在固体瘤中使用MR指导药物输送的无微气泡机械声波:一项概念验证研究

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 纳米技术 纳米技术
• 分子成像学分子成像学

背景情况:

• 超声波 (美国) 介导的药物递送,通常使用微泡,面临着短半衰期,成本和细胞毒性等挑战.
• 这些局限性阻碍了微气泡辅助声波穿的临床翻译.

研究的目的:

• 开发和验证无微气泡的超声波技术,以有效地在细胞内输送水友性剂.
• 用磁共振成像 (MRI) 证明药物输送的非侵入性监测.
• 为了比较无微气泡超声波的有效性和安全性与现有的透方法.

主要方法:

• 采用低强度,非聚焦的超声波协议 (1 MHz,MI 0.25,25%工作周期,1 Hz PRF).
• 在试验室中评估了Gadoteridol (MRI对比剂) 和propidium iodide (PI) 的细胞内输送.
• 评估了细胞活力,膜再密封和药剂分布.
• 在K562瘤携带小鼠的体内研究中,使用了静脉注射的同时使用,随后进行局部声波.

主要成果:

• 在试验室中,高达特的有效细胞内吸收 (~7 × 109 Gd 离子/细胞) 实现了>70%的细胞活力.
• 完整的膜重新密封发生在30分钟后的sonoporation.
• 与PI同时提供通过光显微镜和MRI证实了细胞质分布,对照组的被动吸收最小.
• 无微气泡的超声波检测显示了较高的吸收和较低的氧化应激相比,电波检测,皮诺细胞体和低压性胀.
• 在体内,超声波导致显著增强和延长T1MRI对比度,并增加了药物的内积累.

结论:

• 无微气泡的超声波检测是一种有效和可控的方法,用于细胞内输送水友性剂.
• 该技术提供了基于MRI的非侵入性监测,解决了基于微泡的方法的关键局限性.
• 这一策略显示出图像导向治疗应用的巨大潜力,特别是在固体瘤中.