Пространственные измерения перфузии, интерстициальный давления жидкости и Липосомы Накопление в солидных опухолях

Общая цель этого эксперимента состоит в том, чтобы связать внутриопухолевое накопление нотерапевтики со свойствами опухолевого микроокружения, включая микроциркуляцию опухоли и повышенное давление интерстициальной жидкости, или ВЛТ. Этот метод позволяет ответить на важные вопросы о наномедицине. Например, что движет гетерогенным поглощением наночастиц внутри опухоли?

Основное преимущество этой методики заключается в том, что она позволяет проводить колокализованное пространственное картирование свойств опухолевого микроокружения и внутриопухолевого распределения наночастиц. После подтверждения соответствующего уровня анестезии топенге нанесите мазь на глаза мыши и обмотайте конечности животного в положении лежа на тонкой пластиковой доске. Затем вставьте специальный катетер 27-го калибра, соединенный с 20-сантиметровым куском трубки PE10, в боковую хвостовую вену и закрепите трубку несколькими кусками ленты.

Теперь наполните один миллилитровый шприц не менее чем 200 микролитрами липосом, полученных методом компьютерной томографии или КТ, и один одномиллионный шприц не менее чем 150 микролитрами свободного йогексола в соотношении 9:1 по объему, смешанного с физиологическим раствором. Поместите липосомальный шприц КТ в шприцевой насос и присоедините катетер к шприцу, установив скорость помпы 600 микролитров в минуту, что эквивалентно 10 микролитрам в секунду. Затем поместите мышь на ложе микрокомпьютерного томографа и с помощью лазерной системы позиционирования отрегулируйте опухоль так, чтобы она была примерно в одной и той же ориентации при каждом сканировании.

Используя программное обеспечение консоли компьютерного томографа для каждого интересующего вас протокола визуализации, выберите яркий темный из выпадающего меню и нажмите кнопку сканирования, чтобы начать калибровку и инициализировать систему. Чтобы получить объемную анатомическую микрокомпьютерную томографию опухоли перед введением контрастного вещества, сначала проверьте индикатор программного обеспечения консоли компьютерного томографа, чтобы убедиться, что защитные блокировки компьютерного томографа были сняты. Затем выберите скан, который использует энергию рентгеновского излучения 80 киловольт, ток трубки 70 миллиампер и захватывает 1000 проекций изображения.

Затем запустите сканирование. Когда сканирование будет завершено, настройте насос на впрыск примерно 150 микролитров раствора липосомы и нажмите кнопку запуска, чтобы ввести болюс липосом КТ в концентрации 55 миллиграммов йода на миллилитр раствора. Вручную промойте катетер 50 микролитрами физиологического раствора, чтобы убедиться, что было введено все количество липосомального агента и что катетер очищен.

Через 10 минут проведите повторное анатомическое сканирование опухоли, как показано только что на рисунке. Чтобы выполнить DCE-CT, поместите шприц со свободным раствором йогексола в шприцевой насос и настройте насос на впрыскивание 100 микролитров йогексола с той же скоростью впрыска. Эти объемы инъекций превышают норму в 200 микролитров, но животные находятся под наблюдением во время выздоровления и никаких побочных эффектов не наблюдалось.

Затем на консоли компьютерного томографа выберите пятиминутное динамическое сканирование с использованием рентгеновской энергии 80 киловольт и тока трубки 90 миллиампер, как только что продемонстрировано, которое захватывает 416 проекций изображения каждую секунду в течение первых 30 секунд, а затем 416 проекций изображения каждые 10 секунд. Захватите данные DCE-CT за пять секунд, а затем запустите насос впрыска. В конце сканирования проведите третью объемную анатомическую микрокомпьютерную томографию.

Через 48-70 часов сделайте анатомические КТ-изображения липосом, используя те же объемные настройки, которые только что были продемонстрированы. Чтобы измерить ИЧ, прикрепите животное к роботизированной платформе КТ ИНТЕРН таким образом, чтобы опухоль была иммобилизована и доступна для роботизированной системы КТ ИНТЕРН. Получите анатомическую микрокомпьютерную томографию, как показано только что на рисунке.

Затем загрузите данные перед введением иглы в программное обеспечение для выравнивания робота CT IFP и отрегулируйте окно и уровень для визуализации опухоли. Нажмите на край опухоли на любом изображении, после чего выберите второе расположение края на соседней стороне опухоли. Программное обеспечение рассчитает ряд позиций вдоль линейной линии между двумя точками.

Затем выберите координаты X, Y и Z для серии из пяти-восьми равномерно расположенных позиций из списка. Далее промойте иглу системы ИНТЕРН физиологическим раствором гепарина и введите первые заданные положения игл в координатные окна X, Y, Z программного обеспечения для управления роботом ИНД КТ. Нажмите кнопку «Вперед», чтобы переместить робота в нужное место.

Затем для каждого положения иглы по очереди нажмите кнопку вставки иглы, чтобы ввести иглу в ткань. Сожмите и отпустите трубку PE20, чтобы убедиться в хорошем взаимодействии жидкости между иглой IFP и тканью, и наблюдайте, как измерение IFP увеличивается и возвращается к значению до защемления в программном обеспечении для сбора IFP. Наконец, проведите анатомическую компьютерную томографию со вставленной иглой, нажав кнопку втягивания иглы в конце сканирования, чтобы извлечь иглу из ткани.

Выбор области интереса в опухоли дает кривую времени/интенсивности, которая может быть использована для получения количественных оценок выбранных гемодинамических параметров в опухоли. Сегментация объема опухоли на несколько областей интереса одинакового размера позволяет количественно оценить пространственное распределение этих параметров в объеме опухоли. Также можно наблюдать биораспределение липосом КТ через 48 часов после инъекции.

Как указано, агент все еще циркулирует в сосудистой системе, при этом значительное поглощение наблюдается в селезенке и печени. Внутриопухолевое накопление этих липосом, полученных методом КТ, неоднородно с преобладанием периферического накопления по сравнению с центром опухолевой ткани. Игла может быть четко идентифицирована с помощью микрокомпьютерной томографии с высоким разрешением, что позволяет пространственно локализовать измерения IFP в объеме опухоли.

Пространственно колокализованное измерение обильности и объемной доли плазмы демонстрирует значимую корреляцию с внутриопухолевым накоплением липосом КТ в подкожных опухолях. Кроме того, радиальное распределение IFP коррелирует с другими гемодинамическими измерениями, что свидетельствует о сложной пространственно-временной связи между микроциркуляцией опухоли, IFP и внутриопухолевым накоплением липосом. Во время этой процедуры важно закрепить животное на ложе сканера, обеспечив минимальное движение опухоли между измерениями ИНТЕРН

Последствия этой работы распространяются на разработку новых методов лечения. Транспортировка наночастиц является ключевым первым шагом в создании эффективных терапевтических средств на основе наномедицины. После просмотра этого видео у вас должно быть хорошее представление о том, как пространственно картировать давление внутритканевой жидкости опухоли, микроциркуляцию опухоли и распределение наночастиц.