Javascript ამჟამად თქვენს ბრაუზერში გამორთულია. როდესაც Javascript გამორთულია, ამ ვებსაიტის ზოგიერთი ფუნქცია არ იმუშავებს.
დაარეგისტრირეთ თქვენი კონკრეტული მონაცემები და თქვენთვის საინტერესო კონკრეტული პრეპარატები და ჩვენ თქვენს მიერ მოწოდებულ ინფორმაციას ჩვენს ვრცელ მონაცემთა ბაზაში არსებულ სტატიებს შევადარებთ და დროულად გამოგიგზავნით PDF ასლს ელექტრონული ფოსტით.
ციტოსტატიკების მიზნობრივი მიწოდებისთვის მაგნიტური რკინის ოქსიდის ნანონაწილაკების მოძრაობის კონტროლი
ავტორი ტოროპოვა ი, კოროლევი დ, ისტომინა მ, შულმეისტერი გ, პეტუხოვი ა, მიშანინ ვ, გორშკოვი ა, პოდიაჩევა ე, გარეევი კ, ბაგრავი ა, დემიდოვი ო.
იანა ტოროპოვა,1 დიმიტრი კოროლიოვი,1 მარია ისტომინა,1,2 გალინა შულმეისტერი,1 ალექსეი პეტუხოვი,1,3 ვლადიმერ მიშანინი,1 ანდრეი გორშკოვი,4 ეკატერინა პოდიაჩევა,1 კამილ გარეევი,2 ალექსეი ბაგროვი,5 ოლეგ დემიდოვი6,71 რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტროს ალმაზოვის ეროვნული სამედიცინო კვლევითი ცენტრი, სანქტ-პეტერბურგი, 197341, რუსეთის ფედერაცია; 2 სანქტ-პეტერბურგის ელექტროტექნიკური უნივერსიტეტი „LETI“, სანქტ-პეტერბურგი, 197376, რუსეთის ფედერაცია; 3 პერსონალიზებული მედიცინის ცენტრი, ალმაზოვის სახელმწიფო სამედიცინო კვლევითი ცენტრი, რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტრო, სანქტ-პეტერბურგი, 197341, რუსეთის ფედერაცია; 4 რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტროს „ა.ა. სმოროდინცევის სახელობის გრიპის კვლევის ინსტიტუტი“, სანქტ-პეტერბურგი, რუსეთის ფედერაცია; 5 სეჩენოვის სახელობის ევოლუციური ფიზიოლოგიისა და ბიოქიმიის ინსტიტუტი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემია, სანქტ-პეტერბურგი, რუსეთის ფედერაცია; 6 RAS-ის ციტოლოგიის ინსტიტუტი, სანქტ-პეტერბურგი, 194064, რუსეთის ფედერაცია; 7INSERM U1231, მედიცინისა და ფარმაციის ფაკულტეტი, ბურგონ-ფრანშ-კონტე, დიჟონის უნივერსიტეტი, საფრანგეთი. კომუნიკაცია: იანა ტოროპოვა, ალმაზოვის სახელობის ეროვნული სამედიცინო კვლევითი ცენტრი, რუსეთის ფედერაციის ჯანდაცვის სამინისტრო, სანქტ-პეტერბურგი, 197341, რუსეთის ფედერაცია. ტელ: +7 981 95264800 4997069. ელ. ფოსტა: [email protected]. შესავალი: ციტოსტატიკური ტოქსიკურობის პრობლემისადმი პერსპექტიული მიდგომაა მაგნიტური ნანონაწილაკების (MNP) გამოყენება წამლის მიზნობრივი მიწოდებისთვის. მიზანი: გამოთვლების გამოყენებით დადგინდეს MNP-ების კონტროლის მაგნიტური ველის საუკეთესო მახასიათებლები in vivo და შეფასდეს MNP-ების მაგნეტრონული მიწოდების ეფექტურობა თაგვის სიმსივნეებში in vitro და in vivo. გამოიყენება MNPs-ICG. In vivo ლუმინესცენციის ინტენსივობის კვლევები ჩატარდა სიმსივნურ თაგვებში, საინტერესო ადგილას მაგნიტური ველით და მის გარეშე. ეს კვლევები ჩატარდა რუსეთის ჯანდაცვის სამინისტროს ალმაზოვის სახელობის სახელმწიფო სამედიცინო კვლევითი ცენტრის ექსპერიმენტული მედიცინის ინსტიტუტის მიერ შემუშავებულ ჰიდროდინამიკურ ხარაჩოზე. შედეგი: ნეოდიმიუმის მაგნიტების გამოყენებამ ხელი შეუწყო MNP-ის შერჩევით დაგროვებას. სიმსივნის მქონე თაგვებში MNPs-ICG-ის მიღებიდან ერთი წუთის შემდეგ, MNPs-ICG ძირითადად გროვდება ღვიძლში. მაგნიტური ველის არარსებობისა და არსებობის შემთხვევაში, ეს მიუთითებს მის მეტაბოლურ გზაზე. მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიტური ველის არსებობისას სიმსივნეში ფლუორესცენციის ზრდა დაფიქსირდა, ცხოველის ღვიძლში ფლუორესცენციის ინტენსივობა დროთა განმავლობაში არ შეცვლილა. დასკვნა: MNP-ის ეს ტიპი, გამოთვლილ მაგნიტურ ველის სიძლიერესთან ერთად, შეიძლება იყოს საფუძველი ციტოსტატიკური პრეპარატების მაგნიტურად კონტროლირებადი მიწოდების შემუშავებისთვის სიმსივნურ ქსოვილებში. საკვანძო სიტყვები: ფლუორესცენტული ანალიზი, ინდოციანინი, რკინის ოქსიდის ნანონაწილაკები, ციტოსტატიკების მაგნეტრონული მიწოდება, სიმსივნის დამიზნება.
სიმსივნური დაავადებები მსოფლიოში სიკვდილიანობის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზია. ამავდროულად, სიმსივნური დაავადებების ავადობისა და სიკვდილიანობის ზრდის დინამიკა კვლავ არსებობს.1 დღეს გამოყენებული ქიმიოთერაპია კვლავ სხვადასხვა სიმსივნის მკურნალობის ერთ-ერთ მთავარ მეთოდს წარმოადგენს. ამავდროულად, ციტოსტატიკების სისტემური ტოქსიკურობის შემცირების მეთოდების შემუშავება კვლავ აქტუალურია. მისი ტოქსიკურობის პრობლემის გადაჭრის პერსპექტიული მეთოდია ნანომასშტაბიანი მატარებლების გამოყენება წამლების მიწოდების მეთოდების სამიზნედ, რომლებსაც შეუძლიათ უზრუნველყონ წამლების ადგილობრივი დაგროვება სიმსივნურ ქსოვილებში მათი ჯანმრთელ ორგანოებსა და ქსოვილებში დაგროვების გაზრდის გარეშე.2 ეს მეთოდი შესაძლებელს ხდის ქიმიოთერაპიული პრეპარატების ეფექტურობისა და სამიზნედ გამოყენების გაუმჯობესებას სიმსივნურ ქსოვილებზე, ამავდროულად მათი სისტემური ტოქსიკურობის შემცირებას.
ციტოსტატიკური აგენტების მიზნობრივი მიწოდებისთვის განხილულ სხვადასხვა ნანონაწილაკებს შორის, მაგნიტური ნანონაწილაკები (MNP) განსაკუთრებით საინტერესოა მათი უნიკალური ქიმიური, ბიოლოგიური და მაგნიტური თვისებების გამო, რაც უზრუნველყოფს მათ მრავალფეროვნებას. ამიტომ, მაგნიტური ნანონაწილაკები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გათბობის სისტემა ჰიპერთერმიით დაავადებული სიმსივნეების სამკურნალოდ (მაგნიტური ჰიპერთერმია). მათი გამოყენება ასევე შესაძლებელია როგორც დიაგნოსტიკური აგენტები (მაგნიტურ-რეზონანსული დიაგნოსტიკა). 3-5 ამ მახასიათებლების გამოყენება, MNP-ების კონკრეტულ უბანში დაგროვების შესაძლებლობასთან ერთად, გარე მაგნიტური ველის გამოყენებით, მიზნობრივი ფარმაცევტული პრეპარატების მიწოდება ქმნის მრავალფუნქციური მაგნეტრონული სისტემის შექმნას ციტოსტატიკების სიმსივნის ადგილზე დასამისამართებლად. ასეთი სისტემა მოიცავს MNP-ებს და მაგნიტურ ველებს სხეულში მათი მოძრაობის გასაკონტროლებლად. ამ შემთხვევაში, მაგნიტური ველის წყაროდ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გარე მაგნიტური ველები, ასევე სიმსივნის შემცველ სხეულის უბანში მოთავსებული მაგნიტური იმპლანტები. 6 პირველ მეთოდს აქვს სერიოზული ნაკლოვანებები, მათ შორის პრეპარატების მაგნიტური დამიზნებისთვის სპეციალიზებული აღჭურვილობის გამოყენების აუცილებლობა და ქირურგიული ჩარევის ჩასატარებლად პერსონალის მომზადების აუცილებლობა. გარდა ამისა, ამ მეთოდს მაღალი ღირებულება ართულებს და მხოლოდ სხეულის ზედაპირთან ახლოს მდებარე „ზედაპირული“ სიმსივნეებისთვისაა შესაფერისი. მაგნიტური იმპლანტების გამოყენების ალტერნატიული მეთოდი აფართოებს ამ ტექნოლოგიის გამოყენების ფარგლებს, რაც ხელს უწყობს მის გამოყენებას სხეულის სხვადასხვა ნაწილში განლაგებულ სიმსივნეებზე. როგორც ინდივიდუალური მაგნიტები, ასევე ინტრალუმინალურ სტენტში ინტეგრირებული მაგნიტები შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც იმპლანტები ღრუ ორგანოებში სიმსივნის დაზიანებისთვის, მათი გამტარობის უზრუნველსაყოფად. თუმცა, ჩვენივე გამოუქვეყნებელი კვლევის თანახმად, ისინი საკმარისად მაგნიტური არ არის სისხლის მიმოქცევიდან MNP-ის შეკავების უზრუნველსაყოფად.
მაგნეტრონული წამლის მიწოდების ეფექტურობა დამოკიდებულია მრავალ ფაქტორზე: თავად მაგნიტური მატარებლის მახასიათებლებზე და მაგნიტური ველის წყაროს მახასიათებლებზე (მათ შორის მუდმივი მაგნიტების გეომეტრიულ პარამეტრებზე და მათ მიერ წარმოქმნილი მაგნიტური ველის სიძლიერეზე). მაგნიტურად მართვადი უჯრედული ინჰიბიტორის მიწოდების წარმატებული ტექნოლოგიის შემუშავება უნდა მოიცავდეს შესაბამისი მაგნიტური ნანომასშტაბიანი წამლის მატარებლების შემუშავებას, მათი უსაფრთხოების შეფასებას და ვიზუალიზაციის პროტოკოლის შემუშავებას, რომელიც საშუალებას იძლევა მათი მოძრაობების თვალყურის დევნებისა ორგანიზმში.
ამ კვლევაში, ჩვენ მათემატიკურად გამოვთვალეთ ორგანიზმში მაგნიტური ნანომასშტაბიანი წამლის მატარებლის კონტროლისთვის ოპტიმალური მაგნიტური ველის მახასიათებლები. ასევე შესწავლილი იქნა MNP-ების სისხლძარღვის კედელში შეკავების შესაძლებლობა ამ გამოთვლითი მახასიათებლებით გამოყენებული მაგნიტური ველის ზემოქმედებით. გარდა ამისა, ჩვენ სინთეზირდა MNP-ების და ფლუორესცენტური აგენტების კონიუგატები და შევიმუშავეთ პროტოკოლი მათი ვიზუალიზაციისთვის in vivo. in vivo პირობებში, სიმსივნის მოდელის თაგვებში, შესწავლილი იქნა MNP-ების დაგროვების ეფექტურობა სიმსივნურ ქსოვილებში, როდესაც ისინი სისტემურად შეჰყავთ მაგნიტური ველის ზემოქმედებით.
ინ ვიტრო კვლევაში გამოვიყენეთ საცნობარო MNP, ხოლო ინ ვივო კვლევაში - რძემჟავა პოლიესტერით (პოლირძემჟავა, PLA) დაფარული MNP, რომელიც შეიცავს ფლუორესცენტურ აგენტს (ინდოლეციანინი; ICG). MNP-ICG შედის გამოყენების შემთხვევაში (MNP-PLA-EDA-ICG).
MNP-ის სინთეზი და ფიზიკური და ქიმიური თვისებები დეტალურად არის აღწერილი სხვაგან. 7,8
MNPs-ICG-ის სინთეზირებისთვის თავდაპირველად წარმოებული იქნა PLA-ICG კონიუგატები. გამოყენებული იქნა PLA-D-სა და PLA-L-ის ფხვნილისებრი რაცემიული ნარევი 60 kDa მოლეკულური წონით.
რადგან PLA და ICG ორივე მჟავაა, PLA-ICG კონიუგატების სინთეზირებისთვის, პირველ რიგში, საჭიროა PLA-ზე ამინო-ბოლოიანი სპეისერის სინთეზირება, რაც ხელს უწყობს ICG-ის სპეისერთან შეხებას. სპეისერი სინთეზირებული იქნა ეთილენდიამინის (EDA), კარბოდიიმიდის მეთოდის და წყალში ხსნადი კარბოდიიმიდის, 1-ეთილ-3-(3-დიმეთილამინოპროპილ) კარბოდიიმიდის (EDAC) გამოყენებით. PLA-EDA სპეისერი სინთეზირებულია შემდეგნაირად. 2 მლ 0.1 გ/მლ PLA ქლოროფორმის ხსნარს დაუმატეთ EDA-ს 20-ჯერ მეტი მოლური სიჭარბე და EDAC-ის 20-ჯერ მეტი მოლური სიჭარბე. სინთეზი ჩატარდა 15 მლ პოლიპროპილენის საცდელ მილში შეიკერზე 300 წთ-1 სიჩქარით 2 საათის განმავლობაში. სინთეზის სქემა ნაჩვენებია ნახაზ 1-ში. სინთეზის სქემის ოპტიმიზაციისთვის, გაიმეორეთ სინთეზი რეაგენტების 200-ჯერ მეტი სიჭარბით.
სინთეზის დასრულების შემდეგ, ხსნარი დაცენტრიფუგირებული იქნა 3000 წთ-1 სიჩქარით 5 წუთის განმავლობაში, ჭარბი პოლიეთილენის წარმოებულების მოსაშორებლად. შემდეგ, 2 მლ ხსნარს დაემატა 2 მლ 0.5 მგ/მლ ICG ხსნარი დიმეთილსულფოქსიდში (DMSO). შემრევი ფიქსირდება 300 წთ-1 სიჩქარით 2 საათის განმავლობაში. მიღებული კონიუგატის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.
200 მგ MNP-ში დავამატეთ 4 მლ PLA-EDA-ICG კონიუგატი. სუსპენზიის 30 წუთის განმავლობაში, 300 წთ-1 სიხშირით, LS-220 შეიკერის (LOIP, რუსეთი) გამოყენებით, ის სამჯერ გაირეცხა იზოპროპანოლით და დაექვემდებარა მაგნიტურ გამოყოფას. სუსპენზიაში IPA-ს დასამატებლად გამოიყენეთ UZD-2 ულტრაბგერითი დისპერსერი (FSUE NII TVCH, რუსეთი) 5-10 წუთის განმავლობაში უწყვეტი ულტრაბგერითი მოქმედებით. მესამე IPA-თი გარეცხვის შემდეგ, ნალექი გაირეცხა გამოხდილი წყლით და ხელახლა გაიხსნა ფიზიოლოგიურ ხსნარში 2 მგ/მლ კონცენტრაციით.
მიღებული MNP-ის წყალხსნარში ზომის განაწილების შესასწავლად გამოყენებული იქნა ZetaSizer Ultra-ს აპარატურა (Malvern Instruments, დიდი ბრიტანეთი). MNP-ის ფორმისა და ზომის შესასწავლად გამოყენებული იქნა გამტარი ელექტრონული მიკროსკოპი (TEM) JEM-1400 STEM ველის ემისიის კათოდით (JEOL, იაპონია).
ამ კვლევაში ჩვენ ვიყენებთ ცილინდრულ მუდმივ მაგნიტებს (N35 კლასის; ნიკელის დამცავი საფარით) და შემდეგ სტანდარტულ ზომებს (გრძელი ღერძის სიგრძე × ცილინდრის დიამეტრი): 0.5×2 მმ, 2×2 მმ, 3×2 მმ და 5×2 მმ.
მოდელურ სისტემაში MNP ტრანსპორტის in vitro კვლევა ჩატარდა რუსეთის ჯანდაცვის სამინისტროს ალმაზოვის სახელობის სახელმწიფო სამედიცინო კვლევითი ცენტრის ექსპერიმენტული მედიცინის ინსტიტუტის მიერ შემუშავებულ ჰიდროდინამიკურ ხარაჩოზე. მოცირკულირე სითხის (გამოხდილი წყალი ან კრებს-ჰენსელეიტის ხსნარი) მოცულობა 225 მლ-ია. ღერძულად მაგნიტიზებული ცილინდრული მაგნიტები გამოიყენება მუდმივ მაგნიტებად. მაგნიტი მოათავსეთ დამჭერზე ცენტრალური მინის მილის შიდა კედლიდან 1.5 მმ-ით დაშორებით, მისი ბოლო მილის მიმართულებით (ვერტიკალურად) იყოს მიმართული. დახურულ მარყუჟში სითხის ნაკადის სიჩქარეა 60 ლ/სთ (შეესაბამება 0.225 მ/წმ წრფივ სიჩქარეს). კრებს-ჰენსელეიტის ხსნარი გამოიყენება მოცირკულირე სითხედ, რადგან ის პლაზმის ანალოგია. პლაზმის დინამიური სიბლანტის კოეფიციენტია 1.1–1.3 მპა∙წმ.9 მაგნიტურ ველში ადსორბირებული MNP-ის რაოდენობა განისაზღვრება სპექტროფოტომეტრიით ექსპერიმენტის შემდეგ მოცირკულირე სითხეში რკინის კონცენტრაციიდან.
გარდა ამისა, სისხლძარღვების ფარდობითი გამტარიანობის დასადგენად, ექსპერიმენტული კვლევები ჩატარდა გაუმჯობესებულ სითხის მექანიკის ცხრილზე. ჰიდროდინამიკური საყრდენის ძირითადი კომპონენტები ნაჩვენებია ნახაზ 3-ში. ჰიდროდინამიკური სტენტის ძირითადი კომპონენტებია დახურული მარყუჟი, რომელიც მოდელის სისხლძარღვთა სისტემის განივი კვეთის სიმულირებას ახდენს და შესანახი ავზი. მოდელის სითხის მოძრაობას სისხლძარღვის მოდულის კონტურის გასწვრივ უზრუნველყოფს პერისტალტიკური ტუმბო. ექსპერიმენტის დროს შეინარჩუნეთ აორთქლება და საჭირო ტემპერატურის დიაპაზონი და აკონტროლეთ სისტემის პარამეტრები (ტემპერატურა, წნევა, სითხის ნაკადის სიჩქარე და pH მნიშვნელობა).
სურათი 3. საძილე არტერიის კედლის გამტარიანობის შესასწავლად გამოყენებული მოწყობილობის ბლოკ-დიაგრამა. 1. შესანახი ავზი, 2. პერისტალტიკური ტუმბო, 3. მარყუჟში MNP შემცველი სუსპენზიის შეყვანის მექანიზმი, 4. ნაკადის მრიცხველი, 5. მარყუჟში წნევის სენსორი, 6. სითბოს გადამცვლელი, 7. კონტეინერიანი კამერა, 8. მაგნიტური ველის წყარო, 9. ნახშირწყალბადებით სავსე ბუშტი.
კონტეინერის შემცველი კამერა სამი კონტეინერისგან შედგება: გარე დიდი კონტეინერი და ორი პატარა კონტეინერი, რომლებშიც ცენტრალური წრედის მკლავები გადის. კანულა პატარა კონტეინერში თავსდება, კონტეინერი პატარა კონტეინერზეა მიმაგრებული და კანულას წვერი მჭიდროდ არის შეკრული თხელი მავთულით. დიდ და პატარა კონტეინერს შორის სივრცე ივსება გამოხდილი წყლით და ტემპერატურა მუდმივი რჩება სითბოს გადამცვლელთან შეერთების გამო. პატარა კონტეინერში სივრცე ივსება კრებს-ჰენსელეიტის ხსნარით სისხლძარღვების უჯრედების სიცოცხლისუნარიანობის შესანარჩუნებლად. ავზი ასევე ივსება კრებს-ჰენსელეიტის ხსნარით. გაზის (ნახშირბადის) მიწოდების სისტემა გამოიყენება შესანახ ავზსა და კონტეინერის შემცველ კამერაში არსებული პატარა კონტეინერის ხსნარის აორთქლებისთვის (სურათი 4).
სურათი 4. კამერა, სადაც კონტეინერია მოთავსებული. 1-სისხლძარღვების დასაწევი კანულა, 2-გარე კამერა, 3-პატარა კამერა. ისარი მიუთითებს მოდელის სითხის მიმართულებას.
სისხლძარღვის კედლის ფარდობითი გამტარიანობის ინდექსის დასადგენად გამოყენებული იქნა ვირთხის საძილე არტერია.
სისტემაში MNP სუსპენზიის (0.5 მლ) შეყვანას შემდეგი მახასიათებლები აქვს: ავზისა და მარყუჟში შემაერთებელი მილის მთლიანი შიდა მოცულობა 20 მლ-ია, ხოლო თითოეული კამერის შიდა მოცულობა 120 მლ. გარე მაგნიტური ველის წყაროა მუდმივი მაგნიტი, რომლის სტანდარტული ზომაა 2×3 მმ. იგი დამონტაჟებულია ერთ-ერთი პატარა კამერის ზემოთ, კონტეინერიდან 1 სმ დაშორებით, ერთი ბოლო კონტეინერის კედლისკენ მიმართული. ტემპერატურა შენარჩუნებულია 37°C-ზე. როლიკებით ტუმბოს სიმძლავრე დაყენებულია 50%-ზე, რაც შეესაბამება 17 სმ/წმ სიჩქარეს. კონტროლის სახით, ნიმუშები აღებული იქნა უძრავ უჯრედში მუდმივი მაგნიტების გარეშე.
MNP-ის მოცემული კონცენტრაციის მიღებიდან ერთი საათის შემდეგ, კამერიდან აღებული იქნა სითხის ნიმუში. ნაწილაკების კონცენტრაცია გაიზომა სპექტროფოტომეტრით Unico 2802S UV-Vis სპექტროფოტომეტრის გამოყენებით (United Products & Instruments, აშშ). MNP სუსპენზიის შთანთქმის სპექტრის გათვალისწინებით, გაზომვა ჩატარდა 450 ნმ-ზე.
Rus-LASA-FELASA-ს სახელმძღვანელო პრინციპების თანახმად, ყველა ცხოველი იზრდება და იზრდებოდა სპეციფიკურ პათოგენებისგან თავისუფალ დაწესებულებებში. ეს კვლევა შეესაბამება ცხოველებზე ექსპერიმენტებისა და კვლევების ყველა შესაბამის ეთიკურ რეგულაციას და მიიღო ეთიკური დამტკიცება ალმაზოვის ეროვნული სამედიცინო კვლევითი ცენტრისგან (IACUC). ცხოველები სვამდნენ წყალს შეუზღუდავად და რეგულარულად იკვებებოდნენ.
კვლევა ჩატარდა 10 ანესთეზირებული, 12 კვირის მამრობითი სქესის იმუნოდეფიციტური NSG თაგვზე (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, ჯექსონის ლაბორატორია, აშშ) 10, რომელთა წონა 22 გ ± 10% იყო. ვინაიდან იმუნოდეფიციტური თაგვების იმუნიტეტი დათრგუნულია, ამ ხაზის იმუნოდეფიციტური თაგვები ადამიანის უჯრედებისა და ქსოვილების გადანერგვის საშუალებას იძლევიან ტრანსპლანტატის უარყოფის გარეშე. სხვადასხვა გალიიდან ნაშიერები შემთხვევითობის პრინციპით განაწილდნენ ექსპერიმენტულ ჯგუფში და ისინი ერთად გამრავლდნენ ან სისტემატურად იყვნენ შეყვანილნი სხვა ჯგუფების საფენებთან, რათა უზრუნველყოფილიყო საერთო მიკრობიოტასთან თანაბარი კონტაქტი.
ქსენოტრანსპლანტატის მოდელის შესაქმნელად გამოიყენება ადამიანის HeLa კიბოს უჯრედული ხაზი. უჯრედები კულტივირებული იქნა გლუტამინის შემცველ DMEM-ში (PanEco, რუსეთი), რომელსაც დაემატა 10%-იანი ნაყოფის ძროხის შრატი (Hyclone, აშშ), 100 CFU/მლ პენიცილინი და 100 μg/მლ სტრეპტომიცინი. უჯრედული ხაზი მოწოდებული იქნა რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის უჯრედული კვლევის ინსტიტუტის გენის ექსპრესიის რეგულირების ლაბორატორიის მიერ. ინექციამდე, HeLa უჯრედები ამოღებული იქნა კულტურის პლასტმასიდან 1:1 ტრიფსინი:ვერსენის ხსნარით (Biolot, რუსეთი). გარეცხვის შემდეგ, უჯრედები სუსპენზირებული იქნა სრულ გარემოში 5×106 უჯრედის კონცენტრაციამდე 200 μL-ზე და განზავდა ბაზალური მემბრანის მატრიცით (LDEV-FREE, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, ყინულზე). მომზადებული უჯრედული სუსპენზია კანქვეშ შეიყვანეს თაგვის ბარძაყის კანში. სიმსივნის ზრდის მონიტორინგისთვის გამოიყენეთ ელექტრონული კალიპერები ყოველ 3 დღეში.
როდესაც სიმსივნემ 500 მმ3-ს მიაღწია, ექსპერიმენტული ცხოველის კუნთოვან ქსოვილში სიმსივნესთან ახლოს მუდმივი მაგნიტი ჩაუნერგეს. ექსპერიმენტულ ჯგუფში (MNPs-ICG + tumor-M) შეიყვანეს 0.1 მლ MNP სუსპენზია და მაგნიტურ ველზე დაამუშავეს. საკონტროლო ჯგუფად (ფონური ჯგუფი) გამოიყენეს დაუმუშავებელი მთლიანი ცხოველები. გარდა ამისა, გამოყენებულ იქნა ცხოველები, რომლებსაც შეჰქონდათ 0.1 მლ MNP, მაგრამ არ ჰქონდათ იმპლანტირებული მაგნიტები (MNPs-ICG + tumor-BM).
ინ ვივო და ინ ვიტრო ნიმუშების ფლუორესცენტული ვიზუალიზაცია ჩატარდა IVIS Lumina LT series III ბიოვიზუალიზატორის (PerkinElmer Inc., აშშ) გამოყენებით. ინ ვიტრო ვიზუალიზაციისთვის, ფირფიტის ჭებში დაემატა სინთეზური PLA-EDA-ICG და MNP-PLA-EDA-ICG კონიუგატის 1 მლ მოცულობა. ICG საღებავის ფლუორესცენტული მახასიათებლების გათვალისწინებით, შერჩეულია ნიმუშის სინათლის ინტენსივობის დასადგენად გამოყენებული საუკეთესო ფილტრი: მაქსიმალური აგზნების ტალღის სიგრძეა 745 ნმ, ხოლო ემისიის ტალღის სიგრძე - 815 ნმ. კონიუგატის შემცველი ჭების ფლუორესცენციის ინტენსივობის რაოდენობრივი გაზომვისთვის გამოყენებული იქნა Living Image 4.5.5 პროგრამული უზრუნველყოფა (PerkinElmer Inc.).
MNP-PLA-EDA-ICG კონიუგატის ფლუორესცენციის ინტენსივობა და დაგროვება გაიზომა in vivo სიმსივნის მოდელის თაგვებში, საინტერესო ადგილას მაგნიტური ველის არსებობისა და გამოყენების გარეშე. თაგვებს ანესთეზია ჩაუტარდათ იზოფლურანით, შემდეგ კი კუდის ვენაში შეიყვანეს MNP-PLA-EDA-ICG კონიუგატის 0.1 მლ. ფლუორესცენტული ფონის მისაღებად გამოყენებული იქნა უარყოფითი კონტროლის სახით. კონიუგატის ინტრავენურად შეყვანის შემდეგ, ცხოველი მოათავსეთ გახურების ეტაპზე (37°C) IVIS Lumina LT სერიის III ფლუორესცენტული ვიზუალიზატორის (PerkinElmer Inc.) კამერაში, ინჰალაციის შენარჩუნებით 2%-იანი იზოფლურანის ანესთეზირებით. სიგნალის აღმოსაჩენად გამოიყენეთ ICG-ის ჩაშენებული ფილტრი (745–815 ნმ) MNP-ის შეყვანიდან 1 წუთისა და 15 წუთის შემდეგ.
სიმსივნეში კონიუგატის დაგროვების შესაფასებლად, ცხოველის პერიტონეალური არე დაფარული იყო ქაღალდით, რამაც შესაძლებელი გახადა ღვიძლში ნაწილაკების დაგროვებასთან დაკავშირებული კაშკაშა ფლუორესცენციის აღმოფხვრა. MNP-PLA-EDA-ICG-ის ბიოგანაწილების შესწავლის შემდეგ, ცხოველები ჰუმანურად ევთანაზირდებოდნენ იზოფლურანის ანესთეზიის დოზის გადაჭარბებით, სიმსივნის შემდგომი უბნების გამოყოფისა და ფლუორესცენტული გამოსხივების რაოდენობრივი შეფასების მიზნით. შერჩეული ინტერესის რეგიონიდან სიგნალის ანალიზის ხელით დასამუშავებლად გამოიყენეთ Living Image 4.5.5 პროგრამული უზრუნველყოფა (PerkinElmer Inc.). თითოეული ცხოველისთვის აღებული იქნა სამი გაზომვა (n = 9).
ამ კვლევაში ჩვენ არ შევაფასეთ ICG-ის წარმატებული ჩატვირთვა MNP-ებზე - ICG. გარდა ამისა, ჩვენ არ შევადარეთ ნანონაწილაკების შეკავების ეფექტურობა სხვადასხვა ფორმის მუდმივი მაგნიტების გავლენის ქვეშ. გარდა ამისა, ჩვენ არ შევაფასეთ მაგნიტური ველის გრძელვადიანი ეფექტი ნანონაწილაკების შეკავებაზე სიმსივნურ ქსოვილებში.
ნანონაწილაკები დომინირებენ, საშუალო ზომით 195.4 ნმ. გარდა ამისა, სუსპენზია შეიცავდა აგლომერატებს, რომელთა საშუალო ზომა 1176.0 ნმ იყო (სურათი 5A). შემდგომში, ნაწილი გაფილტრული იქნა ცენტრიდანული ფილტრის მეშვეობით. ნაწილაკების ზეტა პოტენციალია -15.69 mV (სურათი 5B).
სურათი 5. სუსპენზიის ფიზიკური თვისებები: (A) ნაწილაკების ზომის განაწილება; (B) ნაწილაკების განაწილება ზეტა პოტენციალის დროს; (C) ნანონაწილაკების TEM ფოტოსურათი.
ნაწილაკის ზომა ძირითადად 200 ნმ-ია (სურათი 5C), შედგება ერთი MNP-ისგან, რომლის ზომაა 20 ნმ, და PLA-EDA-ICG კონიუგირებული ორგანული გარსისგან, რომელსაც აქვს უფრო დაბალი ელექტრონული სიმკვრივე. აგლომერატების წარმოქმნა წყალხსნარებში შეიძლება აიხსნას ცალკეული ნანონაწილაკების ელექტრომამოძრავებელი ძალის შედარებით დაბალი მოდულით.
მუდმივი მაგნიტების შემთხვევაში, როდესაც მაგნიტიზაცია კონცენტრირებულია მოცულობაში V, ინტეგრალური გამოსახულება იყოფა ორ ინტეგრალად, კერძოდ, მოცულობად და ზედაპირად:
მუდმივი მაგნიტიზაციის მქონე ნიმუშის შემთხვევაში, დენის სიმკვრივე ნულის ტოლია. მაშინ მაგნიტური ინდუქციის ვექტორის გამოსახულება შემდეგ ფორმას მიიღებს:
რიცხვითი გამოთვლებისთვის გამოიყენეთ MATLAB პროგრამა (MathWorks, Inc., აშშ), ETU „LETI“ აკადემიური ლიცენზიის ნომერი 40502181.
როგორც ნაჩვენებია ნახაზ 7-ში, ნახაზ 8-ში, ნახაზ 9-ში, ყველაზე ძლიერი მაგნიტური ველი წარმოიქმნება ცილინდრის ბოლოდან ღერძულად ორიენტირებული მაგნიტის მიერ. მოქმედების ეფექტური რადიუსი მაგნიტის გეომეტრიის ეკვივალენტურია. ცილინდრულ მაგნიტებში, რომელთა სიგრძე მის დიამეტრზე მეტია, ყველაზე ძლიერი მაგნიტური ველი შეინიშნება ღერძულ-რადიალურ მიმართულებით (შესაბამისი კომპონენტისთვის); ამიტომ, ცილინდრების წყვილში, რომლებსაც უფრო დიდი ასპექტის თანაფარდობა (დიამეტრი და სიგრძე) აქვთ, MNP ადსორბცია ყველაზე ეფექტურია.
სურ. 7 მაგნიტის Oz ღერძის გასწვრივ მაგნიტური ინდუქციის ინტენსივობის Bz კომპონენტი; მაგნიტის სტანდარტული ზომა: შავი ხაზი 0.5×2 მმ, ლურჯი ხაზი 2×2 მმ, მწვანე ხაზი 3×2 მმ, წითელი ხაზი 5×2 მმ.
სურათი 8. მაგნიტური ინდუქციის კომპონენტი Br პერპენდიკულარულია მაგნიტის ღერძის Oz-ის მიმართ; მაგნიტის სტანდარტული ზომა: შავი ხაზი 0.5×2 მმ, ლურჯი ხაზი 2×2 მმ, მწვანე ხაზი 3×2 მმ, წითელი ხაზი 5×2 მმ.
სურათი 9 მაგნიტური ინდუქციის ინტენსივობის Bz კომპონენტი მაგნიტის ბოლო ღერძიდან r მანძილზე (z=0); მაგნიტის სტანდარტული ზომა: შავი ხაზი 0.5×2 მმ, ლურჯი ხაზი 2×2 მმ, მწვანე ხაზი 3×2 მმ, წითელი ხაზი 5×2 მმ.
სურათი 10 მაგნიტური ინდუქციის კომპონენტი რადიალური მიმართულებით; მაგნიტის სტანდარტული ზომა: შავი ხაზი 0.5×2 მმ, ლურჯი ხაზი 2×2 მმ, მწვანე ხაზი 3×2 მმ, წითელი ხაზი 5×2 მმ.
სიმსივნურ ქსოვილებში MNP-ის მიწოდების მეთოდის შესასწავლად, სამიზნე არეში ნანონაწილაკების კონცენტრირებისა და სისხლის მიმოქცევის სისტემაში ჰიდროდინამიკურ პირობებში ნანონაწილაკების ქცევის დასადგენად შესაძლებელია სპეციალური ჰიდროდინამიკური მოდელების გამოყენება. მუდმივი მაგნიტების გამოყენება შესაძლებელია გარე მაგნიტურ ველებად. თუ უგულებელვყოფთ ნანონაწილაკებს შორის მაგნიტოსტატიკურ ურთიერთქმედებას და არ გავითვალისწინებთ მაგნიტური სითხის მოდელს, საკმარისია მაგნიტსა და ერთ ნანონაწილაკს შორის ურთიერთქმედების შეფასება დიპოლ-დიპოლური მიახლოებით.
სადაც m მაგნიტის მაგნიტური მომენტია, r ნანონაწილაკების მდებარეობის წერტილის რადიუსის ვექტორია, ხოლო k სისტემის კოეფიციენტი. დიპოლური მიახლოებით, მაგნიტის ველს მსგავსი კონფიგურაცია აქვს (სურათი 11).
ერთგვაროვან მაგნიტურ ველში ნანონაწილაკები მხოლოდ ძალის ხაზების გასწვრივ ბრუნავენ. არაერთგვაროვან მაგნიტურ ველში მათზე ძალა მოქმედებს:
სად არის მოცემული მიმართულების l წარმოებული. გარდა ამისა, ძალა ნანონაწილაკებს ველის ყველაზე არათანაბარ ადგილებში იზიდავს, ანუ ძალის ხაზების სიმრუდე და სიმკვრივე იზრდება.
ამიტომ, სასურველია გამოვიყენოთ საკმარისად ძლიერი მაგნიტი (ან მაგნიტური ჯაჭვი) აშკარა ღერძული ანიზოტროპიით იმ ადგილას, სადაც ნაწილაკები მდებარეობს.
ცხრილი 1 გვიჩვენებს ერთი მაგნიტის, როგორც საკმარისი მაგნიტური ველის წყაროს, უნარს, დაიჭიროს და შეინარჩუნოს MNP გამოყენების ველის სისხლძარღვოვან კალაპოტში.