Summary
Озвучивание микропузырьков является перспективной стратегией для абляции опухоли по сниженным усредненных по времени акустических полномочий, а также для адресной доставки терапии. Целью настоящего исследования является разработка низким коэффициентом заполнения ультразвукового пульсирующий стратегии и nanocarriers максимально нетеплового абляции микрососудистых и полезной нагрузки доставки подкожный С6 глиомы.
Abstract
Мы разрабатываем минимально-инвазивных контрастного вещества микропузырьков основаны терапевтические подходы, в которых пермеабилизации и / или удаление микроциркуляторного находятся под контролем различных ультразвуковых пульсирующих параметров. В частности, мы проводим тестирование ли такие подходы могут быть использованы для лечения злокачественных опухолей головного мозга через доставки лекарств и микрососудистых абляции. Предварительные исследования были проведены для определения целевых наркотиков подшипников наночастиц доставки может способствовать разрушению ультразвуковой опосредованный "составной" агентов доставки состоит из 100 нм поли (лактид-со-гликолида) (PLAGA) наночастиц, которые привязаны к альбумина обстреляли микропузырьков . Обозначим эти агенты, как микропузырьков-композитных наночастиц агентов (MNCAs). Когда ориентированы на подкожную С6 глиомы с помощью ультразвука, мы наблюдали немедленного 4,6-кратное увеличение наночастиц доставки в MNCA лечение опухолей более опухолей получавших микропузырьков одновременном применении с наночастицами и 8,5 раза больше по сравнению с необработанными опухолей. Кроме того, во многих случаях рак, мы считаем, может оказаться желательным для выполнения целевой доставки лекарств в сочетании с абляция опухолей микроциркуляции, что приведет к гипоксии опухоли и апоптоз. С этой целью мы проверили эффективность не-theramal кавитации вызванных абляции микрососудистых, показывая, что такой подход вызывает снижение перфузии опухоли, апоптоз, значительное торможение роста и некроз. Взятые вместе, эти результаты показывают, что наши ультразвука целевой подход имеет потенциал для увеличения терапевтической эффективности путем создания некроза опухоли через микрососудистых абляции и / или одновременно повышение наркотиков полезной нагрузки в глиом.
Protocol
1. Производство микропузырьков
- Для подготовки альбумина микропузырьков (МБ), место 1% раствора сывороточного альбумина в физиологическом растворе в колбу с одеялом газа (октафторпропана) выше водной фазе. Кратко разрушать ультразвуком решение (30 сек) с ультразвуковой дезинтегратор оснащен расширенной ½ "титана зондом. Эта формулировка аналогична Optison (GE Heathcare), который содержится в диапазоне концентраций 0,5-1.2 х 10 9 МБ / мл. Определить среднее МБ диаметра с Multisizer Coulter Counter. альбумина диаметром МБ означает использованные в этом исследовании был 1.93um ± 1.63um.
- Для изготовления липидных МБ, готовят водную дисперсию 1 мг / мл полиэтиленгликоль-40 стеарат (Sigma Chemical Co, Сент-Луис, Миссури) и 2 мг / мл distearoyl фосфатидилхолина (Avanti полярных липидов, алебастр, А. Л.) и sonciate как ранее описывается (1.1) с decafluorobutane газа. Определить среднее Мб диаметром Счетчик Multisizer Коултер. Средний диаметр липидных МБ использованные в этом исследовании был 2.01um ± 1.29um.
2. Изготовление наночастиц
- Эти методы были адаптированы из воды в масло-в-воде растворителя техники испарения описывается Davda (2002) и Chappell (2008).
- Подготовка 2% поли (виниловый спирт) ПВА решение, растворив 20 г поливинилового спирта в 1000 мл деионизированной (DI) воде. Разрешить решение полностью растворяются мешалки в одночасье. Центрифуга решения при 1000 оборотов в минуту в течение 10 минут и фильтр с 0.22μm стерильный фильтр, чтобы удалить остатки нерастворенных ПВА.
- Для изготовления бычьего сывороточного альбумина (БСА), загружаемые поли (молочной-со-гликолевой кислоты) (PLAGA) наночастиц (НЧ), растворить 180 мг в раскрытый 85:15 PLAGA в 6 мл метиленхлорида (МК) в флаконе сцинтилляционных стекла. Vortex MC / PLAGA решение в течение 2 минут.
- Растворите желаемого полезного груза (15 мг BSA) в 1,5 мл PBS. Добавить PBS / BSA решение на две части, чтобы PLAGA / MC решение с прерывистым вортексе. Место решения на льду в течение 5 минут и разрушать ультразвуком при 45 Вт в течение 120 секунд.
- Добавить MC / PLAGA / полезный / PBS решение 24ml 2% ПВА, в два приема с промежуточной вортексе.
- Размещение решение на льду в течение 5 минут и разрушать ультразвуком при 45 Вт для 120.
- Движение NP эмульсии в течение 12 часов на мешалки в вытяжной шкаф должен испариться МК и НП стабилизации.
- Центрифуга суспензия для 25 минут со скоростью 20000 оборотов в минуту при температуре 4 ° С в два раза, чтобы изолировать парков и удаления остатков ПВА. Ресуспендируют гранул в 8 мл Д. И. водой и центрифуги в течение 10 минут при 1000 RMP при 4 ° С до 100 нм изолировать население АПЛ.
- Изолировать супернатант и флэш заморозить при -80 ° C. Lyophilize замороженных образцов в течение 48 часов. Магазин лиофилизированный частиц в эксикаторе при температуре -80 ° C до времени использования.
3. Композитный Изготовление автомобиля доставки (Протокол Адаптировано из VisEn Notes химии)
- Преобразование VivoTag680 к карбокси функциональность поверхности
- Комбинат один флакон VivoTag680 с 50 мкл 1,0 М HEPES, рН 7 и ангидрида янтарной кислоты (2,5 мг, 25 мкмоль) в 25 мкл ДМСО. Добавить 50 мкл 1,0 М NaOH к этому решению, тщательно перемешать; решение позволит реагировать в течение 2 часов при комнатной температуре в защищенном от света месте. Purify частиц с помощью Bio-Rad биогеля (P100, средний), элюируя 0,1 М MES буфером, рН 6,0. Сбор зеленой полосы.
- Активация карбокси-модифицированный VivoTag680
- Комбинат карбокси-модифицированный VivoTag680, полученные в 0,1 М MES буфере, рН 6, с 1 мг 1-этил-3-(3-диметиламинопропил)-карбодиимида (EDC) и 2,2 мг N-hydroxysulfosuccinimide (сульфо-NHS). Разрешить реагировать в течение 2 ч при комнатной температуре.
- Purify активированных частиц от избыточного агента активации (EDC) с использованием гель-фильтрации Bio-Rad биогеля (P100, средний), элюируя 0,1 М MES буфером, рН 6,0 и сбор зеленой полосы. Сразу сопряженных активированных частиц в амин-содержащих молекул (например, BSA загружены наночастиц). Разрешить решение реагировать в течение 2 часов при комнатной температуре. Амин сопряженных НЧ очищали от избытка EDC центрифугированием при 20000 оборотов в минуту для 60 мин при 4 ° С, слива супернатант после центрифугирования и ресуспендирования в 0,1 буфере MES.
- Остановите здесь, чтобы изготовить VivoTag680 меткой наночастиц для доставки лекарств исследований.
- Сопряжение карбокси-модифицированный PLGA-БСА-VivoTag680 Наночастицы (NP680) для Альбумин микропузырьков
- Комбинат NP680, полученные в 0,1 М MES буфере, рН 6 с 1 мг 1-этил-3-(3 диметиламинопропил)-карбодиимида (EDC) и 2,2 мг N-гидрокси-sulfosuccinimide (сульфо-NHS). Разрешить решение реагировать в течение 1 часа при комнатной температуре.
- Purify активированный наночастиц от избытка EDC центрифугированием при 20000 оборотов в минуту для 60 мин при 4 ° С, слива супернатант после центрифугирования. Ресуспендируют наночастиц в 0,1 буфере MES.
- Вымойте альбумина МБ три раза в дегазированной PBS для удаления избытка BSA из раствора.
- Сразу сопряженных активированных частиц в амин-содержащих молекул (например, альбумин микропузырьков). Разрешить NP680 решение реагировать в течение 2 часов при комнатной температуре. Purify NP680 сопряженных микропузырьков (MNCA) из несвязанного NP680s промывкой три раза с дегазированной PBS.
- Определить концентрацию MNCAs использованием счетчика Coulter.
4. Опухоли модели
Все эксперименты на животных, были в соответствии с протоколом животных утвержденным университета Вирджинии уходу и использованию животных комитета.
- C6 Giloma крысы опухоли клеточная линия была предоставлена Доктор Джейсон Шихан от UVA (Charlottesville, Вирджиния).
- Клетки линии был проверен на клетки микоплазмы бесплатно.
- Поддержание клеточной линии в F-12K питательной смеси дополнена с 16% лошадиной сыворотки, 3% эмбриональной телячьей сыворотки (FBS) и 1% Пен-стрептококками, (Gibco, США) при 37 ° С и 5% СО 2.
- Привить C57BLJ6/Rag1 мышей (Джексон) с 3-х 10 6 C6 Giloma опухолевых клеток, взвешенных в 300 мкл PBS подкожно в левой задней конечности. Разрешить опухоли расти в течение 12 дней, чтобы достичь максимального диаметра 8-10мм.
5. В применения ультразвука Vivo
- Обезболить мышей внутрибрюшинно (IP), комбинация инъекции кетамина гидрохлорид (60 мг / кг массы тела) и ксилазина (0,1 мг / кг массы тела) до начала лечения.
- Подготовка содержание анестетика кетамина гидрохлорид (20 мг / кг массы тела) и ксилазина (0,3 мг / кг массы тела). Администрирование по мере необходимости.
- Иглу хвостовую вену каждого животного для внутривенного (IV) администрации МБ, МБ / NP или MNCA решение.
- Опухоль измерения перфузии
- IV влить раствор липидных МБ (1x10 8 МБ / г массы тела в 0,3 мл 0,9% раствора) в размере 15μl/min с непрерывной инфузии насосом (Harvard Аппарат PHD 2000 года; Гарвардского Аппарат, Холлистон, MA).
- Acuson Sequoia 512 УЗИ системы (Siemens Medical Solutions, Маунтин-Вью, штат Калифорния), оснащенный 8 13 МГц линейный 15L8 зонд была использована в данном исследовании количественно отличие расширенной перфузии опухоли. Пару 15L8 зонд для опухоли с водной основе ультразвуковой гель (Паркер Лаборатории Aquasonic 100; Паркер Laboratories, Inc, Fairfield, NJ). Сканирование опухоли в B-режиме, чтобы получить лучшее изображение плоскости.
- В отличие от последовательности импульсов (CPS) режиме, приобретать непрерывной записи видео микропузырьков интенсивность сигнала 5 секунд до и 20 следующим, большой амплитуды "всплеска" импульса на частоту кадров 13Hz. Повторите измерения в четырех плоскостях изображений.
- Подождите десять минут, чтобы наполнить альбумина МБ и начать терапевтическое лечение низкой частоты, чтобы липидных МБ очистить от оборота.
- Терапевтическое лечение Ультразвуковое
- Десять минут после измерения перфузии опухоли (5,3) пару 0,75''диаметром 1 МГц не сфокусировано преобразователя (A314S; Panametrics, Waltham, MA), чтобы кожа над флангом опухоли. IV влить альбумина МБ (1 x10 5 МБ / г веса тела в 0,3 мл 0,9% раствора), МБ / Н.П. (1 x10 5 МБ / г и 0,2 НП мкг / г веса тела в 0,3 мл 0,9% раствора) или MNCA раствор (1 x10 5 MNCAs / г веса тела в 0,3 мл 0,9% раствора).
- Лечение доставки лекарств
- Insonate за шестьдесят минут "1-съемки" импульсной последовательности (5.4.2.2) в течение непрерывной инфузии NPS, совместное введение МБ и национальных парков, или MNCAs (5.4.1).
- "1-съемки" пульсирующий последовательность состоит из 100 последовательных 1 МГц синусоид (ПВ = 0,00002), каждый из 1В пик-пик амплитудой от сигнала генератора (AFG-310, Tektronix, Inc, Beaverton, OR). Усиление сигнала сигнала на 55 дБ РФ с усилителем мощности (ENI 3100LA; электронной навигации Industries, Ричардсон, штат Техас).
- Лечение падеже
- Идентично 5.4.2.1, однако insonate с "5-съемки и среднего" или "5-Серия - Extended" пульсирующей последовательности
- "5-съемки-Medium" пульсирующий последовательность состоит из 5000 1 синусоиды МГц (ПВ = 0,005) каждая из 1В пик-пик амплитуды. "5-съемки-Exteneded" пульсирующий последовательность состоит из 10000 1 синусоиды МГц (ПВ = 0,01) каждая из 1В пик-пик амплитуды.
- Во время хода эксперимента мониторинг температуры опухоли, вводя иглу термопарой (Омега Т-типа, HYP1-30-1/2-TG-60-SMPW-M) 2 см в опухоль. Запись измерений температуры каждые пять минут.
- Повторите измерения перфузии опухоли, как описано в 5,3 десять минут после терапевтического лечения.
6. Опухоль Количественное перфузии
- Использование CPS программы Sequoia, введите ACQ режиме. Выберите йэлектронной область интереса охватывает весь объем опухоли. Кривые восстановления перфузии будет сгенерирован вида у = (1 - е-βt) + C (Sadlowski 2002 года; Chromas 2001 года; Yeh 2004), которые пригодны для CPS данных. Оценка β, относительный показатель красного скорости кровяных клеток, предварительной обработки и после лечения.
- Экспорт CPS файлы для обработки и анализа. Преобразование данных в файлы AVI. Перерыв AVI файлов в кадр за кадром последовательности изображений. Использование Compaq Visual FORTAN или аналогичный пакет программного обеспечения, генерировать время усредненный образ всех кадров из разрушительных импульсов до 8 секунд после разрушительных импульсов.
- Для определения перфузии опухоли участков, с использованием программного обеспечения ImageJ, применить порог 247 до 8-укус время усредненный образ CPS и количественного расширения процентов пикселов в пределах объема опухоли. Наложение соответствующих В-режиме изображение со временем усредненная thresholded изображение точно определить опухоль области.
- Средний процент перфузии область для менее четырех CPS клипы для получения окончательного перфузии области в данный момент времени для конкретной опухоли.
- Возьмите продукт процентов перфузии области (6,4) и β (0,1), чтобы определить относительную опухоли кровотока.
7. Наночастиц в опухоли биораспределения
- Двенадцать дней до начала лечения с флуоресцентно меченных НП место мышей на диете alfasprot (Харлан, Индианаполис IN), чтобы уменьшить аутофлюоресценция вызваны обычной мыши чау, когда изображения.
- Бритье изображение сайта (фланга на печень), чтобы удалить все волосы.
- Удалите остатки волос удаление волос химическим агентом, таким как Наир.
- Промыть всех остаточных удаления волос химическим или химический ожог может произойти.
- Изображение мыши в системе FMT (VisEn Medical) до лечения и 0, 1, 4 и 24 часа после лечения, как описано в 5.4.2.
- До изображений обезболить мышей с IP-инъекция комбинации кетамина гидрохлорид (60 мг / кг массы тела) и ксилазина (0,1 мг / кг массы тела). Наведите на картридже изображений. Приобретать отражения изображения в белом свете и флуоресцентные режимы. Провести флуоресцентные томографических изображений в VT680 канала.
- Применять FMT программного обеспечения для создания 3D-реконструкций изображений данных с использованием нормированного Родился уравнения. После реконструкции, выберите объемы интерес (ВОИ), путем рисования области интереса (ROI в) во всех 3-плоскостей воспроизведения (X, Y, Z). Означает флуоресцентные значение и общий объем ВОИ и флуорохромом концентрации, в связи с флуоресцентной меткой BSA НП, будут созданы для VOI в охватывающая ног и печени.
8. Опухоль темпы роста
- Оценка объема опухоли путем принятия ежедневных измерений с использованием цифровых калибров. Рассчитать опухоли тома с использованием эллипсоида приближение, V = 1 / 6 π ABC. Где, б, в и с являются максимальным диаметром опухоли измеряется в трех ортогональных плоскостях.
9. Опухоль обработка и анализ
- Семь дней после лечения животных усыпить. Иглу левого желудочка и обескровить крови с 10 мл 2% гепаринизированной Трис CaCl 2 буфера (0,68 ммоль) перфузии, а затем 10 мл Трис CaCl 2 буфера (0,68 ммоль), каждый в течение 10 минут при 100 мм рт.
- Перфузии, исправить ткани с вливанием 4% параформальдегида в ФСБ (4 ° С) в течение 10 минут при 100 мм рт. Разрешить образец исправить в течение 60 минут.
- Акцизный образцов, вставлять в парафин, и разрезать на 5-микронной разделов.
- Выполните стандартное гематоксилин-эозином окрашивания для оценки гистологических изменений, которые могли произойти в результате ультразвукового воздействия.
- Для обнаружения апоптоза клеток, использование терминала deoxynucleotidyl трансферазы опосредованной дезоксиуридина трифосфат ник конце маркировки (TUNEL) анализ (ApoptTag комплект, Intergen Ко, Норкросс, Джорджия, США).
10. Представитель Результаты
1. Изготовление наночастиц (2,0)
- Если этого протокола предварительно правильно НП будет сферическую форму, как это определено сканирующей электронной микроскопии (SEM), и имеют распределение Гаусса около 100 нм, как это определено свет методов рассеяния. Представитель результаты представлены на рисунке 1.
2. Целевые Drug Delivery (5.4.1)
- На основе опубликованных данных исследований, проведенных в нашей лаборатории (Песня 2002 года, Chappell 2008) и неопубликованные результаты представляют на рисунке 2, ультразвуковой микропузырьков разрушение влечет расширение доставки наночастиц внутрисосудистого к опухолевой ткани. Мы также показали, что наши MNCA доставка техники приводит к повышенной доставки наночастиц сразу после лечения.
3. Опухоль абляция (5.4.3)
- Мы показали, что длительное ультразвуковое микропузырьков уничтожения, при относительно низких рабочих циклов (0,005-0,01), приводит к механической абляцииОпухоль микрососудов и регрессия опухолевого роста. Если этого протокола выполнены должным образом, следует ожидать изменений в (я) скорость роста опухоли (рис. 3), (II) опухоли гемодинамики (рис. 4), (III) некротических области, и (IV) апоптоза.
Рисунок 1. Характеристика PLAGA наночастиц подшипников BSA. (А) SEM изображение правильно изготовленный наночастиц. (B) SEM изображение неправильно сфабрикованы наночастиц.
Рисунок 2. () Флуоресценция-опосредованной томографии (FMT) изображения ультразвука лечение (вверху) и контроль лечения (внизу) подкожной глиомы сразу после лечения MNCAs, где наночастиц (НЧ) приносят 680 сигналов флуоресценции накладываются на оттенки серого плоского Изображение возбуждающего света.
Рисунок 3. Представителю раз изменения в опухолевых роста после озвучивания микропузырьков с пятью-всплесков расширенные пульсирующие протокола.
Рисунок 4. B-Mode (А, С) и контрастным усилением ультразвуковое исследование (B, D) изображения подкожных С6 глиомы опухоль в мышь. В исходном изображении предварительной обработки () граница основном гипоэхогенные опухоли был проложен в синий цвет. Время среднем повышение после внутривенного введения контрастного вещества показано в (Б) предварительной обработки. После лечения, прежде чем отличие инъекции, опухоль снова основном гипоэхогенные (D). После инъекции контраста, есть значительно меньше, повышение в опухоли.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Критические Шаги
Катетеризация мыши хвостовую вену:
Внутривенные инъекции в хвостовую вену мыши может быть сложной процедурой. Тем не менее, хвостовую вену катетер может значительно повысить вероятность успешного инъекций. Для того, чтобы катетер, неоднократно изгиб вперед и назад, 25 иглы, пока он распадается из центра. Вставьте тупой конец в конец PE 20 труб и уплотнения связи с клеем кремния. Для подготовки катетер для катетеризации, присоедините шприц загружается с 1% растворе до гепаринизированной Катер и настаивать жидкости в мертвое пространство из катетера. Позиция наркозом мыши на его сторону, чтобы боковые вены хвоста в поле зрения. Dilate хвост с теплой водой (105 ° - 110 ° F). Вставьте иглу в вену. В случае успеха крови, как правило, ввести катетер. Убедитесь, что игла находится в вене, очищая вены с небольшим количеством физиологического раствора. Безопасные катетера в месте с лентой перед присоединением шприца инфузионного насоса.
Наночастиц ресуспендирования:
Наночастицы могут совокупности следующих лиофилизации. Ресуспендируют частиц в PBS, неоднократно вихря и разрушать ультразвуком кратко (10 сек) в звуковом водяную баню. Очень важно правильно ресуспендирования лиофилизированного образца. Охарактеризовать подвеска с SEM микроскопии и методов светорассеяния следующие лиофилизации и ресуспендирования.
Возможные Модификации:
С точки зрения настройки протокола наночастиц изготовления, BSA является суррогатной наркотиков и могут быть заменены на множество терапевтических агентов. В зависимости от растворимости терапевтического агента, наночастицы могут быть изготовлены как масло-в-воде или в виде масляно-водно-нефтяной эмульсии. Погрузка эффективности и выпуск терапевтического средства от PLAGA НП, также может быть отрегулирован значительно желанию. Для увеличения загрузки эффективность, увеличить вес / вес загрузки наркотиков у носителей полимера через оптимизацию NP параметры производства. Чтобы адаптировать скорость высвобождения терапевтического агента, изменяются скорость гидролиза постоянным путем изменения молекулярной массы и молочная / гликолевая отношение PLAGA. По talioring как эффективность загрузки и скорость высвобождения терапевтического агента, в и из PLAGA НП, желаемый локальной концентрации могут быть доставлены в ткани. С точки зрения настройки протокола доставки, наиболее важными факторами являются степень ультразвукового разрушения MNCA и микрососудистых пермеабилизации. Было сообщено, что альбумин обстреляли микропузырьков имеют период полураспада 1,3 ± 0,69 минут (среднее ± SD) (Optison 2008). Мы предполагаем, что непрерывной инфузии агента и длительном применении ультразвуковых увеличит степень пермеабилизации микрососудов. При увеличении времени обработки, мы стремимся повысить временно пермеабилизации микроциркуляторного русла.
Нетеплового механических протокол абляции может быть скорректирована путем изменения концентрации МБ или давления ультразвуковой пик. Ожидается, что увеличение концентрации БМ и / или давления ультразвуковой пик увеличения степени повреждения сосудистую сеть опухоли.
Области применения:
Мы разрабатываем методы снижения акустической мощности, потребляемой транскраниальная высокоинтенсивного сфокусированного ультразвука (HIFU) для достижения желаемого терапевтического эффекта.
В частности, из-за осложнений, связанных с лечением через череп и важность окружающие ткани, тепловой абляции тканей опухоли с высокой интенсивностью сфокусированного ультразвука (HIFU) до сих пор не достигнуто широкое применение в качестве терапевтического вариант для рака мозга. Предварительные выводы из первых трех пациентов клинические поезд показали глубокие мозга HIFU лечения на суб-абляционного координационного температурах приводит черепных отопления (McDannold 2009). Ключ к успеху HIFU в качестве клинического лечения для транскраниальной лечения опухолей головного мозга является способность локализовать доставки акустической энергии, чтобы хорошо очерченные области. Способность обеспечить акустической энергии осложняется кости или воздуха интерфейсов, таких как череп и предыдущих хирургических резекций, которые генерируют фазы и мощность аберрации, ультразвуковую энергию, ослабляется пути распространения (Тантер 1998). Эти аберрации зачастую приводят к предварительно координационного отопления (McDonnald 2009) и кавитации в здоровых тканях.
За последние несколько лет использование микропузырьков снизить акустическую мощность для целевой, обратимые нарушения BBB и опухолевых абляции имеет большой интерес исследования (Hynynen 2001 года Sheikov 2004 года McDannold 2006a; 2006b, Meairs 2005). McDannold и соавт. (2006a) показали, что внутрисосудистого введения микропузырьков на время лечения HIFU привело к сокращению 91% вусредненных по времени акустических пороговой мощности механических повреждений по сравнению с контролем, в которых не микропузырьков присутствовали, демонстрируя потенциал для создания поражения со снижением высоты температуры. Снижение тепловой порог поражения образования в свою очередь, снижает вероятность накопления тепла в нерабочее ткани цели или кости. Кроме того, было показано, что внутривенное введение микропузырьков во время ультразвукового лечения приводит к переходным, локализован, BBB открытия с полномочиями, примерно на два порядка величины ниже, чем те, которые требуются для поражения образования.
Это цель этой работы по развитию ультразвука микропузырьков методы обеих нижних акустической мощности, потребляемой транскраниальная HIFU и контролировать степень микрососудистых пермеабилизации. Двух конкретных терапевтических целей этой работы в мозге адресной доставки лекарств и нетеплового абляции. Относительные уровни повышенной проницаемости и постоянных абляции можно управлять, регулируя акустических уровней мощности в зависимости от того, акцент делается на улучшение доставки лекарственных средств, постоянные микрососудистых абляция, или комбинация доставки лекарственных средств и постоянное удаление капилляров. Эта потенциальная возможность контролировать как микрососудов реагировать создает возможности для развития различных перестановок нашей стратегии лечения для конкретных транскраниальная терапевтического применения. Мы считаем, что такой подход имеет потенциал, чтобы резко изменить то, как опухоли мозга лечатся.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов объявлены.
Acknowledgments
Поддержка НИЗ R01 HL74082, Хартвелл Фонда, а Фонд ориентированные ультразвуковой хирургии.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| ApoptTag kit | Intergen Co. | S7110 | |
| un-capped 85:15 poly(lactic-co-glycolic acid) (PLAGA) | Lakeshore Biomaterials | Custom | |
| Vivo Tag 680 | VisEn Medical | 10120 | Used to Tag BSA |
| Poly(vinyl alcohol) | Sigma-Aldrich | 363136 | |
| MicroTip Sonicator | Misonix | S-4000 | |
| Sequoia | Simons Medical | P.O.A | Equipped with CPS |
| FreeZone 2.5 | Labconco Corp. | 7670020 | Equipped with Nitrogen Trap |
| Methylene chloride (CH2Cl2) | Fisher Scientific | D37-500 | |
| FMT 250 | VisEn Medical | P.O.A | |
| F-12K Nutrient Mixture | GIBCO, by Life Technologies | 21127-022 | |
| polyethyleneglycol-40 stearate | Sigma-Aldrich | 9004-99-3 | |
| distearoyl phosphatidylcholine | Avanti Polar Lipid, Inc | 770365 | |
| Multisizer Coulter Counter | Beckman Coulter Inc. | P.O.A | |
| Waveform Generator | Tektronix, Inc. | AFG-310 | |
| water-based ultrasound gel | Parker Laboratories Inc. | Aquasonic 100 | |
| Infusion pump | Harvard Apparatus | Harvard Apparatus PHD 2000 | |
| 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide (EDC) | Pierce, Thermo Scientific | 25952-53-8 | |
| N-hydroxysulfosuccinimide (Sulfo-NHS) | Pierce, Thermo Scientific | 106627-54-7 | |
| Succinic anhydride | Sigma-Aldrich | 603902 | |
| Power Amplifier | Electronic Navigation Industries | ENI 3100LA | |
| Needle Thermocouple Probe | Omega Engineering, Inc. | HYP1-30-1/2-T-G-60-SMPW-M | |
| BioGel (P100, medium) | Bio-Rad | 150-4170 | |
| .75’’ diameter 1 MHz unfocused transducer | Panametrics | A314S |
References
- Chappell, J., Song, J., Burke, C., Klibanov, A., Price, R. Targeted delivery of nanoparticles bearing fibroblast growth factor-2 by ultrasonic microbubble destruction for therapeutic arteriogenesis. Small. 10, 1769-1777 (2008).
- Chomas, J. E., Pollard, R., Wisner, E., Ferrara, K. Subharmonic Phase-Inversion for Tumor Perfusion Estimation. IEEE. 2, 1713-1716 (2001).
- Davda, J., Labhasetwar, V. Characterization of nanoparticle uptake by endothelial cells. Int J Pharm. 233, 51-51 (2002).
- Hynynen, K., McDannolod, N. Noninvasive MR imaging-guided focal opening of the blood-brain barrier in rabbits. Radiology. 220, 640-646 (2001).
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Microbubble contrast agent with focused ultrasound to create brain lesions at low power levesl: MR imaging and histological study in rabbits. Radiology. 241, 95-106 Forthcoming.
- McDannold, N., Vykhodtseva, N., Hynynen, K. Targeted disruption of the blood-brain barrier with focused ultrasound: Association with cavitation activity. Phys Med Biol. 51, 793-807 Forthcoming.
- McDannold, N., Clement, G. T., Black, P., Jolesz, F., Hynynen, K. Transcranial magnetic resonance imaging- guided focused ultrasound surgery of brain tumors: initial findings in 3 patients. Neurosurgery. 66, 323-332 (2009).
- Meairs, S., Alonso, A. Ultrasound microbubblesand the blood brain barrier. Progr Biophys Mol Biol. 93, 354-362 (2007).
- Optison, products insert. , Food and Drug Administration. (2009).
- Sadlowskie, A., Chromas, J., Pollard, R., Bloch, S., Griffey, S., Wisner, W., Ferrara, K. W. Mean Flow Rate and Intergrated Perfusion Estimates Obtained with Contrast-Assisted Ultrasound. IEEE Ultrasonics Symposium. , 1977-1980 (2002).
- Song, J., Chappell, J. C., Qi, M., VanGieson, E. J., Kaul, S., Price, R. J. Influence of injection site, microvascular pressure and ultrasound variables on microbubble-mediated delivery of microspheres to muscle. J Am Coll. Cardiol. 39, 726-731 (2002).
- Sheikov, N., McDannold, N., Vykhodtseva, N., Jolesz, F., Hynynen, K. Cellular mechanisms of blood-brain barrier opeing induced by ultrasound in the presences of microbubbles. Ultrasound Med. Biol. 30, 979-989 (2004).
- Tanter, J., Fink, M. Focusing and steering through absorbing and aberrating layers: Application to ultrasonic propagation through the skull. J Acoust Soc Am. 103, 2403-2410 (1998).
- Yeh, C. K., Kruse, D. E., Lim, M. C., Redline, D. E., Ferrara, K. W. A New High Frequency Destruction/Reperfusion System. IEEE. 1, 433-436 (2003).
