Синтез Фазовый наноэмульсии с узким распределением размера для акустической испарения капель и Bubble повышенной ультразвуковой аблации-опосредованной
Summary
Фазовый наноэмульсий (PSNE) может быть испаряется использованием высокой интенсивности сфокусированного ультразвука для повышения локализованных отопление и улучшить тепловой абляции опухолей. В этом докладе, подготовка стабильного PSNE с узким распределением по размерам описывается. Кроме того, влияние PSNE испаренного на УЗИ-опосредованной абляции показано в ткани имитирующие фантомы.
Abstract
Высокая интенсивность сфокусированного ультразвука (HIFU) используется в клинике для термической абляции опухолей. Для повышения локализованных отопление и улучшить тепловой абляции при опухолях, липидного покрытые капель перфторуглеродов были разработаны, которые могут быть испаряется HIFU. Сосудистой во многих опухолях аномально вытекающей из-за их быстрого роста, и наночастицы способны проникать fenestrations и пассивно накапливаться в опухолях. Таким образом, контролируя размер капель может привести к лучшему накопления в опухоли. В этом докладе, подготовка стабильного капель в фазовом наноэмульсии (PSNE) с узким распределением по размерам описывается. PSNE были синтезированы ультразвуком липидной раствора в присутствии жидких перфторуглеродов. Узким распределением по размерам был получен путем экструзии PSNE несколько раз, используя фильтры с порами размером 100 или 200 нм. Распределение по размерам была измерена в 7-дневный срок с использованием динамического рассеяния света. Polyacrylamide гидрогелей, содержащих PSNE были подготовлены в пробирке эксперименты. PSNE капель в гидрогели были испарения с ультразвуком и в результате пузырей усиливается локальному нагреву. Испаряясь PSNE обеспечивает более быстрый нагрев, а также снижает интенсивность ультразвука необходимых для тепловой абляции. Таким образом, PSNE как ожидается, повысит тепловой абляции при опухолях, потенциально улучшения терапевтических результатов HIFU-опосредованной тепловые процедуры абляции.
Protocol
Discussion
Высокая интенсивность сфокусированного ультразвука (HIFU) используется в клинике для термической абляции опухолей. 1 Для повышения локализованных отопление и улучшить тепловой абляции при опухолях, липидного покрытые капель перфторуглеродов были разработаны, которые могут быть …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана BU / CIMIT прикладных инженерных Здоровье Predoctoral стипендий, Национальный научный фонд расширения участия исследований Посвящение Грант Engineering (мостом) и Национального института здоровья (R21EB0094930).
Materials
| Common Name | Manufacturer | Cat. Number | Full Name / Description |
| DPPC | Avanti Lipids, Alabaster, AL, USA | 850355P | 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine |
| DSPE-PEG2000 | Avanti Lipids, Alabaster, AL, USA | 880120P | 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-[methoxy(polyethylene glycol)-2000] (ammonium salt) |
| DDFP | Fluoromed, Round Rock, TX, USA | CAS: 138495-42-8 | Dodecafluoropentane (C5F12) |
| PBS | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | P2194 | Phosphate-buffered saline |
| Chloroform | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 372978 | Chloroform |
| Acrylamide | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A9926 | 40% 19:1 acrylamide/bis-acrylamide |
| Tris buffer | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | T2694 | 1M, pH 8, trizma hydrochloride and trizma base |
| BSA | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A3059 | Bovine serum albumin |
| APS | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | A3678 | Ammonium persulfate solution |
| TEMED | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA | 87689 | N,N,N’,N’-Tetramethylethylenediamine |
| Equipment | |||
| Sonicator (3 mm tip) | Sonics & Materials, Inc., Newtown, CT, USA | Vibra-Cell | |
| Water bath | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA | Neslab EX-7 | |
| Extruder | Northern Lipids, Burnaby, BC, Canada | LIPEX | |
| Extruder Filters | Whatman, Piscataway, NJ, USA | Nuclepore #110605 and #110606 | |
| Extruder Drain Disc | Sterlitech Corporation, Kent, WA, USA | #PETEDD25100 | |
| Plastic chamber | U.S. Plastic Corporation, Lima, OH, USA | #55288, 1 3/16″x1 3/16″x2 7/16″ |
References
- Hynynen, K., Darkazanli, A., Unger, E., Schenck, J. F. MRI-guided noninvasive ultrasound surgery. Med. Phys. 20, 107-115 (1993).
- Baban, D. F., Seymour, L. W. Control of tumour vascular permeability. Adv. Drug Deliv. Rev. 34, 109-119 (1998).
- Maeda, H., Wu, J., Sawa, T., Matsumura, Y., Hori, K. Tumor vascular permeability and the EPR effect in macromolecular therapeutics: a review. J. Control. Release. 65, 271-284 (2000).
- Schadlich, A. Tumor accumulation of NIR fluorescent PEG-PLA nanoparticles: impact of particle size and human xenograft tumor model. ACS Nano. 5, 8710-8720 (2011).
- Williams, R. Convertible perfluorocarbon droplets for cancer detection and therapy. 2010 IEEE Ultrasonics Symposium. , (2010).
- Martz, T. D., Sheeran, P. S., Bardin, D., Lee, A. P., Dayton, P. A. Precision manufacture of phase-change perfluorocarbon droplets using microfluidics. Ultrasound Med. Biol. 37, 1952-1957 (2011).
- Giesecke, T., Hynynen, K. Ultrasound-mediated cavitation thresholds of liquid perfluorocarbon droplets in vitro. Ultrasound Med. Biol. 29, 1359-1365 (2003).
- Sheeran, P. S., Luois, S., Dayton, P. A., Matsunaga, T. O. Formulation and Acoustic Studies of a New Phase-Shift Agent for Diagnostic and Therapeutic Ultrasound. Langmuir. 27, 10412-10420 (2011).
- Sheeran, P. S. Decafluorobutane as a phase-change contrast agent for low-energy extravascular ultrasonic imaging. Ultrasound Med. Biol. 37, 1518-1530 (2011).
- Zhang, P. . The Application of Phase-Shift Nanoemulsion in High Intensity Focused Ultrasound: An In Vitro Study [Doctoral Dissertation]. , (2011).
- Allen, T. M., Hansen, C., Martin, F., Redemann, C., Yau-Young, A. Liposomes containing synthetic lipid derivatives of poly(ethylene glycol) show prolonged circulation half-lives in vivo. Biochim. Biophys. Acta. 1066, 29-36 (1991).
- Klibanov, A. L., Maruyama, K., Beckerleg, A. M., Torchilin, V. P., Huang, L. Activity of amphipathic poly(ethylene glycol) 5000 to prolong the circulation time of liposomes depends on the liposome size and is unfavorable for immunoliposome binding to target. Biochim. Biophys. Acta. 1062, 142-148 (1991).
- Klibanov, A. L., Maryama, K., Torchilin, V. P., Huang, L. Amphipathic polyethyleneglycols effectively prolong the circulation time of liposomes. FEBS Lett. 268, 235-237 (1990).
- Gabizon, A. Prolonged circulation time and enhanced accumulation in malignant exudates of Doxorubicin encapsulated in polyethylene-glycol coated liposomes. Cancer Res. 54, 987-992 (1994).
- Awasthi, V. D., Garcia, D., Goins, B. A., Philips, W. T. Circulation and biodistribution profiles of long-circulating PEG-liposomes of various sizes in rabbits. Int. J. Pharm. 253, 121-132 (2003).
- Zhang, P., Porter, T. An in vitro study of a phase-shift nanoemulsion: a potential nucleation agent for bubble-enhanced HIFU tumor ablation. Ultrasound Med. Biol. 36, 1856-1866 (2010).
- Lafon, C. Gel phantom for use in high-intensity focused ultrasound dosimetry. Ultrasound Med. Biol. 31, 1383-1389 (2005).
