ขณะนี้ Javascript ถูกปิดใช้งานในเบราว์เซอร์ของคุณเมื่อปิดการใช้งานจาวาสคริปต์ ฟังก์ชั่นบางอย่างของเว็บไซต์นี้จะไม่ทำงาน
ลงทะเบียนรายละเอียดเฉพาะของคุณและยาเฉพาะที่สนใจ แล้วเราจะจับคู่ข้อมูลที่คุณให้ไว้กับบทความในฐานข้อมูลที่กว้างขวางของเรา และส่งสำเนา PDF ให้คุณทางอีเมลอย่างทันท่วงที
ควบคุมการเคลื่อนที่ของอนุภาคนาโนเหล็กออกไซด์แม่เหล็กเพื่อการส่งมอบไซโตสแตติกแบบกำหนดเป้าหมาย
ผู้แต่ง 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 ศูนย์วิจัยกระทรวงสาธารณสุขแห่งสหพันธรัฐรัสเซีย, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 197341, สหพันธรัฐรัสเซีย;2 มหาวิทยาลัยเทคนิคไฟฟ้าเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก “LETI”, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 197376, สหพันธรัฐรัสเซีย;3 ศูนย์การแพทย์เฉพาะบุคคล, ศูนย์วิจัยทางการแพทย์แห่งรัฐอัลมาซอฟ, กระทรวงสาธารณสุขของสหพันธรัฐรัสเซีย, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 197341, สหพันธรัฐรัสเซีย;4FSBI “สถาบันวิจัยไข้หวัดใหญ่ตั้งชื่อตาม AA Smorodintsev” กระทรวงสาธารณสุขของสหพันธรัฐรัสเซีย เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก สหพันธรัฐรัสเซีย5 สถาบันสรีรวิทยาและชีวเคมีวิวัฒนาการ Sechenov, Russian Academy of Sciences, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, สหพันธรัฐรัสเซีย;6 สถาบันเซลล์วิทยา RAS, เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก, 194064, สหพันธรัฐรัสเซีย;7INSERM U1231, Faculty of Medicine and Pharmacy, Bourgogne-Franche Comté University of Dijon, France การสื่อสาร: Yana ToropovaAlmazov National Medical Research Centre, Ministry of Health of the Russian Federation, Saint-Petersburg, 197341, Russian Federation โทร +7 981 95264800 4997069 อีเมล [ป้องกันอีเมล] ความเป็นมา: แนวทางที่มีแนวโน้มในการแก้ไขปัญหาความเป็นพิษต่อเซลล์คือการใช้อนุภาคนาโนแม่เหล็ก (MNP) ในการจัดส่งยาแบบกำหนดเป้าหมายวัตถุประสงค์: เพื่อใช้การคำนวณเพื่อกำหนดคุณลักษณะที่ดีที่สุดของสนามแม่เหล็กที่ควบคุม MNP ในสิ่งมีชีวิต และเพื่อประเมินประสิทธิภาพของการส่งแมกนีตรอนของ MNP ไปยังเนื้องอกของเมาส์ ในหลอดทดลอง และ ในสิ่งมีชีวิต(MNPs-ICG) ถูกนำมาใช้การศึกษาความเข้มของการเรืองแสง ภายในร่างกาย ดำเนินการในหนูที่เป็นเนื้องอก โดยมีและไม่มีสนามแม่เหล็กในบริเวณที่สนใจการศึกษาเหล่านี้ดำเนินการบนโครงอุทกพลศาสตร์ที่พัฒนาโดยสถาบันเวชศาสตร์ทดลองของศูนย์วิจัยทางการแพทย์แห่งรัฐอัลมาซอฟ กระทรวงสาธารณสุขของรัสเซียผลลัพธ์: การใช้แม่เหล็กนีโอไดเมียมส่งเสริมการสะสมแบบเลือกสรรของ MNPหนึ่งนาทีหลังจากให้ MNPs-ICG ให้กับหนูที่มีเนื้องอก MNPs-ICG จะสะสมในตับเป็นหลักในกรณีที่ไม่มีและมีสนามแม่เหล็ก สิ่งนี้บ่งบอกถึงวิถีการเผาผลาญของมันแม้ว่าการเรืองแสงในเนื้องอกจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีสนามแม่เหล็ก แต่ความเข้มของการเรืองแสงในตับของสัตว์ก็ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปสรุป: MNP ประเภทนี้เมื่อรวมกับความแรงของสนามแม่เหล็กที่คำนวณได้ สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการพัฒนาการนำส่งยาที่ควบคุมด้วยแม่เหล็กไปยังเนื้อเยื่อเนื้องอกคำสำคัญ: การวิเคราะห์เรืองแสง อินโดไซยานีน อนุภาคนาโนของเหล็กออกไซด์ การนำส่งแมกนีตรอนของไซโตสเตติก การกำหนดเป้าหมายของเนื้องอก
โรคเนื้องอกเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียชีวิตทั่วโลกในเวลาเดียวกัน การเปลี่ยนแปลงของการเจ็บป่วยและการเสียชีวิตของโรคเนื้องอกยังคงมีอยู่1 เคมีบำบัดที่ใช้ในปัจจุบันยังคงเป็นหนึ่งในการรักษาหลักสำหรับเนื้องอกต่างๆในเวลาเดียวกัน การพัฒนาวิธีการลดความเป็นพิษเชิงระบบของไซโตสแตติกส์ยังคงมีความเกี่ยวข้องวิธีที่มีแนวโน้มในการแก้ปัญหาความเป็นพิษคือการใช้พาหะระดับนาโนเพื่อกำหนดเป้าหมายวิธีการจัดส่งยา ซึ่งสามารถทำให้เกิดการสะสมของยาในท้องถิ่นในเนื้อเยื่อเนื้องอก โดยไม่เพิ่มการสะสมในอวัยวะและเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีความเข้มข้น.2 วิธีนี้ทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและการกำหนดเป้าหมายของยาเคมีบำบัดบนเนื้อเยื่อเนื้องอกได้ ในขณะเดียวกันก็ลดความเป็นพิษต่อร่างกายของยาเหล่านั้นด้วย
ในบรรดาอนุภาคนาโนต่างๆ ที่ได้รับการพิจารณาสำหรับการนำส่งสารไซโตสแตติกแบบกำหนดเป้าหมาย อนุภาคนาโนแม่เหล็ก (MNPs) นั้นเป็นที่สนใจเป็นพิเศษ เนื่องจากมีคุณสมบัติทางเคมี ชีวภาพ และแม่เหล็กที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งรับประกันความเก่งกาจของพวกมันดังนั้นอนุภาคนาโนแม่เหล็กสามารถใช้เป็นระบบทำความร้อนเพื่อรักษาเนื้องอกที่มีภาวะอุณหภูมิเกิน (Magnetic Hyperthermia)นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นเครื่องมือวินิจฉัยได้ (การวินิจฉัยด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก)3-5 การใช้คุณลักษณะเหล่านี้ รวมกับความเป็นไปได้ของการสะสม MNP ในพื้นที่เฉพาะ โดยการใช้สนามแม่เหล็กภายนอก การส่งมอบการเตรียมยาแบบกำหนดเป้าหมายจะเปิดการสร้างระบบแมกนีตรอนแบบมัลติฟังก์ชั่นเพื่อกำหนดเป้าหมายเซลล์ไซโตสแตติกไปยังบริเวณเนื้องอก อนาคตระบบดังกล่าวจะรวมถึง MNP และสนามแม่เหล็กเพื่อควบคุมการเคลื่อนไหวในร่างกายในกรณีนี้ทั้งสนามแม่เหล็กภายนอกและแม่เหล็กฝังในบริเวณร่างกายที่มีเนื้องอกสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กได้6 วิธีแรกมีข้อบกพร่องร้ายแรง รวมถึงความต้องการใช้อุปกรณ์พิเศษในการกำหนดเป้าหมายยาด้วยแม่เหล็ก และความจำเป็นในการฝึกอบรมบุคลากรเพื่อทำการผ่าตัดนอกจากนี้วิธีนี้มีต้นทุนสูงและจำกัดและเหมาะสำหรับเนื้องอก "ผิวเผิน" ใกล้กับพื้นผิวของร่างกายเท่านั้นอีกทางเลือกหนึ่งของการใช้แม่เหล็กฝังรากฟันเทียมช่วยขยายขอบเขตการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีนี้ และอำนวยความสะดวกในการใช้งานกับเนื้องอกที่อยู่ตามส่วนต่างๆ ของร่างกายทั้งแม่เหล็กและแม่เหล็กแต่ละอันที่รวมอยู่ในขดลวดในช่องท้องสามารถใช้เป็นสิ่งปลูกถ่ายสำหรับความเสียหายของเนื้องอกในอวัยวะกลวงเพื่อให้แน่ใจว่าสามารถแจ้งได้อย่างไรก็ตาม จากการวิจัยที่ไม่ได้เผยแพร่ของเราเอง สิ่งเหล่านี้ไม่มีแรงดึงดูดเพียงพอที่จะรับประกันการกักเก็บ MNP จากกระแสเลือด
ประสิทธิภาพของการนำส่งยาแมกนีตรอนขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย: ลักษณะของตัวพาแม่เหล็กและลักษณะของแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็ก (รวมถึงพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตของแม่เหล็กถาวรและความแรงของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น)การพัฒนาเทคโนโลยีการนำส่งตัวยับยั้งเซลล์นำทางด้วยแม่เหล็กที่ประสบความสำเร็จควรเกี่ยวข้องกับการพัฒนาตัวพายาแม่เหล็กระดับนาโนที่เหมาะสม การประเมินความปลอดภัย และการพัฒนาวิธีปฏิบัติในการแสดงภาพที่ช่วยให้สามารถติดตามการเคลื่อนไหวของตัวยาในร่างกายได้
ในการศึกษานี้ เราคำนวณทางคณิตศาสตร์ถึงคุณลักษณะของสนามแม่เหล็กที่เหมาะสมที่สุดเพื่อควบคุมตัวพายาแม่เหล็กขนาดนาโนในร่างกายมีการศึกษาความเป็นไปได้ในการรักษา MNP ผ่านผนังหลอดเลือดภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กที่ประยุกต์ซึ่งมีลักษณะการคำนวณเหล่านี้ในหลอดเลือดหนูที่แยกได้นอกจากนี้เรายังสังเคราะห์คอนจูเกตของ MNP และสารเรืองแสง และพัฒนาโปรโตคอลสำหรับการสร้างภาพ ในวิฟภายใต้สภาวะ ในร่างกาย ในหนูแบบจำลองเนื้องอก ประสิทธิภาพการสะสมของ MNP ในเนื้อเยื่อเนื้องอกเมื่อบริหารอย่างเป็นระบบภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก
ในการศึกษา ในหลอดทดลอง เราใช้ MNP อ้างอิง และในการศึกษา ในสัตว์ทดลอง เราใช้ MNP ที่เคลือบด้วยโพลีเอสเตอร์กรดแลคติค (กรดโพลิแลกติก, PLA) ที่มีสารเรืองแสง (อินโดเลไซยานีน; ICG)มี MNP-ICG รวมอยู่ในเคส ให้ใช้ (MNP-PLA-EDA-ICG)
การสังเคราะห์และคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีของ MNP ได้รับการอธิบายโดยละเอียดในที่อื่น7,8
เพื่อสังเคราะห์ MNPs-ICG จึงมีการผลิตคอนจูเกต PLA-ICG ขึ้นเป็นครั้งแรกใช้ของผสมราซิมิกแบบผงของ PLA-D และ PLA-L ที่มีน้ำหนักโมเลกุล 60 กิโลดาลตันถูกนำมาใช้
เนื่องจาก PLA และ ICG เป็นกรดทั้งคู่ ในการสังเคราะห์คอนจูเกตของ PLA-ICG อันดับแรกจำเป็นต้องสังเคราะห์ตัวเว้นวรรคที่สิ้นสุดด้วยอะมิโนบน PLA ซึ่งช่วยให้เคมีดูดซับของ ICG ไปยังตัวเว้นวรรคตัวเว้นระยะถูกสังเคราะห์โดยใช้เอทิลีน ไดเอมีน (EDA), วิธีคาร์โบไดอิไมด์และคาร์โบไดอิไมด์ที่ละลายน้ำได้, 1-เอทิล-3-(3-ไดเมทิลอะมิโนโพรพิล) คาร์โบไดอิไมด์ (EDAC)ตัวเว้นระยะ PLA-EDA ถูกสังเคราะห์ดังนี้เติม EDA ส่วนเกิน 20 เท่าของฟันกรามและ EDAC ส่วนเกินของฟันกราม 20 เท่าลงในสารละลายคลอโรฟอร์ม PLA 0.1 กรัม/มิลลิลิตร 2 มล.การสังเคราะห์ถูกดำเนินการในหลอดทดลองโพลีโพรพิลีนขนาด 15 มล. บนเชคเกอร์ที่ความเร็ว 300 นาที-1 เป็นเวลา 2 ชั่วโมงรูปแบบการสังเคราะห์แสดงไว้ในรูปที่ 1 ทำซ้ำการสังเคราะห์ด้วยรีเอเจนต์ที่มากเกินไป 200 เท่าเพื่อปรับรูปแบบการสังเคราะห์ให้เหมาะสม
เมื่อสิ้นสุดการสังเคราะห์ สารละลายถูกปั่นแยกด้วยความเร็ว 3000 นาที-1 เป็นเวลา 5 นาทีเพื่อกำจัดอนุพันธ์ของโพลีเอทิลีนที่ตกตะกอนส่วนเกินออกจากนั้น สารละลาย ICG 0.5 มิลลิกรัม/มิลลิลิตร 2 มิลลิลิตรในไดเมทิล ซัลฟอกไซด์ (DMSO) ถูกเติมไปยังสารละลาย 2 มิลลิลิตรเครื่องกวนได้รับการแก้ไขที่ความเร็วการกวน 300 นาที-1 เป็นเวลา 2 ชั่วโมงแผนผังของคอนจูเกตที่ได้รับแสดงในรูปที่ 2
ใน MNP 200 มิลลิกรัม เราได้เติมคอนจูเกต PLA-EDA-ICG 4 มิลลิลิตรใช้เครื่องปั่น LS-220 (LOIP, รัสเซีย) กวนสารแขวนลอยเป็นเวลา 30 นาทีที่ความถี่ 300 นาที-1จากนั้นจึงล้างด้วยไอโซโพรพานอลสามครั้งและผ่านกระบวนการแยกแม่เหล็กใช้ UZD-2 Ultrasonic Disperser (FSUE NII TVCH, รัสเซีย) เพื่อเพิ่ม IPA ให้กับระบบกันสะเทือนเป็นเวลา 5-10 นาทีภายใต้การกระทำด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงอย่างต่อเนื่องหลังจากการล้าง IPA ครั้งที่สาม ตะกอนถูกล้างด้วยน้ำกลั่นและแขวนลอยอีกครั้งในน้ำเกลือทางสรีรวิทยาที่ความเข้มข้น 2 มก./มล.
อุปกรณ์ ZetaSizer Ultra (Malvern Instruments สหราชอาณาจักร) ใช้เพื่อศึกษาการกระจายขนาดของ MNP ที่ได้รับในสารละลายที่เป็นน้ำกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ที่มีแคโทดการปล่อยสนาม JEM-1400 STEM (JEOL, ญี่ปุ่น) ถูกนำมาใช้เพื่อศึกษารูปร่างและขนาดของ MNP
ในการศึกษานี้ เราใช้แม่เหล็กถาวรทรงกระบอก (เกรด N35 พร้อมการเคลือบป้องกันนิกเกิล) และขนาดมาตรฐานต่อไปนี้ (ความยาวแกนยาว × เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ): 0.5×2 มม., 2×2 มม., 3×2 มม. และ 5×2 มม.
การศึกษาในหลอดทดลองของการขนส่ง MNP ในระบบแบบจำลองได้ดำเนินการบนโครงอุทกพลศาสตร์ที่พัฒนาโดยสถาบันเวชศาสตร์ทดลองของศูนย์วิจัยทางการแพทย์แห่งรัฐ Almazov ของกระทรวงสาธารณสุขรัสเซียปริมาตรของของเหลวหมุนเวียน (น้ำกลั่นหรือสารละลาย Krebs-Henseleit) คือ 225 มล.แม่เหล็กทรงกระบอกที่มีแกนแม่เหล็กถูกใช้เป็นแม่เหล็กถาวรวางแม่เหล็กบนตัวยึดให้ห่างจากผนังด้านในของหลอดแก้วตรงกลาง 1.5 มม. โดยให้ปลายหันไปทางทิศทางของท่อ (แนวตั้ง)อัตราการไหลของของไหลในวงปิดคือ 60 ลิตร/ชม. (สอดคล้องกับความเร็วเชิงเส้น 0.225 ม./วินาที)สารละลาย Krebs-Henseleit ใช้เป็นของไหลหมุนเวียนเนื่องจากเป็นอะนาล็อกของพลาสมาค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดไดนามิกของพลาสมาคือ 1.1–1.3 mPa∙s9 ปริมาณ MNP ที่ถูกดูดซับในสนามแม่เหล็กถูกกำหนดโดยสเปกโตรโฟโตมิเตอร์จากความเข้มข้นของเหล็กในของเหลวที่หมุนเวียนหลังการทดลอง
นอกจากนี้ ยังมีการศึกษาทดลองในตารางกลศาสตร์ของไหลที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อตรวจสอบความสามารถในการซึมผ่านของหลอดเลือดส่วนประกอบหลักของการรองรับอุทกไดนามิกแสดงไว้ในรูปที่ 3 ส่วนประกอบหลักของขดลวดอุทกไดนามิกคือวงปิดที่จำลองภาพตัดขวางของระบบหลอดเลือดจำลองและถังเก็บการเคลื่อนที่ของของไหลแบบจำลองตามแนวรูปร่างของโมดูลหลอดเลือดนั้นมาจากปั๊มรีดท่อในระหว่างการทดลอง ให้รักษาระดับการกลายเป็นไอและช่วงอุณหภูมิที่ต้องการ และตรวจสอบพารามิเตอร์ของระบบ (อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหลของของเหลว และค่า pH)
รูปที่ 3 บล็อกไดอะแกรมของการตั้งค่าที่ใช้ศึกษาการซึมผ่านของผนังหลอดเลือดแดงคาโรติดถังเก็บ 1 ถัง, ปั๊ม peristaltic 2 ตัว, 3 กลไกในการแนะนำระบบกันสะเทือนที่มี MNP เข้าไปในลูป, มิเตอร์วัดการไหล 4 ดวง, เซ็นเซอร์ความดัน 5 ตัวในลูป, ตัวแลกเปลี่ยนความร้อน 6 ตัว, 7 ห้องพร้อมคอนเทนเนอร์, 8 แหล่งกำเนิด ของสนามแม่เหล็ก 9-บอลลูนที่มีไฮโดรคาร์บอน
ห้องที่บรรจุภาชนะบรรจุประกอบด้วยสามตู้คอนเทนเนอร์: ตู้คอนเทนเนอร์ขนาดใหญ่ด้านนอกและตู้คอนเทนเนอร์ขนาดเล็กสองตู้ซึ่งแขนของวงจรกลางผ่านไปใส่ cannula เข้าไปในภาชนะขนาดเล็ก ภาชนะจะถูกร้อยไว้บนภาชนะขนาดเล็ก และปลายของ cannula จะถูกมัดให้แน่นด้วยลวดเส้นเล็กช่องว่างระหว่างภาชนะขนาดใหญ่และภาชนะขนาดเล็กเต็มไปด้วยน้ำกลั่น และอุณหภูมิจะคงที่เนื่องจากการเชื่อมต่อกับตัวแลกเปลี่ยนความร้อนพื้นที่ในภาชนะขนาดเล็กเต็มไปด้วยสารละลาย Krebs-Henseleit เพื่อรักษาความมีชีวิตของเซลล์หลอดเลือดถังยังเต็มไปด้วยสารละลาย Krebs-Henseleitระบบจ่ายก๊าซ (คาร์บอน) ใช้ในการทำให้สารละลายกลายเป็นไอในภาชนะขนาดเล็กในถังเก็บและในห้องที่บรรจุภาชนะ (รูปที่ 4)
ภาพที่ 4 ห้องที่วางภาชนะ1-Cannula สำหรับลดหลอดเลือด, 2-Outer Chamber, 3-Small Chamber.ลูกศรแสดงทิศทางของของไหลจำลอง
เพื่อตรวจสอบดัชนีการซึมผ่านสัมพัทธ์ของผนังหลอดเลือด หลอดเลือดแดงคาโรติดของหนูถูกนำมาใช้
การนำระบบกันสะเทือน MNP (0.5 มล.) เข้าสู่ระบบมีลักษณะดังต่อไปนี้: ปริมาตรภายในรวมของถังและท่อเชื่อมต่อในลูปคือ 20 มล. และปริมาตรภายในของแต่ละห้องคือ 120 มล.แหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กภายนอกเป็นแม่เหล็กถาวรที่มีขนาดมาตรฐาน 2×3 มม.ติดตั้งไว้เหนือห้องเล็กๆ ห้องหนึ่ง ซึ่งอยู่ห่างจากตู้คอนเทนเนอร์ 1 ซม. โดยปลายด้านหนึ่งหันไปทางผนังตู้คอนเทนเนอร์อุณหภูมิจะอยู่ที่ 37°Cกำลังของปั๊มลูกกลิ้งตั้งไว้ที่ 50% ซึ่งสอดคล้องกับความเร็ว 17 ซม./วินาทีเพื่อเป็นการควบคุม ตัวอย่างจะถูกเก็บในเซลล์ที่ไม่มีแม่เหล็กถาวร
หนึ่งชั่วโมงหลังจากการบริหาร MNP ที่ความเข้มข้นที่กำหนด ตัวอย่างของเหลวจะถูกนำออกจากห้องเพาะเลี้ยงความเข้มข้นของอนุภาควัดโดยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์โดยใช้เครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ UV-Vis ของ Unico 2802S (United Products & Instruments, USA)เมื่อคำนึงถึงสเปกตรัมการดูดกลืนแสงของระบบกันสะเทือน MNP จะทำการวัดที่ 450 นาโนเมตร
ตามแนวทางของ Rus-LASA-FELASA สัตว์ทุกตัวได้รับการเลี้ยงและเลี้ยงในสถานที่ปลอดเชื้อโรคโดยเฉพาะการศึกษานี้สอดคล้องกับกฎระเบียบด้านจริยธรรมที่เกี่ยวข้องทั้งหมดสำหรับการทดลองและการวิจัยในสัตว์ และได้รับการอนุมัติด้านจริยธรรมจากศูนย์วิจัยทางการแพทย์แห่งชาติ Almazov (IACUC)สัตว์เหล่านี้ดื่มน้ำอย่างไม่จำกัดและให้อาหารเป็นประจำ
การศึกษาดำเนินการกับหนู NSG เพศชายที่ได้รับยาสลบอายุ 12 สัปดาห์ 10 ตัว (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, Jackson Laboratory, USA) จำนวน 10 ตัว ซึ่งมีน้ำหนัก 22 กรัม ± 10%เนื่องจากภูมิคุ้มกันของหนูที่เป็นโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องถูกระงับ หนูที่เป็นโรคภูมิคุ้มกันบกพร่องในกลุ่มนี้จึงสามารถปลูกถ่ายเซลล์และเนื้อเยื่อของมนุษย์ได้โดยไม่ต้องปฏิเสธการปลูกถ่ายครอกจากกรงที่แตกต่างกันได้รับการสุ่มให้กับกลุ่มทดลอง และพวกมันจะถูกผสมพันธุ์ร่วมกันหรือสัมผัสอย่างเป็นระบบบนผ้าปูที่นอนของกลุ่มอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่าจะได้สัมผัสกับจุลินทรีย์ทั่วไปอย่างเท่าเทียมกัน
เซลล์มะเร็งของมนุษย์ HeLa ถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแบบจำลองการปลูกถ่ายซีโนกราฟต์เพาะเลี้ยงเซลล์ใน DMEM ที่มีกลูตามีน (PanEco, รัสเซีย) เสริมด้วยซีรั่มของวัวของทารกในครรภ์ 10% (Hyclone, สหรัฐอเมริกา), เพนิซิลลิน 100 CFU / มล. และสเตรปโตมัยซิน 100 ไมโครกรัม / มล.บรรทัดเซลล์ได้รับการกรุณาจากห้องปฏิบัติการควบคุมการแสดงออกของยีนของสถาบันวิจัยเซลล์ของ Russian Academy of Sciencesก่อนการฉีด เซลล์ HeLa จะถูกเอาออกจากพลาสติกเพาะเลี้ยงด้วยสารละลายทริปซิน:เวอร์ซีน 1:1 (ไบโอล็อต รัสเซีย)หลังจากการล้าง เซลล์ถูกแขวนลอยในตัวกลางที่สมบูรณ์จนถึงความเข้มข้น 5×106 เซลล์ต่อ 200 ไมโครลิตร และเจือจางด้วยเมทริกซ์เมมเบรนชั้นใต้ดิน (ปราศจาก LDEV, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, บนน้ำแข็ง)สารแขวนลอยของเซลล์ที่เตรียมไว้ถูกฉีดใต้ผิวหนังเข้าไปในผิวหนังของต้นขาของหนูใช้คาลิเปอร์อิเล็กทรอนิกส์เพื่อติดตามการเติบโตของเนื้องอกทุกๆ 3 วัน
เมื่อเนื้องอกมีขนาดถึง 500 ลูกบาศก์มิลลิเมตร แม่เหล็กถาวรถูกฝังเข้าไปในเนื้อเยื่อกล้ามเนื้อของสัตว์ทดลองใกล้กับเนื้องอกในกลุ่มการทดลอง (MNPs-ICG + เนื้องอก-M) สารแขวนลอย MNP 0.1 มิลลิลิตรถูกฉีดและสัมผัสกับสนามแม่เหล็กสัตว์ทั้งตัวที่ไม่ได้รับการบำบัดถูกใช้เป็นตัวควบคุม (พื้นหลัง)นอกจากนี้ สัตว์ที่ถูกฉีดด้วย MNP 0.1 มิลลิลิตร แต่ไม่ได้ฝังด้วยแม่เหล็ก (MNPs-ICG + เนื้องอก-BM) ถูกนำมาใช้
การสร้างภาพเรืองแสงของตัวอย่าง ในหลอดทดลอง และ ในหลอดทดลอง ดำเนินการบนเครื่อง bioimager IVIS Lumina LT series III (PerkinElmer Inc., USA)สำหรับการแสดงภาพภายนอกร่างกาย ปริมาตร 1 มิลลิลิตรของคอนจูเกต PLA-EDA-ICG สังเคราะห์และ MNP-PLA-EDA-ICG ถูกเติมไปยังหลุมเพลตเมื่อพิจารณาถึงคุณลักษณะการเรืองแสงของสีย้อม ICG ตัวกรองที่ดีที่สุดที่ใช้ในการกำหนดความเข้มของการส่องสว่างของตัวอย่างจะถูกเลือก: ความยาวคลื่นการกระตุ้นสูงสุดคือ 745 นาโนเมตร และความยาวคลื่นการปล่อยแสงคือ 815 นาโนเมตรซอฟต์แวร์ Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) ถูกใช้เพื่อวัดความเข้มของแสงเรืองแสงของหลุมที่มีคอนจูเกตในเชิงปริมาณ
ความเข้มของการเรืองแสงและการสะสมของคอนจูเกต MNP-PLA-EDA-ICG ถูกวัด ใน หนูแบบจำลองเนื้องอก ในสัตว์ทดลอง โดยไม่ต้องมีและมีการใช้สนามแม่เหล็กในบริเวณที่สนใจหนูเมาส์ถูกดมยาสลบด้วยไอโซฟลูเรน และจากนั้นคอนจูเกต MNP-PLA-EDA-ICG 0.1 มิลลิลิตรถูกฉีดผ่านทางหลอดเลือดดำส่วนท้ายหนูที่ไม่ได้รับการรักษาถูกใช้เป็นตัวควบคุมเชิงลบเพื่อให้ได้พื้นหลังเรืองแสงหลังจากให้คอนจูเกตเข้าเส้นเลือดดำแล้ว ให้วางสัตว์ไว้บนขั้นตอนการให้ความร้อน (37°C) ในห้องของเครื่องสร้างภาพเรืองแสง IVIS Lumina LT series III (PerkinElmer Inc.) ในขณะที่ยังคงรักษาการสูดดมด้วยการดมยาสลบไอโซฟลูเรน 2%ใช้ตัวกรองในตัวของ ICG (745–815 นาโนเมตร) สำหรับการตรวจจับสัญญาณ 1 นาทีและ 15 นาทีหลังจากการแนะนำ MNP
เพื่อประเมินการสะสมของคอนจูเกตในเนื้องอกบริเวณช่องท้องของสัตว์นั้นถูกปกคลุมด้วยกระดาษซึ่งทำให้สามารถกำจัดการเรืองแสงที่สดใสซึ่งเกี่ยวข้องกับการสะสมของอนุภาคในตับหลังจากศึกษาการกระจายตัวทางชีวภาพของ MNP-PLA-EDA-ICG สัตว์เหล่านี้ได้รับการการุณยฆาตอย่างมนุษย์โดยการดมยาสลบไอโซฟลูเรนเกินขนาด เพื่อแยกพื้นที่เนื้องอกในภายหลังและการประเมินเชิงปริมาณของการแผ่รังสีเรืองแสงใช้ซอฟต์แวร์ Living Image 4.5.5 (PerkinElmer Inc.) เพื่อประมวลผลการวิเคราะห์สัญญาณจากภูมิภาคที่สนใจที่เลือกด้วยตนเองทำการวัดสามครั้งสำหรับสัตว์แต่ละตัว (n = 9)
ในการศึกษานี้ เราไม่ได้วัดปริมาณความสำเร็จในการโหลด ICG บน MNPs-ICGนอกจากนี้ เราไม่ได้เปรียบเทียบประสิทธิภาพการกักเก็บอนุภาคนาโนภายใต้อิทธิพลของแม่เหล็กถาวรที่มีรูปร่างต่างกันนอกจากนี้ เราไม่ได้ประเมินผลกระทบระยะยาวของสนามแม่เหล็กต่อการกักเก็บอนุภาคนาโนในเนื้อเยื่อเนื้องอก
อนุภาคนาโนมีอิทธิพลเหนือ โดยมีขนาดเฉลี่ย 195.4 นาโนเมตรนอกจากนี้ สารแขวนลอยยังมีสารจับกลุ่มที่มีขนาดเฉลี่ย 1176.0 นาโนเมตร (รูปที่ 5A)ต่อมา ส่วนถูกกรองผ่านตัวกรองแบบหมุนเหวี่ยงศักย์ซีตาของอนุภาคคือ -15.69 mV (รูปที่ 5B)
รูปที่ 5 คุณสมบัติทางกายภาพของสารแขวนลอย: (A) การกระจายขนาดอนุภาค;(B) การกระจายตัวของอนุภาคที่ศักย์ซีตา;(C) ภาพถ่าย TEM ของอนุภาคนาโน
โดยพื้นฐานแล้วขนาดอนุภาคคือ 200 นาโนเมตร (รูปที่ 5C) ประกอบด้วย MNP เดี่ยวที่มีขนาด 20 นาโนเมตร และเปลือกอินทรีย์ที่ผันแปรด้วย PLA-EDA-ICG ที่มีความหนาแน่นของอิเล็กตรอนต่ำกว่าการก่อตัวของกลุ่มก้อนในสารละลายที่เป็นน้ำสามารถอธิบายได้ด้วยโมดูลัสที่ค่อนข้างต่ำของแรงเคลื่อนไฟฟ้าของอนุภาคนาโนแต่ละตัว
สำหรับแม่เหล็กถาวร เมื่อการทำให้เป็นแม่เหล็กมีความเข้มข้นในปริมาตร V นิพจน์อินทิกรัลจะถูกแบ่งออกเป็นอินทิกรัล 2 อัน ได้แก่ ปริมาตรและพื้นผิว:
ในกรณีของตัวอย่างที่มีสนามแม่เหล็กคงที่ ความหนาแน่นกระแสจะเป็นศูนย์จากนั้น การแสดงออกของเวกเตอร์การเหนี่ยวนำแม่เหล็กจะอยู่ในรูปแบบต่อไปนี้:
ใช้โปรแกรม MATLAB (MathWorks, Inc., USA) ในการคำนวณเชิงตัวเลข, ใบอนุญาตทางวิชาการ ETU “LETI” หมายเลข 40502181
ดังแสดงในรูปที่ 7 รูปที่ 8 รูปที่ 9 รูปที่ 10 สนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งที่สุดถูกสร้างขึ้นโดยแม่เหล็กที่วางแนวตามแนวแกนจากปลายกระบอกสูบรัศมีการออกฤทธิ์ที่มีประสิทธิผลเทียบเท่ากับรูปทรงของแม่เหล็กในแม่เหล็กทรงกระบอกที่มีทรงกระบอกซึ่งมีความยาวมากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง สนามแม่เหล็กที่แรงที่สุดจะถูกสังเกตในทิศทางตามแนวแกน - รัศมี (สำหรับส่วนประกอบที่เกี่ยวข้อง)ดังนั้นกระบอกสูบคู่ที่มีอัตราส่วนกว้างยาว (เส้นผ่านศูนย์กลางและความยาว) การดูดซับ MNP จึงมีประสิทธิภาพมากที่สุด
รูปที่ 7 ส่วนประกอบของความเข้มการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Bz ตามแนวแกนออนซ์ของแม่เหล็กขนาดมาตรฐานของแม่เหล็ก: เส้นสีดำ 0.5×2 มม., เส้นสีน้ำเงิน 2×2 มม., เส้นสีเขียว 3×2 มม., เส้นสีแดง 5×2 มม.
รูปที่ 8 ส่วนประกอบการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก Br ตั้งฉากกับแกนแม่เหล็ก ออนซ์;ขนาดมาตรฐานของแม่เหล็ก: เส้นสีดำ 0.5×2 มม., เส้นสีน้ำเงิน 2×2 มม., เส้นสีเขียว 3×2 มม., เส้นสีแดง 5×2 มม.
รูปที่ 9 ส่วนประกอบ Bz ความเข้มของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่ระยะ r จากแกนปลายของแม่เหล็ก (z=0)ขนาดมาตรฐานของแม่เหล็ก: เส้นสีดำ 0.5×2 มม., เส้นสีน้ำเงิน 2×2 มม., เส้นสีเขียว 3×2 มม., เส้นสีแดง 5×2 มม.
รูปที่ 10 ส่วนประกอบการเหนี่ยวนำแม่เหล็กตามทิศทางแนวรัศมีขนาดแม่เหล็กมาตรฐาน: เส้นสีดำ 0.5×2 มม., เส้นสีน้ำเงิน 2×2 มม., เส้นสีเขียว 3×2 มม., เส้นสีแดง 5×2 มม.
แบบจำลองอุทกไดนามิกพิเศษสามารถใช้เพื่อศึกษาวิธีการส่ง MNP ไปยังเนื้อเยื่อเนื้องอก ทำให้อนุภาคนาโนเข้มข้นในพื้นที่เป้าหมาย และตรวจสอบพฤติกรรมของอนุภาคนาโนภายใต้สภาวะอุทกพลศาสตร์ในระบบไหลเวียนโลหิตแม่เหล็กถาวรสามารถใช้เป็นสนามแม่เหล็กภายนอกได้หากเราเพิกเฉยต่อปฏิกิริยาระหว่างแม่เหล็กระหว่างอนุภาคนาโนและไม่คำนึงถึงแบบจำลองของไหลแม่เหล็ก ก็เพียงพอแล้วที่จะประมาณปฏิสัมพันธ์ระหว่างแม่เหล็กกับอนุภาคนาโนเดี่ยวด้วยการประมาณไดโพล-ไดโพล
โดยที่ m คือโมเมนต์แม่เหล็กของแม่เหล็ก r คือเวกเตอร์รัศมีของจุดที่อนุภาคนาโนตั้งอยู่ และ k คือปัจจัยของระบบในการประมาณไดโพล สนามแม่เหล็กมีโครงร่างที่คล้ายกัน (รูปที่ 11)
ในสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอ อนุภาคนาโนจะหมุนไปตามเส้นแรงเท่านั้นในสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอ แรงจะกระทำต่อสนามแม่เหล็กนั้น:
อนุพันธ์ของทิศทางที่กำหนดอยู่ที่ไหน lนอกจากนี้ แรงจะดึงอนุภาคนาโนเข้าสู่พื้นที่ที่ไม่เรียบที่สุดของสนาม กล่าวคือ ความโค้งและความหนาแน่นของเส้นแรงเพิ่มขึ้น
ดังนั้นจึงควรใช้แม่เหล็กที่มีกำลังแรงเพียงพอ (หรือโซ่แม่เหล็ก) ที่มีแอนไอโซโทรปีตามแนวแกนที่ชัดเจนในบริเวณที่อนุภาคตั้งอยู่
ตารางที่ 1 แสดงความสามารถของแม่เหล็กเดี่ยวในฐานะแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กที่เพียงพอในการจับและรักษา MNP ไว้ในเตียงหลอดเลือดของสนามแอปพลิเคชัน