$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Опухолевые Лечащие Поля (TTFields) являются анти-митотической модальностью для лечения глиобластомы и потенциально других типов рака. Поля доставляются с помощью непрерывного применения низкой интенсивности (1-3 В / см), промежуточной частоты (100-500 кГц), переменных электрических полей в области опухоли 1, 2. Применение TTFields в пробирке и в естественных условиях было показано, ингибирует как рост различных раковых клеточных линий и прогрессирование опухолей в нескольких опухолевых животных моделей 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Экспериментальные клинические испытания и более крупных рандомизированных исследований у больных с солидными опухолями, в том числе глиобластомы и немелкоклеточного рака легкого, у demonstоценили безопасность и эффективность непрерывного применения TTFields 8, 9, 10. Была найдена Эффективность TTFields быть: (1) зависит от частоты, с определенными оптимальными частотами ведущих к самому высокому сокращению количества клеток клеточных линий из различных источников 1, 2, 4, 5, 6, 7; (2) Интенсивность в зависимости от электрического поля, с минимальным порогом активности со скоростью около 1 В / см и более мощных высоких интенсивности 1, 2, 7, 11; (3) усиливается , когда длительность лечения больше 5; и (4) выше, когда 2 направления TTFields были применены перпендикулярно друг друЭр, по сравнению с электрическими полями, приложенными с одного направления 1 . Основываясь на вышеприведенных данных, TTFields можно применять для пациентов на длительный период времени, используя 2 набора массивов преобразователей, локализованных на коже пациентов, чтобы максимизировать интенсивность электрического поля в слое опухоли 12 , 13 .
Изучение эффектов TTFields на раковые клетки in vitro в настоящее время дает единственный способ определить оптимальную частоту, применяемую к конкретному типу опухоли. Тестирование на оптимальную частоту требует устройства, которое позволяет применять различные частоты в диапазоне 100-500 кГц и при интенсивностях среднеквадратичного значения (до среднеквадратичного значения 3 В / см) для культуры клеток. Поскольку приложение TTFields вырабатывает тепло, прикладная система требует способности рассеивать избыточное тепло, сохраняя при этом жесткий контроль над температурой.
Несколько устройстве годы развиваются , чтобы разрешить применение TTFields в клеточных культурах 1, 2, 5, 14, 15, 16. Во всех этих устройствах, электроды , используемые были изолированы, чтобы избежать предостережений , связанные с использованием проводящих электродов, такими , как обмен электронов на поверхности электрода и высвобождение ионов токсичных металлов в среду 1. Основное различие между различными прикладными системами TTFields тестируемых является тип электрода изоляции используется, либо с электродами из металлической проволоки с изоляцией тонкой пленкой диэлектрика 2, 14, 15, 16 или с высокой диэлектрической проницаемости материала (например, свинец магния ниобата свинца-titanatе (ПМН-СТ)) 6. В то время как с изолированным проволочные электроды предлагают относительно простую и экономически эффективное решение для применения TTFields, они часто ограничены высокого напряжения, необходимого для достижения эффективной напряженности электрического поля выше порогового значения 1 В / см и поверхностью, доступной для клеточной обшивки, как расстояние между электродами является относительно небольшим. Системы на основе электродов изолированы с помощью высокой диэлектрической проницаемости материала требуются специальные конструкции и производственные возможности, но они не требуют высокого напряжения и может предложить большую площадь для роста клеток между электродами.
В пробирке прикладной системы TTFields используется в этой работе принадлежит к последнему классу систем, причем основной блок будучи чашки Петри (TTFields блюдо, рисунок 1) состоит из высокой диэлектрической проницаемости керамики (т.е., ПМН-СТ). Две паров электродов напечатаны перпендикулярны на внешних валяхLs на блюдо TTFields, чтобы обеспечить применение электрических полей от 2-й направлений. Электроды подключены к синусоидальной формы сигнала генератора и усилителя, который позволяет для применения TTFields в частотном диапазоне 50-500 кГц. Для того, чтобы рассеивать избыточное тепло, блюда TTFields находятся внутри охлажденный инкубатор, со средой контроля температуры осуществляется с использованием постоянного контроля температуры тарелки и корректировкой напряжения, приложенным к системе. На практике установка инкубатора до более низкой температуры приведет к увеличению напряженности электрического поля, так как система увеличивает напряжение до целевой температура в чашке не будет достигнута. Разница между температурой внутри тарелки и температурой инкубатора может привести к некоторому испарению, в зависимости от температурных градиентов; следовательно, культуральная среда должна быть заменена каждые 24 ч, чтобы поддерживать адекватные условия роста.
Протокол нижеописывает экспериментальную процедуру для оптимизации применения TTFields частот к раковым клеткам таким образом, что максимальное уменьшение ячейки подсчета и уменьшение потенциала выживших клеток с образованием колоний достигаются.