Manyetik Hipertermi ve Pothototermal Kombinasyon Kanser Tedavisi için Manyetik, Akustik ve Optik-Üçlü Duyarlı Mikrobubbles

Bu protokol, kanser tedavisinde nanotıp sonrası iletimi ve nanopartiküllerin anti-kanser etkinliklerini geliştirmek için büyük umut vaat ediyor. Bu teknik, nanotıbbın kontrolü ve hedefli iletimi için manyetik, akustik ve optik tepkileri tek bir notherapeutic platformda sinerji oluşturur ve fototermal ve manyetik hipertermi tedavisinin kombinasyonunu kolaylaştırır. Prosedürü göstermek, laboratuvarımdan manyetik hipertermi ve fototermal kombinasyon kanser tedavisi için manyetik, akustik ve optik üçlü duyarlı mikro kabarcıklar olan Siyu Wang olacak.

Nanopartikül kabuklu mikro kabarcık oluşumu için, mililitre başına 10 miligramlık bir stok çözeltisi oluşturmak için manyetik demir oksit nanoparçacıklarını deiyonize suda eşit şekilde dağıtın ve nanoparçacık çözeltisini 20 dakika boyunca ultrasonik bir temizleme makinesine yükleyin. Sonikasyonun sonunda, 1.5 mililitrelik bir santrifüj tüpüne 150 mikrolitre deiyonize su, 150 mikrolitre 10 milimolar sodyum dodesil sülfat ve 400 mikrolitre sonikasyonlu demir oksit nanopartikül çözeltisi ekleyin. Daha sonra, bir buz banyosuna iskele ile bir homojenizatör sabitleyin ve nanopartikül çözeltisini buz banyosuna yerleştirin.

Homojenizatör probunu nanopartikül çözeltisine daldırın ve süspansiyonu dakikada 20.000 devirde üç dakika homojenize edin. Homojenizasyonun sonunda, nanopartikül kabuklu mikro kabarcıkları tüp duvarına adsorbe etmek için tüpü manyetik bir tutucuya yerleştirmeden önce çözeltinin oda sıcaklığında 12 saat stabilize olmasına izin verin. Nanopartikül kabuklu mikro kabarcıkları yıkamak için süpernatanı üç kez bir mililitre taze deiyonize su ile değiştirin.

Son yıkamadan sonra, tüpü hafifçe çalkalayın ve nanopartikül kabuklu mikro kabarcıkların 10 mikrolitresini temiz bir cam slayt üzerine aktarın. Nanoparçacık kabuklu mikro kabarcıkları görüntülemek için bir floresan mikroskobu ve 20X büyütme kullanın. Görüntülemeden sonra, görüntüyü mikroskop yazılımında açın ve cetvelle aynı uzunlukta kırmızı bir çizgi ayarlamak için cetveli kullanın.

Cetvelin uzunluğunu girmek ve en az 200 ayrı mikro kabarcığın çaplarında aynı uzunluklarda çizgiler çizmek için ayarla ve ölçeklendir'e tıklayın. Ardından raporla ve raporu görüntüle'yi tıklayın. Mikro kabarcıkların akustik tepkisini ölçmek için, 200 mikrolitre nanopartikül kabuklu mikro kabarcıkları 1.5 mililitrelik bir tüpte 800 mikrolitre deiyonize su içinde seyreltin ve fonksiyon üretecini, amplifikatörü, empedans eşleştirmesini ve ev yapımı odak dönüştürücüsünü bağlayın.

Dönüştürücüyü yapay küboid lavabonun tabanının ortasına yerleştirin ve çıkış ultrason yoğunluğunu izlemek için hidrofonu bir osiloskopla bağlayın. Dönüştürücüyü daldırmak için yeterince deiyonize su ekleyin ve fonksiyon üretecini süpürme moduna ayarlayın. 10 ila 900 kilohertz frekans aralığını ayarlayın ve genliği tepeden tepeye 20 voltaja ayarlayın.

Ultrasonun gücünü %0,1'e ve döngü süresini bir saniyelik zaman aralığı ile dört saniyeye ayarlamak için amplifikatörü kullanın. Nanopartikül tüpünü ev yapımı odak dönüştürücüsünün üstündeki iskeleye yerleştirin ve mıknatısı tüpün altına takın. Fonksiyon üretecini ve amplifikatör gücünü açın.

Beş adet 25 saniyelik ultrason döngüsünden sonra, fonksiyon üretecini kapatın ve mıknatısı çıkarın. Daha sonra nanopartikül çözeltisini bir mililitre deiyonize su ile değiştirin ve ultrason ve tedaviyi tekrarlayın. Lazeri mikro kabarcıkların optik tedavisi için ayarlamak için önce lazer güç kaynağını açın.

Birkaç dakika sonra, fiber bağlantılı bir 808 nanometre lazer diyotu bir imbik standına sabitleyin ve lazer ışınını numune aşamasına yönlendirmek için bir optik fiber kullanın. Altı milimetre çapında bir ışık noktası elde etmek için numune aşamasına odaklanmak için dışbükey bir lens kullanın ve lazer güç ölçer ile güç çıkışını ölçün. Ardından gücü santimetre kare başına bir watt'a ayarlayın.

Fototermal bir ölçüm yapmak için, ayrı ayrı 1.5 mililitrelik santrifüj tüplerinde bir mililitre hacminde farklı konsantrasyonlarda demir oksit nanopartikülleri hazırlayın ve ilk tüpü lazer ışınının odaklanmış bölgesine yerleştirin. Numunenin temel sıcaklığını kaydedin ve lazer ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın. Sıcaklığı gerçek zamanlı olarak kaydederken numuneyi 10 dakika boyunca sürekli olarak ışınlayın.

Ardından lazeri ve kamerayı kapatın ve diğer numune konsantrasyonlarını aynı şekilde ölçmeden önce bölgenin sıcaklığının taban çizgisine dönmesini bekleyin. Sulu bir çözeltide manyetik hipertermi ölçümü için, gösterildiği gibi farklı demir oksit nanopartikül seyreltmeleri hazırlayın ve su soğuk manyetik indüksiyon bakır bobinin ortasına bir seyreltme yerleştirin. Alternatif manyetik alanı ve kızılötesi termal görüntüleme kamerasını açın ve sıcaklığı gerçek zamanlı olarak kaydederken numuneyi 10 dakika boyunca sürekli olarak indükleyin.

Tedavinin sonunda, alternatif manyetik alanı ve kamerayı kapatın. Bakır bobinin sıcaklığı taban çizgisine döndüğünde, bir sonraki numuneyi ölçün. Nanopartikül kabuklu mikro kabarcıklar tipik olarak ortalama çapı yaklaşık 5.41 mikrometre olan küresel bir şekil gösterir.

Mikro kabarcıklar bir yıla kadar bozulmadan kalmasına rağmen, ultrason döngülerinin sayısını artırarak kademeli olarak demir salınımı sağlanabilir. Sulu çözeltide demir oksit nanoparçacık aracılı fototermal ölçüm, mililitre başına beş miligramda yakın kızılötesi lazer ışığına 10 dakika maruz bırakıldığında elde edilen 30 santigrat derecelik bir sıcaklık artışı ile zaman içinde demir oksit nanoparçacık sıcaklığında hızlı bir artış olduğunu ortaya koymaktadır. Kontrol grubu ile karşılaştırıldığında, meme kanseri hücre hatları yüksek konsantrasyonda demir ile inkübe edildiğinde morfoloji veya canlı hücre sayısında herhangi bir fark gözlenmez, bu da demir oksit nanopartiküllerinin iyi bir biyoyararlanımını düşündürür.

Işınlama üzerine, nanopartikül ile tedavi edilen kanser hücreleri şekil olarak yuvarlaklaştı ve apoptozu gösteren canlılığın azaldığını gösterdi. Işınlamadan beş dakika sonra, jelatin enjeksiyon alanlarının sıcaklığı hızla yaklaşık 20 santigrat derece artar. Alternatif manyetik alan terapisine maruz kaldığında, farklı konsantrasyonlarda demir oksit nanopartikülünün termal görüntülemesi, nanopartikül kabuklu mikro kabarcıkların alternatif bir manyetik alan tepkisi karakteristiğini ortaya çıkarır.

Ayrıca, alternatif manyetik alan terapisine maruz kalan farelerin toptan görüntülenmesi, ilgi alanı içinde önemli hızlı sıcaklık değişikliklerini ortaya koymaktadır. Nanopartikül çözeltisinin çalkalanması sırasında, homojenizatör probunun çözeltiye tamamen daldırıldığından emin olun. Bu protokol aynı zamanda kanser tedavisinde nanotıp uygulamasının zorluklarını ele almak için tümör dokularına penetrasyonu başarabilir ve iyileştirebilir.