固体腫瘍におけるMR誘導薬物投与のためのマイクロバブルフリーメカニカルソノポレーション:概念実証研究

科学分野:

• バイオメディカルエンジニアリング
• ナノテクノロジー ナノテクノロジー
• 分子イメージングは分子イメージングです.

背景:

• 超音波 (米国) 媒介による薬物投与は,しばしばマイクロバブルを使用し,短い半減期,コスト,および細胞毒性などの課題に直面しています.
• マイクロバブルアシストドソノポレーションの臨床翻訳は,これらの制限によって妨げられています.

研究 の 目的:

• 水性剤の効率的な細胞内投与のためのマイクロバブルフリーソノポレーション技術を開発し,検証する.
• 磁気共鳴画像 (MRI) を使用した薬物投与の非侵襲的なモニタリングを実証する.
• マイクロバブルフリーソノポレーションの有効性と安全性を,既存の浸透性法と比較する.

主な方法:

• 低強度,非焦点超音波プロトコル (1MHz,MI 0.25,25%デバイトサイクル,1Hz PRF) が採用されました.
• ガドテリドール (MRIコントラスト剤) とプロピジアムヨウ化物 (PI) の細胞内投与は,in vitroで評価されました.
• 細胞の生存能力,膜の再密封,および薬剤の分布を評価した.
• K562の腫瘍を患ったマウスの体内試験では,静脈内併用投与とローカルソノポレーションを用いた.

主要な成果:

• ガドテリドールの効率的な細胞内吸収 (~7×109Gdイオン/細胞) は,細胞生存率>70%でin vitroで達成されました.
• 完全な膜再密閉は,ソノポレーション後30分以内に発生しました.
• 光顕微鏡とMRIによるPIとの共配により,制御群における最小限の被動的吸収で,細胞分裂分布が確認されました.
• マイクロバブルフリー・ソノポレーションでは,電波ポレーション,ピノサイトーシトーシス,および低圧性腫れと比較して,より高い吸収率とより低い酸化ストレスを示した.
• In vivoでは,ソノポレーションにより,T1MRIコントラストが著しく強化され,延長され,腫瘍内薬剤の蓄積が増加しました.

結論:

• マイクロバブルフリーソノポレーションは,ヒドロフィリック剤の細胞内投与のための有効かつ制御可能な方法です.
• この技術は,MRIベースの非侵襲的なモニタリングを提供し,マイクロバブルベースのアプローチの主要な限界に対処します.
• この戦略は,特に固体腫瘍において,画像主導の治療アプリケーションの大きな可能性を示しています.