Cavitatie verbeterde therapie bestuderen

Deze bench-top systeemontwerp-, dataverzamelings- en analyseprincipes kunnen worden gebruikt als een rationele basis voor de in-vitrostudie van cavitatieversterkte therapieën. Onze technieken maken testen met hoge doorvoer mogelijk met behoud van de kritische experimentele kenmerken van interval cavitatiebewaking, herhaalbare monsteruitlijning en compatibiliteit met gangbare cellulaire analysemethoden. Cavitatie verbeterde therapie heeft meerdere potentiële toepassingen, waaronder de behandeling van ziekten zoals kanker en beroerte.

Door de onderliggende mechanismen beter te begrijpen, kunnen we betere therapieën ontwikkelen. Dit werk biedt een gemakkelijk reproduceerbaar systeemontwerp- en implementatiekader om onderzoek naar een breed scala aan cavitatie-geïnduceerde cellulaire bio-effecten mogelijk te maken. Inclusief medicijnafgifte, sonoporatie en sonoprinting.

Om een zinvol resultaat te verkrijgen, moet reproduceerbaarheid en controle voor alle variabelen in het experiment worden gewaarborgd. Het is absoluut noodzakelijk om alle relevante bedieningselementen uit te voeren en het elektrische geluid te meten. Voor de bereiding van de systemen voor akoestische transfectie ontgast u de vulvloeistof gedurende ten minste twee uur onder een druk van 100 kPa om de kans op cavitatie in het voortplantingspad te minimaliseren.

Bevestiging met een opgeloste zuurstofsonde dat de partiële zuurstofdruk lager is dan 10kPa wordt aanbevolen. Vul de testkamer langzaam om de herintroductie van lucht in de ontgaste vloeistof te minimaliseren en verwijder onmiddellijk eventuele resterende bellen van de transducer- en mediumcontaineroppervlakken. Laat de ultrasone bron eindversterker opwarmen volgens de aanbeveling van de fabrikant, zodat de versterking en output stabiel zijn met betrekking tot de tijd.

En verdun het cavitatiemiddel terwijl u zachtjes en continu roert om een uniforme suspensie te maken zonder macrobellen in te sluiten of het middel te vernietigen. Wanneer u met microbellen werkt, zorg er dan voor dat u er zorgvuldig mee omgaat. Gebruik voor de sat2-bereiding, voordat u met het experiment begint, ethanol om het deksel van de PDMs te steriliseren.

Druk op het gesteriliseerde deksel van de kweekschaal om het celcompartiment te vormen en laad een spuit van 10 milliliter uitgerust met een stompe naald van 18 gauge met 10 milliliter vulvloeistof. Steek de naald door een van de PDMs vulgaten en vul de kamer langzaam tijdens het kantelen, zodat macrobellen door het open vulgat kunnen ontsnappen. Wanneer de kamer is gevuld, plaatst u een polymeerstaaf van vier tot vijf millimeter in het open gat en plaatst u de montage zo dat de gaten horizontaal zijn.

Verwijder de naald terwijl u extra vloeistof injecteert, zodat er geen lucht in de kamer wordt getrokken en sluit het vulgat met een andere polymeerstaaf. Controleer het compartiment visueel op bewijs van ingesloten macrobellen en druk op het celblootstellingscompartiment in de compartimenthouder. Houd rekening met het drijfvermogen van de deeltjes in suspensie en hoe hun drijfvermogen hun contact met cellen zal beïnvloeden bij het bepalen van de oriëntatie van het celblootstellingscompartiment.

Laat vervolgens het deksel van de kamer onder een horizontale hoek zakken om macrobellen te ontmoedigen om op de ondergedompelde delen van het apparaat te rusten, installeer het deksel op de bovenkant van de kamer. Laat de suspensie, voordat u de experimentele metingen uitvoert, thermisch gelijk zijn aan de kamertemperatuur. Gebruik een fijne naald thermokoppel om te bevestigen dat de temperatuur in de kamer is gestabiliseerd.

Als u de experimenten in realtime wilt volgen, in zowel tijd- als frequentiedomeinen, start u het gegevensverzamelingsproces en schakelt u het ultrasone bronstationsignaal in. Gebruik een hoogspanningssonde om het uitgangssignaal van de versterker te bewaken dat de ultrasone bron tijdens het experiment aandrijft om ervoor te zorgen dat de blootstelling verloopt zoals verwacht. En zorg ervoor dat de oscilloscoop is ingesteld om de demping van de sonde te compenseren.

Tijddomeinbewaking van de passieve cavitatiedetector laat zien of signalen geschikt zijn voor de huidige instrumentatie-instellingen en of de cavitatiesignalen eerder worden gezien dan verwacht. Frequentiedomeinbewaking maakt analyse van het type bellengedrag mogelijk en kan worden gebruikt om de schijfniveaus zo nodig aan te passen om de gewenste celprikkel te bereiken. In deze analyse bestond bij de laagste incidentdruk de passieve cavitatiedetectorrespons volledig uit gehele harmonischen van de 0,5 MHz fundamentele ultrasone frequentie.

Het verhogen van 0.2 tot 0.3MPa resulteerde in uitgesproken ultra harmonischen in het spectrum naast een verdere verhoogde gehele gehele harmonischen. De tijddomeingolfvormen bij deze twee drukken leken op elkaar, hoewel de 0,3 MPa-resultaten meer variabiliteit over de pulsduur aantoonden. Bij de hoogste druk groeide de amplitude van de tijddomeingolfvorm niet-lineair ten opzichte van de lagere drukken als gevolg van duidelijk verhoogd breedbandgeluid, waarschijnlijk als gevolg van traagheidsholte veroorzaakt door microbelvernietiging.

Hier worden volledige spectra weergegeven gedurende een belichtingstijd van 50 seconden waarin de bron elke 0,2 seconden twee milliseconde pulsen uitzond. Zoals waargenomen in deze grafiek, die de overeenkomstige totale harmonische en breedbandkrachten illustreert, werden grote amplitudebreedbandreacties gegenereerd met de initiële piek die werd geacht te correleren met de vernietiging van de grootste bubbels. Na een paar seconden neemt de breedbandrespons snel af, blijkbaar als gevolg van bubbelvernietiging.

In deze analyse met behulp van een verdunning van 20 tot 1 microbellen en normale PBS, toonden de tijd- en monstergemiddelde spectra aan dat de niet-gerichte passieve cavitatiedetector een sterkere breedbandrespons bevatte dan de scherpsteldetector. Vergezeld van een gereduceerd monster om variabiliteit in zowel de harmonische als ultra harmonische krachten te bemonsteren. Cavitatie geïnduceerde bio-effecten kunnen worden beoordeeld met behulp van technieken zoals fluorescentiemicroscopie, flowcytometrie of biologische assays.

Dit maakt het mogelijk om een robuuste relatie te vestigen tussen cavitatieactiviteit en de biologische effecten. Deze techniek heeft ons in staat gesteld om de relaties tussen bubbelgedrag en biologische effecten beter te identificeren, die enkele potentiële nieuwe mechanismen hebben onthuld die de cavitatie gemedieerde medicijnafgifte ondersteunen.