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.
Studere kavitasjon forbedret terapi
Chapters
Summary April 9th, 2021
Please note that all translations are automatically generated.
Click here for the English version.
Den presenterte eksperimentelle protokollen kan brukes til å utføre sanntidsmålinger av kavitasjonsaktivitet i en cellekulturenhet med sikte på å muliggjøre undersøkelse av forholdene som kreves for vellykket legemiddellevering og / eller andre bioeffekter.
Transcript
Disse benk-topp systemdesign, datainnsamling og analyseprinsipper kan brukes som et rasjonelt grunnlag for in-vitro studie av kavitasjon forbedrede terapier. Teknikkene våre muliggjør testing av høy gjennomstrømning samtidig som de kritiske eksperimentelle egenskapene til intervallkavitasjonsovervåking bevares, repeterbar prøvejustering og kompatibilitet med vanlige cellulære analysemetoder. Kavitasjon forbedret terapi har flere potensielle applikasjoner, inkludert behandling av sykdommer som kreft og hjerneslag.
Ved å bedre forstå understøttelsesmekanismene kan vi utvikle bedre terapier. Dette arbeidet gir et lett reproduserbart systemdesign og implementeringsrammeverk for å tillate forskning på et bredt spekter av kavitasjon indusert cellulære bioeffekter. Inkludert legemiddellevering, sonoporasjon og sonoprinting.
Å få meningsfulle resultater krever å sikre reproduserbarhet og kontroll for alle variabler i eksperimentet. Det er viktig å utføre alle relevante kontroller og måle den elektriske støyen. For fremstilling av systemene for akustisk transfeksjon, degas fyllvæsken under et trykk på 100kPa i minst to timer for å minimere sannsynligheten for kavitasjon i forplantningsbanen.
Bekreftelse med en oppløst oksygensonde om at det delvise oksygentrykket er under 10kPa anbefales. Fyll testkammeret langsomt for å minimere gjeninnføringen av luft i avgasset væske og fjern umiddelbart eventuelle gjenværende bobler fra transduseren og middels beholderflater. La ultralydkildestrømforsterkeren varme opp i henhold til produsentens anbefaling, slik at forsterkningen og utgangen er stabil med hensyn til tid.
Og fortynn kavitasjonsmiddelet mens du forsiktig og kontinuerlig rører for å lage en jevn suspensjon uten å fange makrobobler eller ødelegge agenten. Når du arbeider med mikrobobler, må du sørge for å håndtere dem nøye. For SAT2-forberedelse, før du begynner eksperimentet, bruk etanol for å sterilisere PDMs lokket.
Trykk på det steriliserte lokket til kulturfatet for å danne cellerommet og last en 10 milliliter sprøyte utstyrt med en 18 gauge stump nål med 10 milliliter fyllvæske. Sett nålen gjennom en av PDM-ene fyll hull og fyll kammeret langsomt mens du vipper, slik at makrobobler kan slippe ut gjennom det åpne fyllhullet. Når kammeret er fylt, setter du inn en fire til fem millimeter polymerstang i det åpne hullet og plasserer enheten slik at hullene er horisontale.
Fjern nålen mens du injiserer ekstra væske slik at luft ikke trekkes inn i kammeret og lukk fyllhullet med en annen polymerstang. Kontroller rommet visuelt for å se om det finnes tegn på oppfangede makrobobler, og trykk monter celleeksponeringsrommet i romholderen. Vurder oppdriften av partiklene i suspensjon og hvordan deres oppdrift vil påvirke deres kontakt med celler når de bestemmer retningen av celleeksponeringsrommet.
Senk deretter kammerlokket i horisontal vinkel for å hindre makrobobler i å hvile på de nedsenkede delene av enheten, installer lokket på toppen av kammeret. Før du utfører de eksperimentelle målingene, la suspensjonen termisk likevekte med kammertemperaturen. Bruk en fin nål termokobling for å bekrefte at temperaturen i kammeret har stabilisert seg.
For å overvåke forsøkene i sanntid, i både tids- og frekvensdomener, start datainnsamlingsprosessen og slå på ultralydkildedrivsignalet. Bruk en høyspenningssonde til å overvåke forsterkerutgangssignalet som driver ultralydkilden gjennom hele eksperimentet for å sikre at eksponeringen fortsetter som forventet. Og sørg for at oscilloskopet er satt til å kompensere for sondens demping.
Tidsdomeneovervåking av passiv kavitasjonsdetektor avslører om signalene er dimensjonert riktig for dagens instrumenteringsinnstillinger og om kavitasjonssignalene ses tidligere enn forventet. Frekvensdomeneovervåking tillater analyse av typen bobleadferd og kan brukes til å justere stasjonsnivåer etter behov for å oppnå ønsket celleamulans. I denne analysen, ved det laveste hendelsestrykket, besto den passive kavitasjonsdetektorresponsen helt av heltallsharmonier av den grunnleggende ultralydfrekvensen på 0,5 MHz.
Økning fra 0,2 til 0,3 MPa resulterte i uttalt ultraharmonier i spekteret i tillegg til en ytterligere forhøyet heltallsharmoni. Tidsdomenebølgeformene ved disse to trykkene så like ut, selv om 0,3MPa-resultatene viste mer variasjon i løpet av pulsvarigheten. Ved høyeste trykk vokste tidsdomenebølgeformamplituden ikke-lineært i forhold til lavere trykk som følge av tydelig forhøyet bredbåndsstøy, sannsynligvis på grunn av inertiell kavitasjon forårsaket av mikrobobleødeleggelse.
Her vises full spektra over en 50 sekunders eksponeringstid der kilden sendte ut to millisekundpulser hvert 0,2 sekund. Som observert i denne grafen, som illustrerer de tilsvarende totale harmoniske og bredbåndskreftene, ble det generert store amplitude bredbåndsresponser med den første piggen som ble vurdert å korrelere med ødeleggelsen av de største boblene. Etter noen sekunder reduseres bredbåndsresponsen raskt, tilsynelatende på grunn av bobleødeleggelse.
I denne analysen ved hjelp av en 20 til 1 fortynning av mikrobobler og normal PBS viste tids- og prøvegjennomsnittet spektra at den ufokuserte passive kavitasjonsdetektoren inneholdt en sterkere bredbåndsrespons enn fokusdetektoren. Ledsaget av en redusert prøve for å prøvevariabilitet i både harmoniske og ultraharmoniske krefter. Kavitasjonsinduserte bioeffekter kan vurderes ved hjelp av teknikker som fluorescensmikroskopi, strømningscytometri eller biologiske analyser.
Dette muliggjør etablering av et robust forhold mellom kavitasjonsaktivitet og de biologiske effektene. Denne teknikken har gjort det mulig for oss å bedre identifisere sammenhengene mellom bobleadferd og biologiske effekter som har avslørt noen potensielle nye mekanismer som underbygger kavitasjon mediert legemiddellevering.
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.
