk werd uitgevoerd bij Star Innovation Center, geïnoculeerd vrouwelijke skit-muizen door intramusculaire injectie in de gastroc-spier van de achterpoot met behulp van meetlatjes, meting van de resulterende tumorgrootte totdat de tumoren negen tot 12 millimeter in hun langste dimensie hebben bereikt. Vervolgens verwijdert u de tumor uit de donormuis en snijdt deze in fragmenten van twee tot drie kubieke millimeter.

Scheef nu de linker achterpoot van het ontvangerdier en maak een incisie in de kale huid. Plaats een stuk van de donortumor subcutaan door de incisie en gebruik een tot twee wondclips om de huid drie tot vijf dagen na de implantatie te sluiten. Verwijder de clips en laat de tumor twee tot drie weken groeien om de warmtebehandeling uit te voeren.

Verbind eerst een uiteinde van een laservezel met het laserapparaat en het andere uiteinde met de verlichting. Plaats vervolgens een 27 gauge injectiekatheter in de laterale staartader van een verdoofd ontvangermuis, gevolgd door het inbrengen van een 22 gauge katheter in het midden van de tumor. Plaats vervolgens een glasvezeltemperatuursonde in de holle katheter om eventuele temperatuurveranderingen te controleren en bedek de hele tumor met de verlichting. Eindelijk.

Stel het vermogen in op 0,8 tot één watt, zet vervolgens de laser aan en wacht tot de temperatuur stijgt door de laservermogen gedurende de behandeling handmatig aan te passen tussen 0,1 tot 0,8 watt om de temperatuur van de tumor op 42 graden Celsius te houden, zoals geïllustreerd in deze afbeelding van een doorsnede door een warmtebehandelde tumor, uitgaande van een totaal vermogen van één watt, is de maximale stralingsintensiteit op elk punt in de tumor 70 milliwatt per vierkante centimeter met de stralingsintensiteit in de tumor op de huiddiepte, meting van 50% van de maximale stralingsintensiteit zoals bevestigd door de protonresonantiefrequentieverschuiving naar magnetische resonantie thermometrie verwarming. Het gebruik van de lasergebaseerde verwarmingsopstelling genereert een relatief uniforme temperatuurverdelingsmap zoals weergegeven in de afbeelding, die de relatieve temperatuurverandering volgt vanaf een absolute basislijnmeting verkregen vóór verwarming door de puntbron. De verwarmde tumor vertoont de hoogste relatieve signaalverhoging in vergelijking met de onverwarmde turt-spier na toediening van gad HTLC, zoals bepaald door magnetische resonantie signaalanalyse, waarbij het signaal wordt gehandhaafd tot het einde van de verwarmingsperiode