Javascript ass de Moment an Ärem Browser deaktivéiert. Wann Javascript deaktivéiert ass, funktionéieren e puer Funktiounen vun dëser Websäit net.
Registréiert Är spezifesch Detailer a spezifesch Medikamenter vun Ärer Wiel, an da wäerte mir d'Informatiounen, déi Dir uginn hutt, mat Artikelen an eiser extensiver Datebank vergläichen an Iech fristgerecht eng PDF-Kopie per E-Mail schécken.
Kontrolléiert d'Bewegung vu magneteschen Eisenoxid-Nanopartikelen fir eng gezielt Liwwerung vu Zytostatika
Auteur Toropova Y, Korolev D, Istomina M, Shulmeyster G, Petukhov A, Mishanin V, Gorshkov A, Podyacheva E, Gareev K, Bagrov A, Demidov O.
Yana Toropova,1 Dmitry Korolev,1 Maria Istomina,1,2 Galina Shulmeyster,1 Alexey Petukhov,1,3 Vladimir Mishanin,1 Andrey Gorshkov,4 Ekaterina Podyacheva,1 Kamil Gareev,2 Alexei Bagrov,5 Oleg Demidov6,71Almazov National Medical Research Center vum Gesondheetsministère vun der Russescher Federatioun, Sankt Petersburg, 197341, Russesch Federatioun; 2 Sankt Petersburg Elektrotechnesch Universitéit "LETI", Sankt Petersburg, 197376, Russesch Federatioun; 3 Zentrum fir personaliséiert Medizin, Almazov State Medical Research Center, Gesondheetsministère vun der Russescher Federatioun, Sankt Petersburg, 197341, Russland Federatioun; 4FSBI "Institut fir Grippfuerschung benannt nom A.A. Smorodintsev" Gesondheetsministère vun der Russescher Federatioun, Sankt Petersburg, Russesch Federatioun; 5 Sechenow Institut fir Evolutiounsphysiologie a Biochemie, Russesch Akademie vun de Wëssenschaften, Sankt Petersburg, Russesch Federatioun; 6 RAS Institut fir Zytologie, St. Petersburg, 194064, Russesch Federatioun; 7INSERM U1231, Fakultéit fir Medezin a Pharmazie, Universitéit Bourgogne-Franche-Comté vun Dijon, Frankräich Kommunikatioun: Yana ToropovaAlmazov National Medical Research Centre, Gesondheetsministère vun der Russescher Federatioun, Saint-Petersburg, 197341, Russesch Federatioun Tel +7 981 95264800 4997069 Email [email protected] Hannergrond: Eng villverspriechend Approche zum Problem vun der zytostatescher Toxizitéit ass d'Benotzung vu magnéitesche Nanopartikelen (MNP) fir gezielt Medikamentenliwwerung. Zweck: Berechnungen ze benotzen fir déi bescht Charakteristike vum Magnéitfeld ze bestëmmen, dat MNPs in vivo kontrolléiert, an d'Effizienz vun der Magnetronliwwerung vun MNPs un Maistumoren in vitro an in vivo ze evaluéieren. (MNPs-ICG) gëtt benotzt. In vivo Lumineszenzintensitéitsstudien goufen a Tumormais duerchgefouert, mat an ouni e Magnéitfeld op der Plaz vun Interesse. Dës Studien goufen op engem hydrodynamesche Gerüst duerchgefouert, deen vum Institut fir Experimentell Medizin vum Almazov State Medical Research Center vum russesche Gesondheetsministère entwéckelt gouf. Resultat: D'Benotzung vu Neodymmagnete huet d'selektiv Akkumulatioun vun MNP gefördert. Eng Minutt no der Administratioun vun MNPs-ICG u Mais mat Tumoren sammelt sech MNPs-ICG haaptsächlech an der Liewer. An der Ofwiesenheet an der Präsenz vun engem Magnéitfeld weist dëst op säi metabolesche Wee hin. Obwuel eng Erhéijung vun der Fluoreszenz am Tumor an der Präsenz vun engem Magnéitfeld observéiert gouf, huet sech d'Fluoreszenzintensitéit an der Liewer vum Déier mat der Zäit net geännert. Conclusioun: Dës Zort MNP, kombinéiert mat der berechenter Magnéitfeldstäerkt, kann d'Basis fir d'Entwécklung vun enger magnéitesch kontrolléierter Liwwerung vu zytostatesche Medikamenter un Tumorgewebe sinn. Schlësselwierder: Fluoreszenzanalyse, Indocyanin, Eisenoxid-Nanopartikelen, Magnetronliwwerung vu Zytostatika, Tumorzielung
Tumorerkrankungen sinn eng vun den Haaptursaache vum Doud weltwäit. Gläichzäiteg besteet d'Dynamik vun der steigender Morbiditéit a Mortalitéit vun Tumorerkrankungen nach ëmmer.1 Déi haut benotzt Chemotherapie ass nach ëmmer eng vun den Haaptbehandlungen fir verschidden Tumoren. Gläichzäiteg ass d'Entwécklung vu Methoden fir d'systemesch Toxizitéit vu Zytostatika ze reduzéieren nach ëmmer relevant. Eng villverspriechend Method fir hiert Toxizitéitsproblem ze léisen ass d'Benotzung vun Nanoskala-Träger fir gezielt Medikamentenliwwermethoden, déi eng lokal Akkumulatioun vu Medikamenter am Tumorgewebe erméiglechen, ouni hir Akkumulatioun an gesonden Organer a Gewëss ze erhéijen.2 Dës Method erméiglecht et, d'Effizienz an d'Zilsetzung vu Chemotherapeutika op Tumorgewebe ze verbesseren, wärend hir systemesch Toxizitéit reduzéiert gëtt.
Ënnert de verschiddene Nanopartikelen, déi fir d'gezielt Liwwerung vu zytostatesche Mëttelen a Betruecht gezunn ginn, si magnetesch Nanopartikelen (MNPs) vu besonneschem Interessi wéinst hiren eenzegaartegen chemeschen, biologeschen a magnetesche Eegeschaften, déi hir Villfältegkeet garantéieren. Dofir kënne magnetesch Nanopartikelen als Heizsystem benotzt ginn, fir Tumoren mat Hyperthermie (magnetesch Hyperthermie) ze behandelen. Si kënnen och als diagnostesch Mëttelen (Magnéitresonanzdiagnos) benotzt ginn. 3-5 Mat Hëllef vun dëse Charakteristiken, kombinéiert mat der Méiglechkeet vun enger MNP-Akkumulatioun an engem spezifesche Beräich, duerch d'Benotzung vun engem externen Magnéitfeld, mécht d'Liwwerung vu gezielte pharmazeutesche Präparater d'Schafung vun engem multifunktionelle Magnetronsystem op, fir Zytostatika op d'Tumorplaz ze zielen. Sou e System géif MNP a Magnéitfelder enthalen, fir hir Bewegung am Kierper ze kontrolléieren. An dësem Fall kënnen souwuel extern Magnéitfelder wéi och Magnéitimplantater, déi an der Kierperregioun placéiert sinn, déi den Tumor enthält, als Quell vum Magnéitfeld benotzt ginn. 6 Déi éischt Method huet eescht Nodeeler, dorënner d'Noutwendegkeet, spezialiséiert Ausrüstung fir d'magnetesch Zilsetzung vu Medikamenter ze benotzen an d'Noutwendegkeet, Personal fir d'Duerchféierung vu Chirurgie auszebilden. Zousätzlech ass dës Method duerch héich Käschten limitéiert an ass nëmme fir "iwwerflächlech" Tumoren no bei der Kierperoberfläche gëeegent. Déi alternativ Method fir magnéitesch Implantater ze benotzen erweidert den Uwendungsberäich vun dëser Technologie a vereinfacht hir Notzung op Tumoren, déi a verschiddene Kierperdeeler lokaliséiert sinn. Souwuel eenzel Magnete wéi och Magnete, déi am intraluminalen Stent integréiert sinn, kënnen als Implantater fir Tumorschued an huel Organer benotzt ginn, fir hir Duerchgängegkeet ze garantéieren. Wéi och ëmmer, laut eiser eegener net publizéierter Fuerschung sinn dës net magnéitesch genuch, fir d'Retention vun MNP aus dem Bluttkreeslaf ze garantéieren.
D'Effektivitéit vun der Medikamentenliwwerung iwwer e Magnetron hänkt vu ville Faktoren of: den Eegeschafte vum Magnéitträger selwer an den Eegeschafte vun der Magnéitfeldquell (inklusiv déi geometresch Parameter vu Permanentmagnete an d'Stäerkt vum Magnéitfeld, dat se generéieren). D'Entwécklung vun enger erfollegräicher Technologie fir d'Liwwerung vu magnetesch geleete Zellinhibitoren sollt d'Entwécklung vu passenden magnetesche Medikamententräger op Nanoskala, d'Bewäertung vun hirer Sécherheet an d'Entwécklung vun engem Visualiséierungsprotokoll enthalen, deen et erlaabt, hir Beweegungen am Kierper ze verfollegen.
An dëser Studie hu mir mathematesch déi optimal Magnéitfeldcharakteristike berechent fir den magneteschen Nanoskala-Medikamententräger am Kierper ze kontrolléieren. D'Méiglechkeet, MNP duerch d'Bluttgefässwand ënner dem Afloss vun engem ugewandte Magnéitfeld mat dëse Berechnungscharakteristike festzehalen, gouf och an isoléierte Rattebluttgefässer ënnersicht. Zousätzlech hu mir Konjugater vun MNPs a fluoreszenten Agenten synthetiséiert an e Protokoll fir hir Visualiséierung in vivo entwéckelt. Ënner In-vivo-Konditiounen, an Tumormodellmais, gouf d'Akkumulatiounseffizienz vun MNPs an Tumorgewebe ënnersicht, wa se systemesch ënner dem Afloss vun engem Magnéitfeld verabreicht ginn.
An der In-vitro-Studie hu mir den Referenz-MNP benotzt, an an der In-vivo-Studie hu mir den MNP benotzt, deen mat Mëllechsäurepolyester (Polymëllechsäure, PLA) beschichtet ass, deen e fluoreszenten Agent (Indolecyanin; ICG) enthält. MNP-ICG ass an der Benotzung abegraff. Am Fall vun dësem Test gëtt (MNP-PLA-EDA-ICG) benotzt.
D'Synthese an déi physikalesch a chemesch Eegeschafte vum MNP goufen soss am Detail beschriwwen. 7,8
Fir MNPs-ICG ze synthetiséieren, goufen als éischt PLA-ICG-Konjugater produzéiert. E pulverfërmegt racemescht Gemësch aus PLA-D a PLA-L mat engem Molekulargewiicht vu 60 kDa gouf benotzt.
Well PLA an ICG béid Saieren sinn, muss fir d'Synthese vu PLA-ICG-Konjugater als éischt en Amino-terminéierte Spacer op PLA synthetiséiert ginn, deen dem ICG hëlleft, sech un de Spacer ze chemiséieren. De Spacer gouf mat Ethylendiamin (EDA), der Carbodiimidmethod a waasserléisleche Carbodiimid, 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimid (EDAC), synthetiséiert. De PLA-EDA-Spacer gëtt wéi follegt synthetiséiert. Füügt en 20-fache molare Iwwerschoss vun EDA an en 20-fache molare Iwwerschoss vun EDAC zu 2 ml vun enger 0,1 g/ml PLA-Chloroformléisung bäi. D'Synthese gouf an engem 15 ml Polypropylen-Reagenzglieser op engem Schüttel mat enger Geschwindegkeet vun 300 min-1 fir 2 Stonnen duerchgefouert. De Syntheseschema gëtt an der Figur 1 gewisen. Widderhuelt d'Synthese mat engem 200-fache Iwwerschoss vu Reagenzien, fir de Syntheseschema ze optimiséieren.
Um Enn vun der Synthese gouf d'Léisung 5 Minutte laang mat enger Geschwindegkeet vun 3000 min-1 zentrifugéiert, fir iwwerschësseg ausgefällt Polyethylenderivater ze entfernen. Duerno goufen 2 ml vun enger 0,5 mg/ml ICG-Léisung an Dimethylsulfoxid (DMSO) zu der 2 ml Léisung bäigefüügt. De Rührer gëtt 2 Stonnen laang op enger Rührgeschwindegkeet vun 300 min-1 fixéiert. Dat schematescht Diagramm vum kritt Konjugat ass an der Figur 2 gewisen.
An 200 mg MNP hu mir 4 mL PLA-EDA-ICG Konjugat bäigefüügt. Benotzt en LS-220 Shaker (LOIP, Russland) fir d'Suspension 30 Minutten mat enger Frequenz vun 300 min-1 ze réieren. Duerno gouf se dräimol mat Isopropanol gewäsch an enger magnescher Trennung ënnerworf. Benotzt den UZD-2 Ultraschalldispergator (FSUE NII TVCH, Russland) fir IPA 5-10 Minutten ënner kontinuéierlecher Ultraschallaktioun an d'Suspension bäizefügen. Nom drëtte IPA-Wäsch gouf den Nidderschlag mat destilléiertem Waasser gewäsch an a physiologescher Salzléisung mat enger Konzentratioun vun 2 mg/mL resuspendéiert.
Den ZetaSizer Ultra-Gerät (Malvern Instruments, UK) gouf benotzt fir d'Gréisstverdeelung vum kritten MNP an der wässerlecher Léisung ze studéieren. En Transmissiounselektronemikroskop (TEM) mat enger JEM-1400 STEM Feldemissiounskathod (JEOL, Japan) gouf benotzt fir d'Form a Gréisst vum MNP ze studéieren.
An dëser Studie benotze mir zylindresch Permanentmagnete (N35-Qualitéit; mat Nickel-Schutzbeschichtung) an déi folgend Standardgréissten (Längt vun der Achs × Zylinderduerchmiesser): 0,5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm an 5×2 mm.
D'In-vitro-Studie vum MNP-Transport am Modellsystem gouf op engem hydrodynamesche Gerüst duerchgefouert, dee vum Institut fir Experimentell Medizin vum Almazov State Medical Research Center vum russesche Gesondheetsministère entwéckelt gouf. De Volumen vun der zirkulierender Flëssegkeet (destilléiert Waasser oder Krebs-Henseleit-Léisung) ass 225 ml. Axial magnetiséiert zylindresch Magnete ginn als permanent Magnete benotzt. Setzt de Magnet op en Halter 1,5 mm vun der bannenzeger Wand vum zentralen Glasröhrchen ewech, mat sengem Enn an d'Richtung vum Röhrchen (vertikal). De Flëssegkeetsduerchfluss an der zouener Schleif ass 60 L/h (entsprécht enger linearer Geschwindegkeet vun 0,225 m/s). D'Krebs-Henseleit-Léisung gëtt als zirkulierend Flëssegkeet benotzt, well se en Analogon vum Plasma ass. Den dynamesche Viskositéitskoeffizient vum Plasma ass 1,1–1,3 mPa∙s. 9 D'Quantitéit un MNP, déi am Magnéitfeld adsorbéiert gëtt, gëtt duerch Spektrophotometrie aus der Konzentratioun vum Eisen an der zirkulierender Flëssegkeet nom Experiment bestëmmt.
Zousätzlech goufen experimentell Studien un enger verbesserter Flëssegkeetsmechanik-Tabell duerchgefouert, fir d'relativ Permeabilitéit vu Bluttgefässer ze bestëmmen. Déi wichtegst Komponenten vum hydrodynamesche Support sinn an der Figur 3 gewisen. Déi wichtegst Komponenten vum hydrodynamesche Stent sinn eng zougemaach Schleif, déi de Querschnitt vum Modellgefässsystem simuléiert, an en Tank. D'Bewegung vun der Modellflëssegkeet laanscht d'Kontur vum Bluttgefässmodul gëtt vun enger peristaltischer Pompel garantéiert. Wärend dem Experiment gëtt de Verdampfungsberäich an den erfuerderlechen Temperaturberäich behalen, an d'Systemparameter (Temperatur, Drock, Flëssegkeetsduerchflussrate a pH-Wäert) iwwerwaacht.
Figur 3 Blockdiagramm vum Opbau, deen benotzt gouf fir d'Permeabilitéit vun der Karotisarteriewand ze studéieren. 1-Späichertank, 2-Peristaltikpompel, 3-Mechanismus fir d'Aféierung vun enger Suspension mat MNP an d'Schleif, 4-Duerchflussmesser, 5-Drocksensor an der Schleif, 6-Wärmetauscher, 7-Kammer mat Behälter, 8-D'Quell vum Magnéitfeld, 9-De Ballon mat Kuelewaasserstoffer.
D'Kammer, déi de Behälter enthält, besteet aus dräi Behälter: engem baussenzege grousse Behälter an zwee klenge Behälter, duerch déi d'Äerm vum zentralen Circuit lafen. D'Kanül gëtt an de klenge Behälter agefouert, de Behälter gëtt um klenge Behälter befestegt, an d'Spëtzt vun der Kanül gëtt fest mat engem dënnen Drot gebonnen. De Raum tëscht dem grousse Behälter an dem klenge Behälter gëtt mat destilléiertem Waasser gefëllt, an d'Temperatur bleift konstant wéinst der Verbindung mam Wärmetauscher. De Raum am klenge Behälter gëtt mat enger Krebs-Henseleit-Léisung gefëllt, fir d'Liewensfäegkeet vun de Bluttgefässzellen z'erhalen. Den Tank gëtt och mat enger Krebs-Henseleit-Léisung gefëllt. D'Gas- (Kuelestoff-) Versuergungssystem gëtt benotzt fir d'Léisung am klenge Behälter am Späichertank an der Kammer, déi de Behälter enthält, ze verdampfen (Figur 4).
Figur 4 D'Kammer, an där de Behälter placéiert ass. 1-Kanül fir d'Senkung vun de Bluttgefässer, 2-Äusser Kammer, 3-Kleng Kammer. De Pfeil weist d'Richtung vun der Modellflëssegkeet un.
Fir de relative Permeabilitéitsindex vun der Gefässwand ze bestëmmen, gouf d'Karotisarterie vun der Ratt benotzt.
D'Aféierung vun der MNP-Suspension (0,5 ml) an de System huet déi folgend Charakteristiken: den gesamten internen Volumen vum Tank an dem Verbindungsrouer an der Schleif ass 20 ml, an den internen Volumen vun all Kammer ass 120 ml. Déi extern Magnéitfeldquell ass e Permanentmagnet mat enger Standardgréisst vun 2 × 3 mm. E gëtt iwwer enger vun de klenge Kammeren installéiert, 1 cm vum Behälter ewech, mat engem Enn géint d'Behälterwand. D'Temperatur gëtt op 37 °C gehalen. D'Leeschtung vun der Rollerpompel ass op 50 % agestallt, wat enger Geschwindegkeet vun 17 cm/s entsprécht. Als Kontroll goufen Prouwe an enger Zell ouni Permanentmagnete geholl.
Eng Stonn no der Administratioun vun enger bestëmmter Konzentratioun vun MNP gouf eng flësseg Prouf aus der Kammer geholl. D'Partikelkonzentratioun gouf mat engem Spektrophotometer mat dem Unico 2802S UV-Vis Spektrophotometer (United Products & Instruments, USA) gemooss. Ënner Berécksiichtegung vum Absorptiounsspektrum vun der MNP-Suspension gouf d'Miessung bei 450 nm duerchgefouert.
Geméiss de Rus-LASA-FELASA Richtlinne ginn all Déieren a spezifesche pathogenfräie Raimlechkeeten opgezuucht. Dës Studie entsprécht all relevante ethesche Reglementer fir Déierversich a Fuerschung a krut eng ethesch Genehmegung vum Almazov National Medical Research Center (IACUC). D'Déieren hunn no fräiem Waasser gedronk a goufen reegelméisseg gefiddert.
D'Studie gouf mat 10 narkotiséierten 12 Wochen ale männlechen immunodefizienten NSG-Mais (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA)10 duerchgefouert, déi 22 g ± 10% gewien hunn. Well d'Immunitéit vun Immunodefizienzmais ënnerdréckt ass, erlaben d'Immunodefizienzmais aus dëser Linn d'Transplantatioun vu mënschlechen Zellen a Gewëss ouni Transplantatofstoeung. D'Würfkollegen aus verschiddene Käfeg goufen zoufälleg an d'Experimentalgrupp zougewisen, a si goufen zesummegeziicht oder systematesch dem Bettmaterial vun anere Gruppen ausgesat, fir eng gläichméisseg Belaaschtung mat der gemeinsamer Mikrobiota ze garantéieren.
D'HeLa mënschlech Kriibszelllinn gëtt benotzt fir e Xenograftmodell opzestellen. D'Zellen goufen an DMEM kultivéiert, deen Glutamin enthält (PanEco, Russland), ergänzt mat 10% fetaltem Rinderserum (Hyclone, USA), 100 CFU/mL Penicillin an 100 μg/mL Streptomycin. D'Zelllinn gouf frëndlecherweis vum Gene Expression Regulation Laboratory vum Institut fir Zellfuerschung vun der Russescher Akademie vun de Wëssenschaften zur Verfügung gestallt. Virun der Injektioun goufen d'HeLa-Zellen aus dem Kulturplastik mat enger 1:1 Trypsin:Versene Léisung (Biolot, Russland) erausgeholl. Nom Wäschen goufen d'Zellen am komplette Medium op eng Konzentratioun vu 5×106 Zellen pro 200 μL suspendéiert a mat enger Basalmembranmatrix (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, op Äis) verdënnt. Déi virbereet Zellsuspensioun gouf subkutan an d'Haut vum Mausschenkel injizéiert. Benotzt elektronesch Schiebepasser fir den Tumorwuesstum all 3 Deeg ze iwwerwaachen.
Wéi den Tumor 500 mm3 erreecht huet, gouf e permanente Magnet an d'Muskelgewebe vum Versuchsdéier beim Tumor implantéiert. An der Versuchsgrupp (MNPs-ICG + Tumor-M) goufen 0,1 mL MNP-Suspension injizéiert an engem Magnéitfeld ausgesat. Onbehandelt ganz Déieren goufen als Kontroll (Hannergrond) benotzt. Zousätzlech goufen Déieren benotzt, déi mat 0,1 mL MNP injizéiert, awer net mat Magnete implantéiert goufen (MNPs-ICG + Tumor-BM).
D'Fluoreszenzvisualiséierung vun In-vivo- an In-vitro-Prouwe gouf um IVIS Lumina LT Serie III Bioimager (PerkinElmer Inc., USA) duerchgefouert. Fir d'In-vitro-Visualiséierung gouf e Volumen vun 1 mL syntheteschem PLA-EDA-ICG- a MNP-PLA-EDA-ICG-Konjugat an d'Plattewelle bäigefüügt. Ënner Berécksiichtegung vun de Fluoreszenzcharakteristike vum ICG-Faarfstoff gouf dee beschte Filter fir d'Bestimmung vun der Liichtintensitéit vun der Prouf ausgewielt: déi maximal Anregungswellelängt ass 745 nm an d'Emissiounswellelängt ass 815 nm. D'Living Image 4.5.5 Software (PerkinElmer Inc.) gouf benotzt fir d'Fluoreszenzintensitéit vun de Welle mat dem Konjugat quantitativ ze moossen.
D'Fluoreszenzintensitéit an d'Akkumulatioun vum MNP-PLA-EDA-ICG-Konjugat goufen a Mais aus Tumormodeller in vivo gemooss, ouni d'Präsenz an d'Applikatioun vun engem Magnéitfeld op der Plaz vun Interesse. D'Mais goufen mat Isofluran anästhetiséiert, an duerno gouf 0,1 ml MNP-PLA-EDA-ICG-Konjugat duerch d'Schwanzvene injizéiert. Onbehandelt Mais goufen als negativ Kontroll benotzt fir e fluoreszenten Hannergrond ze kréien. Nodeems de Konjugat intravenös verabreicht gouf, gëtt d'Déier op eng Heizbühn (37°C) an der Kammer vum IVIS Lumina LT Serie III Fluoreszenzbildgerät (PerkinElmer Inc.) gesat, während d'Inhalatioun mat 2% Isofluran-Anästhetiséierung weidergefouert gëtt. Benotzt den agebaute Filter vum ICG (745–815 nm) fir d'Signaldetektioun 1 Minutt an 15 Minutten no der Aféierung vun MNP.
Fir d'Akkumulatioun vu Konjugat am Tumor ze bewäerten, gouf de peritoneale Beräich vum Déier mat Pabeier bedeckt, wat et erméiglecht huet, déi hell Fluoreszenz ze eliminéieren, déi mat der Akkumulatioun vu Partikelen an der Liewer verbonnen ass. Nodeem d'Bioverdeelung vun MNP-PLA-EDA-ICG ënnersicht gouf, goufen d'Déieren human duerch eng Iwwerdosis Isofluran-Anästhesie euthanaséiert fir eng spéider Trennung vun den Tumorberäicher an eng quantitativ Bewäertung vun der Fluoreszenzstralung. D'Software Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) gouf benotzt fir d'Signalanalyse vun der gewielter Regioun vun Interesse manuell ze veraarbechten. Dräi Miessunge goufen fir all Déier gemaach (n = 9).
An dëser Studie hu mir déi erfollegräich Belaaschtung vun ICG op MNPs-ICG net quantifizéiert. Zousätzlech hu mir d'Retentiounseffizienz vun Nanopartikelen ënner dem Afloss vu Permanentmagnete vu verschiddene Formen net verglach. Zousätzlech hu mir den laangfristegen Effekt vum Magnéitfeld op d'Retentioun vun Nanopartikelen am Tumorgewebe net evaluéiert.
Nanopartikel dominéieren, mat enger duerchschnëttlecher Gréisst vun 195,4 nm. Zousätzlech huet d'Suspension Agglomerater mat enger duerchschnëttlecher Gréisst vun 1176,0 nm enthale (Figur 5A). Duerno gouf den Deel duerch e Zentrifugalfilter gefiltert. Den Zeta-Potenzial vun de Partikelen ass -15,69 mV (Figur 5B).
Figur 5 Déi physikalesch Eegeschafte vun der Suspension: (A) Partikelgréisstverdeelung; (B) Partikelverdeelung beim Zeta-Potenzial; (C) TEM-Foto vun den Nanopartikelen.
D'Partikelgréisst ass grondsätzlech 200 nm (Figur 5C), zesummegesat aus engem eenzegen MNP mat enger Gréisst vun 20 nm, an enger PLA-EDA-ICG konjugéierter organescher Schuel mat enger méi niddreger Elektronendicht. D'Bildung vun Agglomerater a wässerege Léisunge kann duerch de relativ niddrege Modul vun der elektromotorescher Kraaft vun den eenzelne Nanopartikel erkläert ginn.
Fir permanent Magnete, wann d'Magnetiséierung am Volumen V konzentréiert ass, gëtt den Integralausdrock an zwou Integralen opgedeelt, nämlech de Volumen an d'Uewerfläch:
Am Fall vun enger Prouf mat enger konstanter Magnetiséierung ass d'Stroumdicht null. Dann hëlt den Ausdrock vum magneteschen Induktiounsvektor déi folgend Form un:
Benotzt de MATLAB Programm (MathWorks, Inc., USA) fir numeresch Berechnungen, ETU "LETI" akademesch Lizenznummer 40502181.
Wéi an der Figur 7 Figur 8 Figur 9 Figur-10 gewisen, gëtt dat stäerkst Magnéitfeld vun engem Magnet generéiert, deen axial vum Enn vum Zylinder ausgeriicht ass. Den effektiven Aktiounsradius entsprécht der Geometrie vum Magnet. Bei zylindresche Magnete mat engem Zylinder, deem seng Längt méi grouss ass wéi säin Duerchmiesser, gëtt dat stäerkst Magnéitfeld an axial-radialer Richtung (fir déi entspriechend Komponent) observéiert; dofir ass e puer Zylinder mat engem gréisseren Aspektverhältnis (Duerchmiesser a Längt) MNP-Adsorptioun am effektivsten.
Fig. 7 D'Komponent vun der magnéitescher Induktiounsintensitéit Bz laanscht d'Oz-Achs vum Magnet; déi Standardgréisst vum Magnet: schwaarz Linn 0,5×2 mm, blo Linn 2×2 mm, gréng Linn 3×2 mm, rout Linn 5×2 mm.
Figur 8 D'magnetesch Induktiounskomponent Br ass senkrecht zur Magnetachs Oz; déi Standardgréisst vum Magnet: schwaarz Linn 0,5×2 mm, blo Linn 2×2 mm, gréng Linn 3×2 mm, rout Linn 5×2 mm.
Figur 9 D'Magnéitinduktiounsintensitéit Bz-Komponent op der Distanz r vun der Endachs vum Magnet (z=0); d'Standardgréisst vum Magnet: schwaarz Linn 0,5×2 mm, blo Linn 2×2 mm, gréng Linn 3×2 mm, rout Linn 5×2 mm.
Figur 10 Magnéitesch Induktiounskomponent laanscht d'radial Richtung; Standardmagnéitgréisst: schwaarz Linn 0,5×2 mm, blo Linn 2×2 mm, gréng Linn 3×2 mm, rout Linn 5×2 mm.
Spezial hydrodynamesch Modeller kënne benotzt ginn, fir d'Method vun der MNP-Liwwerung an Tumorgewebe ze studéieren, Nanopartikelen am Zilberäich ze konzentréieren an d'Verhale vun Nanopartikelen ënner hydrodynamesche Konditiounen am Kreislaufsystem ze bestëmmen. Permanentmagnete kënnen als extern Magnéitfelder benotzt ginn. Wa mir déi magnetostatesch Interaktioun tëscht den Nanopartikelen ignoréieren an de Modell vun der magnéitescher Flëssegkeet net berücksichtegen, ass et genuch, d'Interaktioun tëscht dem Magnéit an engem eenzege Nanopartikel mat enger Dipol-Dipol-Approximatioun ze schätzen.
Woubei m de magnéitesche Moment vum Magnet ass, r de Radiusvektor vum Punkt ass, wou sech d'Nanopartikel befënnt, a k de Systemfaktor ass. An der Dipolapproximatioun huet d'Feld vum Magnet eng ähnlech Konfiguratioun (Figur 11).
An engem gläichméissege Magnéitfeld rotéieren d'Nanopartikelen nëmmen laanscht d'Kraaftlinnen. An engem net-gläichméissege Magnéitfeld wierkt Kraaft drop:
Wou ass d'Derivat vun enger bestëmmter Richtung l. Zousätzlech zitt d'Kraaft d'Nanopartikelen an déi ongläichméissegst Beräicher vum Feld, dat heescht d'Krümmung an d'Dicht vun de Kraaftlinnen huelen zou.
Dofir ass et wënschenswäert, e genuch staarke Magnet (oder Magnetkette) mat offensichtlecher axialer Anisotropie am Beräich ze benotzen, wou d'Partikelen sech befannen.
Tabelle 1 weist d'Fäegkeet vun engem eenzege Magnet als ausreechend Magnéitfeldquell fir MNP am vaskuläre Bett vum Uwendungsfeld z'erfänken an ze späicheren.