Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Бенчтоп Подход к местоположению Конкретный барьер мозга крови Открытие с помощью целенаправленного ультразвука в крысиной модели

4.4K просмотров

⸱

DOI:

10.3791/61113

⸱

13 июня 2020 г.

 ,  ,  , 
1Department of Radiology, University of Alabama at Birmingham, 2Department of Neurobiology, University of Alabama at Birmingham

В этой статье

Краткое содержание

Целенаправленное УЗИ с микропузырьом может открыть геммоградный барьер фокусно и преходяще. Этот метод был использован для доставки широкого спектра агентов через гем blood brain barrier. В этой статье содержится подробный протокол для локализованной доставки в мозг грызунов с руководством или без МРТ.

Аннотация

Стереотаксисная хирургия является золотым стандартом для локализованной доставки наркотиков и генов в мозг грызунов. Этот метод имеет много преимуществ по сравнению с системной доставки, включая точную локализацию в целевой области мозга и сокращение от целевых побочных эффектов. Тем не менее, стереотаксис является высокоинвазивным, что ограничивает его трансляционной эффективности, требует длительного времени восстановления, и обеспечивает проблемы при ориентации нескольких областей мозга. Фокусировка ультразвука (FUS) может быть использована в сочетании с циркулирующими микропузырями, чтобы временно открыть геммулефалический барьер (BBB) в миллиметровых областях. Это позволяет внутричерепной локализации системно доставленных агентов, которые обычно не могут пересечь BBB. Этот метод обеспечивает неинвазивную альтернативу стереотаксисной хирургии. Однако до настоящего времени этот метод до сих пор не получил широкого широкого введения в лабораториях неврологии из-за ограниченного доступа к оборудованию и стандартизированным методам. Общая цель этого протокола заключается в том, чтобы обеспечить подход к открытию FUS BBB (BBBO), который является доступным и воспроизводимым и поэтому может быть легко принят любой лабораторией.

Введение

Несмотря на многочисленные открытия в основной неврологии, количество новых методов лечения нейроразвития и нейродегенеративных расстройств остаетсяотносительно ограниченным 1,2. Более глубокое понимание генов, молекул и клеточных схем, участвующих в неврологических расстройств предложил перспективных методов лечения нереализуемых у людей с современными методами3. Эффективные методы лечения часто ограничиваются необходимостью быть мозгом penetrable исайт конкретных 4,5,6,7,8. Тем не менее, существующие методы локализованной доставки наркотиков в определенные области мозга (например, доставка через инъекцию или канюлу) являются инвазивными и требуют открытия, которые должны быть сделаны вчерепе 9. Инвазивность этой операции предотвращает регулярное использование локализованных родов в мозг человека. Кроме того, повреждение тканей и в результате воспалительные реакции повсеместно путают для основных и доклирикальных исследований, которые полагаются на внутримозговойинъекции 10. Способность неинвазивно доставлять агенты через геммоимперальный барьер (BBB) и ориентировать их на конкретные области мозга может иметь огромное влияние на лечение неврологических расстройств, одновременно обеспечивая мощный исследовательский инструмент для доклинических исследований.

Одним из методов целевого транспорта через BBB с минимальным повреждением тканей является транскраниальное сфокусированное УЗИ (FUS) вместе с микропузырями, чтобы фокусно и временно открыть BBB11,12,13,14,15,16. FUS BBB открытие приобрело недавнее внимание для лечения нейродегенеративных расстройств, инсульта и глиомы путем локализации терапии для целевых областей мозга, таких какнейротрофические факторы 17,18,19,генной терапии 20,21,22,антитела 23, нейротрансмиттеров24, инаночастицы 25,26,27,28,29. С его широким спектром применений и его неинвазивныйхарактер 30,31, FUS BBB открытие является идеальной альтернативой рутинной стереотаксис внутричерепных инъекций. Кроме того, в связи с его текущим использованиемв организме человека 30,32, доклинических исследований с использованием этой техники можно считать весьма перевод. Тем не менее, открытие FUS BBB до сих пор не является широко распространенной техникой в фундаментальных науках и доклинических исследованиях из-за отсутствия доступности. Таким образом, мы предоставляем подробный протокол для скамейки подход к FUS BBB открытия в качестве отправной точки для лабораторий, заинтересованных в создании этой техники.

Эти исследования были проведены либо с высокой мощности воздуха при поддержке FUS конкретных ультразвуковой предук или низкой мощности затухается сосредоточены ультразвукового погружения преминдацера. Предуцаторы были управляемы усилителем мощности RF, предназначенным для реактивных нагрузок, и стандартным генератором функции скамейки. Подробная информация по этим пунктам можно найти в таблице материалов.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Все экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с руководящими принципами Комитета по институциональному уходу за животными и использованию (МАКУК).

1. Фокусированная установка ультразвукового оборудования для вождения

  1. Используйте 50 кабелей Ohm coaxial BNC для подключения (1) ввода ультразвукового предуцера к выходу усилителя RF и (2) ввода усилителя RF к выходу генератора функции.
  2. Установите режим генератора функции до синуоидного всплеска один раз в секунду с 1% цикла службы.
    1. Для демпфированного 1 МГц малой мощности погружения преобразователя с 0,8 дюйма фокусное расстояние используется с усилителем 50 дБ РФ, установить стартовые настройки: 1 МГц синус-волны, 1 V пик к пику, 10k цикл, 1 с интервалом (или период).
    2. Для воздуха при поддержке, 1,1 МГц высокой мощности преобразовайца, установить первоначальные настройки: 1,1 МГц синус-волны, 50 мВ пик к пику, 11k циклов, 1 с интервалом.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не оперировать превью, если они не погружены в воду. Не помойте руку или другую часть тела на ультразвуковой фокус или коснитесь лица предуцера во время его работы.

2. Фокусированная установка ультразвуковой скамейки

  1. 3D-печать стереотаксиатической рамы и стереотаксического держателя кадра.
  2. Подключите предук к позиционеру XY, используя зажим, держащий трубу из ПВХ(рисунок 1а). Болт зажим на X-оси слайд и замок с крылом гайки.
    1. При использовании высокой мощности ультразвукового предуцера, приложите его к трубе ПВХ с помощью сопертой пары магнитов. Убедитесь, что один магнит имеет отверстие, а другой имеет соответствующие выступы. Крышка нижней части трубы ПВХ и прикрепить один из магнитов к нему с помощью эпоксидной смолы (см. Рисунок 1b).
    2. Прикрепите второй магнит к верхнему центру высокой мощности ультразвукового премидери с помощью эпоксидной смолы. Убедитесь, что он находится в самом центре предуцера(рисунок 1c).
  3. При использовании высокой мощности ультразвукового предуцатора, сделать указатель для аннулирования позиционер XY. Кончик этого указателя указывает расположение в пространстве центра фокуса предуцера, когда ультразвуковой предук прикреплен к позиционеру XY. Сделать указатель из 18 G иглы вырезать, чтобы быть длина фокусного расстояния предуцера плюс толщина предуцера (Рисунок 1d).
    1. Нанесите эпоксидную смолу на третий магнит (этот магнит также спаривается с магнитом крышки ПВХ) и прикрепите его к верхней части указателя. Указатель будет затем иметь возможность прикрепить к магниту на трубе ПВХ для XY' аннулирования(рисунок 1d).
  4. При использовании малой мощности погружения предуцера, 3D-печать файла для указателя и монтаж клип.
    1. Прикрепите малой мощности погружения предук ПВХ трубы путем отсечения монтажа клип на трубу ПВХ и вставить предук в кольцо (Рисунок 1f).
  5. Сделайте водяную ванну, склеив кусочки, вырезанные из акрилового листа, который сможет отдохнуть на верхней части головы животного над стереотаксическойрамой (рисунок 1e).
    1. Вырезать отверстие в нижней части ванны, что составляет около размера головы животного. Обложка отверстие в водяной бане с полиимидной лентой.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Необходимо позаботиться о том, чтобы вода не просачивалась вокруг полиимидной ленты, так как она может намокнуть мех крысы и вызвать переохлаждение.
  6. Сделайте МРТ фидуциальный путем заполнения 4 мм диаметром тонкой оболочки пластика или стеклянной сферы с МРТ видимой жидкости (например, витамин Е масло) и запечатать его. Поместите его в ФИдуциальный держатель МРТ на правой стороне стереотаксиальной рамы, напечатанной на 3D-принтере(рисунок 2a).
  7. Твердо закрестите держатель рамы, напечатанный на 3D-принтере, на позиционере XY в хорошем месте для позиционирования животных. Сдвиньте вкладку на ростральном конце держателя рамы в соответствующий канал на рельсах Y-оси и закрепив с помощью установленныхвинтов (рисунок 1h,красные стрелки).
  8. Для управления позиционером XY' установите USB на серийный преобразователь на компьютер, следуя указаниям производителя и подключите преобразователь. Установите на ПК среду выполнения и программное обеспечение контроллера двигателя.
    1. Убедитесь, что соответствующий серийный порт выбран в программном обеспечении, выбрав USB для серийного преобразователь в управлении высадкой выбора порта на передней панели программного обеспечения контроллера. Подключите USB к серийному преобразователь к коробке контроллера stepper motor controller с помощью 9-контактного серийного кроссоверного кабеля (например, кабеля RS232 null modem).
    2. Запустите программное обеспечение контроллера, чтобы проверить, что степпер двигатели могут управляться под контролем программного обеспечения. Этот шаг может потребовать помощи местной ИТ-поддержки.

3. Процедура внутричерепного таргетинга

ПРИМЕЧАНИЕ: Мужчины Sprague Доули крыс весом 250-350 г были использованы для этих экспериментов. Звери имели свободный доступ к воде и крысиный чау, и поддерживались на 12:12 ч света: темный цикл.

  1. Поместите животное под наркоз (3% изофлюран с кислородом) и проверьте на отсутствие реакции на щепотку нося. Затем вставьте катетер, как описано ниже.
    1. Разогреть хвост лампой, чтобы сделать легче попасть в вену. Будьте осторожны, чтобы не перегреть животное или сжечь хвост.
    2. После того, как животное спит (не реагирует на щепотку ноги), вставьте 24 G хвост вены катетер, который будет использоваться для доставки microbubbles, Эванс синий краситель (EBD), gadobutrol МРТ контраст при использовании МРТ, и экспериментальный агент, представляющий интерес. После того, как вена попала, кровь будет заполнить оболочку, медленно удалить внутреннюю иглу при нажатии оболочки дальше в вену.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Смотрите руководство, как Стюарт и Шредер33, если делать инъекции вены хвост крысы в первый раз.
    3. Если нет кровотока, медленно двигаться катетер оболочки из вены, чтобы проверить, что игла, возможно, ткнул через вену. Если кровь течет, когда катетер слегка оттягивается, то сначала тыкать прошли через вену и катетер размещения должны быть перезапущены в другом месте на хвосте, который является ростральным в предыдущем месте.
  2. Заполните катетер штепсельную вилку солевым раствором и привинчивите катетерную вилку в конце катетерного порта, как только порт заполнится кровью. Аккуратно оберните лабораторную ленту вокруг катетера и хвоста, чтобы держать ее на месте. Начните с небольшой кусок в верхней части и работать в хвостовом направлении, в результате чего в самом конце катетера плагин подвергается.
  3. Подключите линию анестезии к разъему анестезии на стереотаксиснойраме (рисунок 2a)и зафиксните головку животных в раме, поместив рот на бар укуса и направляя ушные батончики в оба ушных канала, затем затяните установленные винты. Убедитесь, что голова животных является безопасным и уровне.
  4. Переместите животное в кровать МРТ и соедините линию анестезии с конусом носа. В этом протоколе было использовано МРТ малой скважины 9.4 T.
  5. Соберите корональные и топорные T2-взвешенные изображения, которые захватывают весь мозг, а также МРТ фидуциальный(рисунок 2b) для координации измерений. Предоставьте местному физику МРТ или технологии следующую информацию, чтобы они могли построить протокол МРТ.
    1. Для корональных изображений(рисунок 2b сверху) используйте следующие параметры: количество изображений: 27, ширина: 62,2 мм, высота: 62,2 мм, глубина: 37,97 мм, размер Voxel: 0,24 x 0,24 x 1,41мм 3.
    2. Для осяных изображений(рисунок 2b дно), используйте следующие параметры: количество изображений: 13, Ширина: 61,47 мм, Высота: 53,81 мм, Глубина: 16,7 мм, размер Voxel: 0,41 х 0,21 х 1,29мм 3.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Не обязательно иметь эти точные параметры до тех пор, пока коронал в разрешении плоскости близок к 0,25 мм, а изображения покрывают весь мозг и фидуциальный.
  6. Соберите координатные измерения с вышеуказанных изображений, записав расстояние от МРТ-фидуциального до области мозга, которое будет направлено на FUS.
    1. На сканере, на корональных изображениях, собранных в шаге 3.5, найти изображение, в котором фидуциальный является крупнейшим, указывая на центр фидуциального. Запись расстояние от верхней части фидуциального мозга области интереса в мм (МРТ программное обеспечение будет иметь масштаб или точки измерения инструмента, проконсультируйтесь с местными МРТ технологий или физика о том, как это сделать) как в медиальной / боковой направлении и в спинной брюшной направлении (Рисунок 2b, сверху).
    2. На сканере, на осяных изображениях, собранных в шаге 3.5, найти изображение, которое показывает очень верхней части фидуциального и измерить расстояние от центра фидуциального к области целевого мозга как в спинной / брюшной направлении и в медиальной / боковой направлении (Рисунок 2b, дно).
    3. Сравните два медиальных/бокового измерения и если они отличаются, используйте среднее значение. Эти координатные измерения будут использоваться позднее в шаге 4.3 для руководства координационным центром FUS к области целевого мозга с позиционером XY.
  7. Сбор МРТ прескан изображения. Сравните эти изображения с изображениями, собранными после открытия FUS BBB(рисунок 4). T1-взвешенные изображения позже будут использоваться для визуализации открытия BBB, T2-взвешенные изображения будут позже использованы для обеспечения не повреждение тканей произошло после лечения FUS34.
    1. Для T1-взвешенных осяных изображений используйте следующие параметры: ширина: 30 мм, высота: 51,2 мм, глубина: 3,0 мм, размер воксела: 0,23 x 0,2 x 0,23мм 3, количество изображений: 13.
    2. Для T2-взвешенных осяных изображений используйте следующие параметры: ширина: 30 мм, высота: 51,2 мм, глубина: 2,6 мм, размер воксела: 0,2 х 0,2 х 0,2мм 3, количество изображений: 13.
    3. Для взвешенных корональных изображений T1 используют следующие параметры: ширина: 30 мм, высота: 30 мм, глубина: 27 мм, размер воксела: 0,16 x 0,16 x 1мм 3, количество изображений: 27.
    4. Для взвешенных корональных изображений T2 используйте следующие параметры: ширина: 30 мм, высота: 30 мм, глубина: 27 мм, размер воксела: 0,12 x 0,12 x 1мм 3, количество изображений: 27.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Как и в шаге 3.5, эти параметры изображения не должны быть точно такими же, как у перечисленные. Эти изображения имеют меньший FOV и более высокое разрешение, чем те, собранные в шаге 3.5.
  8. Удерживая животное в стереотаксисной раме, быстро транспортируют животное с МРТ-кровати на скамейку FUS установки. Убедитесь, что животное остается спящим для передачи под действием анестезии.
  9. Для более длительного времени передачи используйте коробку для переноса, которая достаточно большая, чтобы соответствовать животному и раме. С анестезией штепсельная вилка по-прежнему прилагается, поместите животное и кадр внутри коробки и позволяют избыток изофлюран, чтобы заполнить коробку в течение нескольких минут. Отключите линию анестезии и быстро перенесите.

4. Сфокусированная ультразвуковая процедура

  1. Прибыв на скамейку FUS установки, немедленно подключить анестезии линии в нос конуса и продолжать работать 1,5-3% изофлорана с кислородом. Сделайте это как можно быстрее, чтобы животное не проснулось.
  2. Сдвиньте рамку в держатель кадра и прикрепьте ее на место твердо. Используйте клиперы, чтобы побрить голову животного. Отмахнуться от лишних волос и нанесите крем для удаления волос на кожу головы. Пусть сидят в течение 3 минут и протрите водой и марлей.
  3. Если МРТ не доступен для таргетинга, используйте стандартный (не напечатанный на 3D) стереотаксическую рамку, чтобы свести на нет положение указателя для брегмы, касаясь наконечника указателя на брегму (для этого потребуется разрез кожи головы) и аннулировать программное обеспечение или записывать координаты. Перемести карету XY на 50 мм, нажав на кнопку до 50 в программном обеспечении и поменяв указатель на предуцера. На основе атласа мозга крысы, как описаноранее 35, перейти к желаемым координатам мозга с помощью кнопок в программном обеспечении. При использовании этого метода вместо МРТ, перейти к разделу 4.6.
  4. При использовании МРТ руководство, приложите указатель и переместить указатель к расположению МРТ fiducial(рисунок 1d,g). Распоитите указатель в самом верху и в центре ФИдуциального МРТ (для указания предусмотрено небольшое отверстие в верхней части фидуциального держателя). Нажмите кнопку нулевого положения, которая является точкой, из которой были рассчитаны все расстояния на изображении МРТ.
  5. Удалите указатель и переместив позиционер к медиальной/боковой координатам и ростальным/каудальным координатам. Поднимите позиционер вверх, нажав на 50 кнопок, чтобы обеспечить размещение водяной бани и ультразвукового геля. Если верхняя часть путешествия по оси «З» будет достигнута, место аннулирования будет признано недействительным. Спинная/вентальная координата будет установлена после добавления предуцера.
  6. Нанесите ультразвуковой гель на кожу головы животного и поместите водяную баню на животное с полиимидной лентой окна нажата на гель. Убедитесь, что в ультразвуковом геле нет пузырьков воздуха.
  7. Заполните водяную баню дегазатной водой.
  8. При использовании высокой мощности предуцатора, опустите позиционер так, чтобы магнит чуть выше воды. Прикрепите предук к позиционеру, тщательно опустив предуцатора в воду под углом, чтобы предотвратить попадание пузырьков воздуха под лицо и соединить магниты.
  9. При использовании малой мощности погружения предуцатор, опустите позиционер в воду чуть выше предуцатора клипа. Затем клип предуцера на месте, медленно опуская его в воду под углом, чтобы предотвратить пузырьки воздуха от получения в ловушке под лицом.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Прозрачная ванна полезна при взгляде под лицо предуцера для пузырьков.
  10. Опустите позиционер до спинной/вентеральной координаты.
  11. Включите усилитель питания RF.
  12. Впрыснуть 1 мл/кг 3% Эванс синий краситель (EBD) путем прилипания кончик иглы в катетер штепсельную вилку и инъекций. Разрешить его циркулировать в течение 5 минут.
  13. Активировать microbubbles, встряхивая их яростно с пузырем шейкер.
    1. Подготовка 5x доза 30 йл /кг микропузырьки (пузырь Conc. 1.2 х 1010/mL) в 0,2 мл солевого раствора для учета 2 FUS лечения и трубки в 18 G крылатых инфузии набор. Например, если крыса весит 200 г, то заполните шприц, содержащий 18 G кончик иглы с 30 мл микропузырьки в 1 мл солевого раствора.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь в том, чтобы использовать 18 G иглы советы для принятия и инъекций с крылатым набором инфузии.
    2. Инвертировать шприц несколько раз, чтобы получить равномерное распределение microbubbles. Затем прикрепите и заполните крылатый набор настоя. Распоить шприц на инфузионный насос и установить инфузионный насос для доставки 0,2 мл со скоростью 6 мл/ч. Это обеспечит медленное вливание микропузырей над 2-минутной экспозицией FUS.
    3. Вставьте крылатую иглу в вилку катетера.
  14. Во-первых, запустить инфузионный насос, подождать 3 с и начать обработкуFUS, нажав кнопку выхода включить кнопку включения генератора функции (помечены " на " на генератор функции в таблице материалов). Повторите эти два раза в регионе с 5 мин между ними, чтобы микропузырьки, чтобы очистить.
    1. Нажмите на кнопку снова на генератор функции, чтобы остановить лечение FUS, когда инфузионный насос останавливается на 2 мин.
    2. Подождите 5 минут для микропузырей, чтобы очистить. Затем начните инфузию и второе лечение ФУС.
    3. Сразу после второго лечения ФУС вводят гадобутролный контраст (при использовании МРТ) и агент интереса, например, вирусные частицы. Общий объем поставок всех агентов не должен превышать 5 мл/кг.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Сроки поставки (например, до или после открытия FUS BBB) агента, представляющих интерес, могут отличаться в зависимости от используемого агента.
  15. Выключите усилитель питания RF и немедленно транспортировать животное обратно в МРТ.

5. МРТ подтверждение открытия BBB

  1. Если МРТ недоступна, перейти к разделу 6 и использовать выражение EBD для подтверждения открытия BBB.
  2. Поместите животное обратно на кровать МРТ в том же месте, как в шаге 3.7 и подключить линию анестезии.
  3. Соберите МРТ пост сканирует с теми же параметрами изображения, используемые в шаге 3.7 для визуализации gadobutrol МРТ повышение в области открытия BBB (Рисунок 3b,e).

6. Сбор перфузии и тканей

  1. Perfuse животное с холодным 4% формалин до тех пор, пока кровь работает полностью ясно.
  2. Удалите мозг и поместите в 4% формалин или PFA при 4 градусов по Цельсию на ночь. Далее поместите мозг в 30% раствор сахарозы, пока мозг тонет (около 2-3 дней). Наконец, вспышки замерзают в жидком азоте или на сухом льду и хранят при -80 градусов до криозирования.
  3. Заморозить мозг в ОКТ и принимать cryosections.
  4. Исправить и крышки разделов для флуоресценции микроскопии. Пики возбуждения EBD на уровне 470 и 540 нм и пики выбросов на уровне 680 нм. Coverslip с DAPI монтаж среды для того, чтобы визуализировать общую клеточную морфологию.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Здесь мы демонстрируем, что сфокусированное УЗИ с помощью микропузырьков может вызвать локализованное открытие BBB, используя указанные выше параметры как с малоэйтовым предуктором погружения(рисунок 3),так и с предуктором FUS(рисунок 4). Во-первых, в ранних экспериментах, малой мощности погружения преобразователя была направлена на одно полушарие мозга либо передней (Рисунок 3b) или медиальной (Рисунок 3a

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Здесь мы описали скамейке подход к microbubble помощь FUS BBB открытия с альтернативными подходами, включая, два различных трансдуцаторов и методы внутричерепного ориентации с и без МРТ руководства. В настоящее время для того, чтобы установить МРТ-руководство FUS BBB открытия в лаборатории, есть возможность приобрести отличные готовые к использованию устройства, которые обеспечивают высоко стандартизированные и воспроизводимые результаты с удобными интерфейсами. Однако многие лаборатории не готовы к стоимости таких инстр...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Авторов нечего раскрывать.

Благодарности

Это исследование было частично поддержано грантом NSF EPSCoR Research Infrastructure Университету Клемсона (1632881). Кроме того, это исследование было частично поддержано Civitan Международный исследовательский центр, Бирмингем, AL. Авторы с благодарностью признают использование услуг и средств Университета Алабамы в Бирмингеме малых животных Imaging Общий фонд Грант "NIH P30 CA013148". Авторы признают Раджив Чопра за его поддержку и руководство.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Шейкер для мыльных пузырейLantheus Medical ImagingVMIXVIALMIX, устройство для активации микропузырьков Definity Пробка
катетера / Инъекционный колпачокSAI Технологии инфузииНомер детали: ICПробка катетера / Инъекционный колпачок
Эванс синий красительSigmaE2129-10GЭванс синий краситель
Функция генератораTektronixAFG3022BДвухканальный, 250 Мвыб/с, 25 МГц
FUS преобразователь, 1,1 МГцFUS InstrumentsTX-1101 МГц МРТ-совместимый сферически сфокусированный ультразвуковой преобразователь с гидрофоном
Грелка для мышей и крысKent ScientificPS-03Грелка- PhysioSuite для мышей и крыс
Инфузионный насосKD Scientific780100KDS 100 Legacy Одношприцевой инфузионный насос
Каптоновая лентаGizmo Dorkshttps://www.amazon.com/dp/B01N1GGKRC/
ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_GbR7Db56HKD91		Gizmo Dorks Kapton Tape (полиимид) для 3D-принтеров и печати, 8 x 8 дюймов, 10 листов в упаковке
Маломощный иммерсионный преобразователь, 1 МГцOlympusV303-SUИммерсионный преобразователь, 1 МГц, 0,50 дюйма. Диаметр элемента, стандартный тип корпуса, прямой разъем УВЧ, F=0.80IN
Наборы магнитовPTF WINOMOhttps://www.amazon.com/dp/B01DJZQJBG/
ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_JYQ7DbM32E5QC		WINOMO 15 мм Застежки для пришивания магнитного мешка для скрапбукинга - 10 комплектов
RF усилительE& IA07575W
Катетер для исследования хвостовых венBD382512/ Fisher Артикул: NC122851324 г BD Insyte Autoguard экранированные внутривенные катетеры (не крылатые)
Ультразвуковые контрастные микропузырькиLantheus Medical ImagingDE4, DE16DEFINITY (Perflutren Lipid Microsphere)
Гель для ультразвукаAquasonic https://www.amazon.com/dp/B07FPQDM4F/
ref=cm_sw_em_r_mt_dp_U_D6Q7Db3J9QP7P		Ультразвуковой гель Aquasonic 100 Transmission 1 литр Squeeze Bottle
Крылатые инфузионные наборы, 22 га.Fisher Healthcare22-258087Terumo Surflo Winged Infusion Sets
программное обеспечение контроллера двигателяН/Д Н/Дпользовательское программное обеспечение, написанное в LabView для управления средой выполнения контроллера двигателя Velmex
для программного обеспечения контроллера двигателяNational InstrumentsLabView версия 2017 или лучшеhttps://www.ni.com/en-us/support/downloads/software-products/download.labview.html
3-осевой привод линейной сцены (позиционер XYZ)Болты Velmex
VelmexMB-1BiSlide Bolt 1/4-20x3/4" Винт торцевой крышки (10 пакетов), кол-во : 3
контроллера двигателяVelmexVXM-3Control, 3 осевых программируемых шаговых двигателей управления, кол-во : 1
монтажные шипыШип VelmexMC-2, 2 отверстия BiSlide, кол-во:6
монтажных утокVelmexMC-2Cleat, 2 отверстия BiSlide, кол-во:2
usb в последовательный преобразовательVelmexVXM-USB-RS232USB в RS232 последовательный кабель связи 10 футов, кол-во:1
x-осевой линейный столикVelmexMN10-0100-M02-21BiSlide, ход = 10 дюймов, 2 мм/об, пределы, NEMA 23, кол-во: 1
x-осевой шаговый двигательVelmexPK266-03A-P1Vexta Type 23T2, одновальный шаговый двигатель, кол-во: 1
y-осевой линейный столикVelmexMN10-0100-M02-21BiSlide, ход = 10 дюймов, 2 мм/об, пределы, NEMA 23, кол-во: 1
шаговый двигатель по оси yVelmexPK266-03A-P1Vexta тип 23T2, одновальный шаговый двигатель, количество: 1
демпфер по z-осиVelmexD6CL-6.3FD6CL Демпфер для двухвального шагового двигателя типа 23 Двигатель, кол-во:1
линейный столик по оси zVelmexMN10-0100-M02-21BiSlide, ход=10 дюймов, 2 мм/об, пределы, NEMA 23, кол-во:1
шаговый двигатель по оси zVelmexPK266-03B-P2Vexta Type 23T2, двухвальный шаговый двигатель, кол-во:1
файлы
Крепление и указательпогружного датчикаhttps://www.tinkercad.com/things/cRgTthGXSRq
Стереотаксическая рамаhttps://www.tinkercad.com/things/ilynoQcdqlH
Стереотаксический держательрамки https://www.tinkercad.com/things/aZNgqhBOHAX
9,4 Т малокалиберный МРТ животныхBrukerBruker BioSpec 94/20ParaVision версия 5.1
AAV9-hsyn-GFPAddgene
Кремовое средство для удаления волосChurch & DwightNair крем
гадобутрол МРТ контрастное веществоBayerGadavist (Гадобутрол, 1 мМ/мл)
Стереотаксическая рамкаStoelting#51500не совместимая с МРТ готовое
устройство для доставки ФУЗИFUS InstrumentsRK-300готовое к использованию МРТ совместимое ФУС для грызунов
для 3D-печати

Ссылки

  1. Markou, A., Chiamulera, C., Geyer, M. A., Tricklebank, M., Steckler, T. Removing obstacles in neuroscience drug discovery: the future path for animal models. Neuropsychopharmacology. 34 (1), 74-89 (2009).
  2. Schoepp, D. D. Where will new neuroscience therapies come from. Nature Reviews. Drug Discovery. 10 (10), 715-716 (2011).
  3. Insel, T. R., Landis, S. C. Twenty-five years of progress: the view from NIMH and NINDS. Neuron. 80 (3), 561-567 (2013).
  4. Bicker, J., Alves, G., Fortuna, A., Falcão, A. Blood-brain barrier models and their relevance for a successful development of CNS drug delivery systems: a review. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 87 (3), 409-432 (2014).
  5. Pardridge, W. M. The blood-brain barrier: bottleneck in brain drug development. NeuroRx: the journal of the American Society for Experimental NeuroTherapeutics. 2 (1), 3-14 (2005).
  6. Millan, M. J., Goodwin, G. M., Meyer-Lindenberg, A., Ove Ögren, S. Learning from the past and looking to the future: Emerging perspectives for improving the treatment of psychiatric disorders. European Neuropsychopharmacology. 25 (5), 599-656 (2015).
  7. Correll, C. U., Carlson, H. E. Endocrine and metabolic adverse effects of psychotropic medications in children and adolescents. Journal of the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry. 45 (7), 771-791 (2006).
  8. Girgis, R. R., Javitch, J. A., Lieberman, J. A. Antipsychotic drug mechanisms: links between therapeutic effects, metabolic side effects and the insulin signaling pathway. Molecular Psychiatry. 13 (10), 918-929 (2008).
  9. Patel, M. M., Goyal, B. R., Bhadada, S. V., Bhatt, J. S., Amin, A. F. Getting into the brain: approaches to enhance brain drug delivery. CNS Drugs. 23 (1), 35-58 (2009).
  10. McCluskey, L., Campbell, S., Anthony, D., Allan, S. M. Inflammatory responses in the rat brain in response to different methods of intra-cerebral administration. Journal of Neuroimmunology. 194 (1-2), 27-33 (2008).
  11. Thanou, M., Gedroyc, W. MRI-Guided Focused Ultrasound as a New Method of Drug Delivery. Journal of drug delivery. 2013, 616197(2013).
  12. Burgess, A., Hynynen, K. Noninvasive and targeted drug delivery to the brain using focused ultrasound. ACS Chemical Neuroscience. 4 (4), 519-526 (2013).
  13. Burgess, A., Shah, K., Hough, O., Hynynen, K. Focused ultrasound-mediated drug delivery through the blood-brain barrier. Expert Review of Neurotherapeutics. 15 (5), 477-491 (2015).
  14. Shin, J., et al. Focused ultrasound-mediated noninvasive blood-brain barrier modulation: preclinical examination of efficacy and safety in various sonication parameters. Neurosurgical Focus. 44 (2), 15(2018).
  15. Bing, C., et al. Characterization of different bubble formulations for blood-brain barrier opening using a focused ultrasound system with acoustic feedback control. Scientific Reports. 8 (1), 7986(2018).
  16. Hynynen, K., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F. A. Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits. Radiology. 220 (3), 640-646 (2001).
  17. Baseri, B., et al. Activation of signaling pathways following localized delivery of systemically administered neurotrophic factors across the blood-brain barrier using focused ultrasound and microbubbles. Physics in Medicine and Biology. 57 (7), 65-81 (2012).
  18. Rodríguez-Frutos, B., et al. Enhanced brain-derived neurotrophic factor delivery by ultrasound and microbubbles promotes white matter repair after stroke. Biomaterials. 100, 41-52 (2016).
  19. Karakatsani, M. E., et al. Amelioration of the nigrostriatal pathway facilitated by ultrasound-mediated neurotrophic delivery in early Parkinson's disease. Journal of Controlled Release. 303, 289-301 (2019).
  20. Lin, C. -Y., et al. Non-invasive, neuron-specific gene therapy by focused ultrasound-induced blood-brain barrier opening in Parkinson's disease mouse model. Journal of Controlled Release. 235, 72-81 (2016).
  21. Long, L., et al. Treatment of Parkinson's disease in rats by Nrf2 transfection using MRI-guided focused ultrasound delivery of nanomicrobubbles. Biochemical and Biophysical Research Communications. , (2016).
  22. Fan, C. -H., Lin, C. -Y., Liu, H. -L., Yeh, C. -K. Ultrasound targeted CNS gene delivery for Parkinson’s disease treatment. Journal of Controlled Release. 261, 246-262 (2017).
  23. Kinoshita, M., McDannold, N., Jolesz, F. A., Hynynen, K. Targeted delivery of antibodies through the blood-brain barrier by MRI-guided focused ultrasound. Biochemical and Biophysical Research Communications. 340 (4), 1085-1090 (2006).
  24. Todd, N., et al. Modulation of brain function by targeted delivery of GABA through the disrupted blood-brain barrier. Neuroimage. 189, 267-275 (2019).
  25. Nance, E., et al. Non-invasive delivery of stealth, brain-penetrating nanoparticles across the blood-brain barrier using MRI-guided focused ultrasound. Journal of Controlled Release. 189, 123-132 (2014).
  26. Mulik, R. S., et al. Localized delivery of low-density lipoprotein docosahexaenoic acid nanoparticles to the rat brain using focused ultrasound. Biomaterials. 83, 257-268 (2016).
  27. Lin, T., et al. Blood-Brain-Barrier-Penetrating Albumin Nanoparticles for Biomimetic Drug Delivery via Albumin-Binding Protein Pathways for Antiglioma Therapy. ACS Nano. 10 (11), 9999-10012 (2016).
  28. Timbie, K. F., et al. MR image-guided delivery of cisplatin-loaded brain-penetrating nanoparticles to invasive glioma with focused ultrasound. Journal of Controlled Release. 263, 120-131 (2017).
  29. Fan, C. -H., et al. SPIO-conjugated, doxorubicin-loaded microbubbles for concurrent MRI and focused-ultrasound enhanced brain-tumor drug delivery. Biomaterials. 34 (14), 3706-3715 (2013).
  30. Mainprize, T., et al. Blood-Brain Barrier Opening in Primary Brain Tumors with Non-invasive MR-Guided Focused Ultrasound: A Clinical Safety and Feasibility Study. Scientific Reports. 9 (1), 321(2019).
  31. Chen, K. -T., Wei, K. -C., Liu, H. -L. Theranostic Strategy of Focused Ultrasound Induced Blood-Brain Barrier Opening for CNS Disease Treatment. Frontiers in Pharmacology. 10, 86(2019).
  32. Lipsman, N., et al. Blood-brain barrier opening in Alzheimer’s disease using MR-guided focused ultrasound. Nature Communications. 9 (1), 2336(2018).
  33. Stewart, K., Schroeder, V. Compound Administration I. , JoVE. Cambridge, MA. Available from: https://www.jove.com/science-education/10198/compound-administration-i (2020).
  34. Liu, H. -L., et al. Magnetic resonance imaging enhanced by superparamagnetic iron oxide particles: usefulness for distinguishing between focused ultrasound-induced blood-brain barrier disruption and brain hemorrhage. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 29 (1), 31-38 (2009).
  35. Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable stereotaxic surgery in rodents. Journal of Visualized Experiments. (20), e880(2008).
  36. Marty, B., et al. Dynamic study of blood-brain barrier closure after its disruption using ultrasound: a quantitative analysis. Journal of Cerebral Blood Flow and Metabolism. 32 (10), 1948-1958 (2012).
  37. Alonso, A., Reinz, E., Fatar, M., Hennerici, M. G., Meairs, S. Clearance of albumin following ultrasound-induced blood-brain barrier opening is mediated by glial but not neuronal cells. Brain Research. 1411, 9-16 (2011).
  38. McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. Blood-brain barrier disruption and vascular damage induced by ultrasound bursts combined with microbubbles can be influenced by choice of anesthesia protocol. Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (8), 1259-1270 (2011).
  39. McDannold, N., Zhang, Y., Vykhodtseva, N. The Effects of Oxygen on Ultrasound-Induced Blood-Brain Barrier Disruption in Mice. Ultrasound in Medicine & Biology. 43 (2), 469-475 (2017).
  40. O'Reilly, M. A., Muller, A., Hynynen, K. Ultrasound insertion loss of rat parietal bone appears to be proportional to animal mass at submegahertz frequencies. Ultrasound in Medicine & Biology. 37 (11), 1930-1937 (2011).
  41. Abrahao, A., et al. First-in-human trial of blood-brain barrier opening in amyotrophic lateral sclerosis using MR-guided focused ultrasound. Nature Communications. 10 (1), 4373(2019).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Теги

Бенчтоп Подход к местоположению Конкретный барьер мозга крови Открытие с помощью целенаправленного ультразвука в крысиной модели
Связаться с нами
Порекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия использования

Политики

© 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.