Bioengineering
This content is Open Access.
The JoVE video player is compatible with HTML5 and Adobe Flash. Older browsers that do not support HTML5 and the H.264 video codec will still use a Flash-based video player. We recommend downloading the newest version of Flash here, but we support all versions 10 and above.
If that doesn't help, please let us know.
Undersøgelse Cavitation Forbedret Terapi
Chapters
Summary April 9th, 2021
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Den præsenterede eksperimentelle protokol kan bruges til at udføre realtidsmålinger af kavitationsaktivitet i en cellekulturenhed med det formål at muliggøre undersøgelse af de betingelser, der kræves for vellykket lægemiddellevering og / eller andre biovirkninger.
Transcript
Disse bench-top system design, dataindsamling og analyse principper kan bruges som et rationelt grundlag for in-vitro undersøgelse af kavitation forbedrede behandlinger. Vores teknikker muliggør test af høj overførselshastighed, samtidig med at de kritiske eksperimentelle egenskaber ved overvågning af intervalkavitation, gentagelig prøvejustering og kompatibilitet med almindelige cellulære analysemetoder bevares. Cavitation forbedret terapi har flere potentielle anvendelser, herunder behandling af sygdomme som kræft og slagtilfælde.
Ved bedre at forstå de understøttende mekanismer kan vi udvikle bedre behandlingsformer. Dette arbejde giver en let reproducerbar system design og implementering rammer for at muliggøre forskning i en bred vifte af kavitation induceret cellulære bio effekter. Herunder medicin levering, sonoporation og sonoprinting.
At få meningsfulde resultater kræver at sikre reproducerbarhed og kontrol for alle variabler i eksperimentet. Det er bydende nødvendigt at udføre alle relevante kontroller og måle den elektriske støj. Til fremstilling af systemer til akustisk transfekt afgases påfyldningsvæsken under et tryk på 100kPa i mindst to timer for at minimere sandsynligheden for kavitation i formeringsstien.
Bekræftelse med en opløst iltsonde af, at det delvise ilttryk er under 10kPa, anbefales. Testkammeret fyldes langsomt for at minimere genintroduktionen af luft i den afgassede væske og straks fjerne eventuelle resterende bobler fra transduceren og de mellemstore beholderoverflader. Lad ultralydskildens effektforstærker varme op i henhold til producentens anbefaling, så forstærkningen og outputtet er stabilt med hensyn til tid.
Og fortynd kavitationsmidlet under forsigtigt og kontinuerlig omrøring for at lave en ensartet suspension uden at fange makrobobler eller ødelægge midlet. Når du arbejder med mikrobobler, skal du sørge for at håndtere dem omhyggeligt. Til SAT2-forberedelse skal du bruge ethanol til at sterilisere PDMs-låget, før du begynder på eksperimentet.
Tryk det steriliserede låg på kulturretten for at danne cellerummet og læg en 10 milliliter sprøjte udstyret med en 18 gauge stump nål med 10 milliliter af fyldvæsken. Sæt nålen gennem en af PPM'erne, fyld hullerne, og fyld langsomt kammeret, mens du vipper, så makrobobler kan slippe gennem det åbne fyldhul. Når kammeret er fyldt, skal du indsætte en fire til fem millimeter polymerstang i det åbne hul og placere samlingen, så hullerne er vandrette.
Fjern nålen, mens du injicerer ekstra væske, så der ikke trækkes luft ind i kammeret, og luk fyldhullet med en anden polymerstang. Kontroller rummet visuelt for at se, om der er tegn på indspændte makrobobler, og tryk på celleeksponeringsrummet ind i rumholderen. Overvej opdriften af partiklerne i suspension, og hvordan deres opdrift vil påvirke deres kontakt med cellerne, når de beslutter retningen af celleeksponeringsrummet.
Sænk derefter kammerlåget i en vandret vinkel for at afskrække makrobobler fra at hvile på enhedens nedsænkede dele, installer låget på toppen af kammeret. Før du udfører de eksperimentelle målinger, skal suspensionen være termisk lige udlignelig med kammertemperaturen. Brug af en fin nål termoelement til at bekræfte, at temperaturen i kammeret har stabiliseret sig.
For at overvåge eksperimenterne i realtid, i både tids- og frekvensdomæner, skal du starte dataindsamlingsprocessen og tænde ultralydskildedrevsignalet. Brug en højspændingssonde til at overvåge forstærkerudgangssignalet, der driver ultralydskilden under hele eksperimentet for at sikre, at eksponeringen fortsætter som forventet. Og sørg for, at oscilloskopet er indstillet til at kompensere for sondens attenuation.
Overvågning af tidsdomæne af den passive kavitationsdetektor afslører, om signalerne er dimensioneret korrekt til de aktuelle instrumenteringsindstillinger, og om kavitationssignalerne ses tidligere end forventet. Frekvensdomæneovervågning gør det muligt at analysere typen af bobleadfærd og kan bruges til at justere drevniveauer efter behov for at opnå den ønskede cellestimulering. I denne analyse bestod den passive kavitationsdetektorrespons ved det laveste hændelsestryk udelukkende af heltalsharmonier af 0,5 MHz grundlæggende ultralydsfrekvens.
Stigende fra 0,2 til 0,3MPa resulterede i udtalt ultra harmoniske i spektret ud over en yderligere forhøjet heltal harmoniske. Den tid domæne bølge former på disse to tryk så ens, selv om 0.3MPa resultater vist mere variation over pulsen varighed. Ved det højeste tryk voksede tidsdomænebølgeformen amplitude ikke-lineært i forhold til det lavere tryk som følge af klart forhøjet bredbåndsstøj, sandsynligvis på grund af inertial kavitation forårsaget af mikrobobledestruktion.
Her vises fuld spektre over en 50 sekunders eksponeringstid, hvor kilden udsendte to millisekundimpulser hvert 0,2 sekund. Som det fremgår af denne graf, der illustrerer de tilsvarende samlede harmoniske og bredbåndskræfter, blev der genereret store amplitudebredbåndsresponser med den oprindelige stigning, der blev anset for at korrelere med ødelæggelsen af de største bobler. Efter et par sekunder, hurtigt bredbånd svar mindskes, tilsyneladende på grund af boble ødelæggelse.
I denne analyse ved hjælp af en 20 til 1 fortynding af mikrobobler og normal PBS viste tids- og prøvegennemspektre, at den ufokuserede passive kavitationsdetektor indeholdt en stærkere bredbåndsrespons end fokusdetektoren. Ledsaget af en reduceret prøve for at prøvevariation i både harmoniske og ultraharmoniske kræfter. Kavitationsinducerede bioeffekter kan vurderes ved hjælp af teknikker som fluorescensmikroskopi, flowcytometry eller biologiske assays.
Dette gør det muligt at etablere et robust forhold mellem kavitationsaktivitet og de biologiske virkninger. Denne teknik har gjort det muligt for os bedre at identificere forholdet mellem boble adfærd og biologiske virkninger, som har afsløret nogle potentielle nye mekanismer, der understøtter kavitation medieret stof levering.
Related Videos
You might already have access to this content!
Please enter your Institution or Company email below to check.
has access to
Please create a free JoVE account to get access
Login to access JoVE
Please login to your JoVE account to get access
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Please enter your email address so we may send you a link to reset your password.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Your JoVE Unlimited Free Trial
Fill the form to request your free trial.
We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.
If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.
Thank You!
A JoVE representative will be in touch with you shortly.
Thank You!
You have already requested a trial and a JoVE representative will be in touch with you shortly. If you need immediate assistance, please email us at subscriptions@jove.com.
Thank You!
Please enjoy a free 2-hour trial. In order to begin, please login.
Thank You!
You have unlocked a 2-hour free trial now. All JoVE videos and articles can be accessed for free.
To get started, a verification email has been sent to email@institution.com. Please follow the link in the email to activate your free trial account. If you do not see the message in your inbox, please check your "Spam" folder.
