તમારા બ્રાઉઝરમાં હાલમાં જાવાસ્ક્રિપ્ટ અક્ષમ છે. જ્યારે જાવાસ્ક્રિપ્ટ અક્ષમ હોય, ત્યારે આ વેબસાઇટના કેટલાક કાર્યો કામ કરશે નહીં.
તમારી ચોક્કસ વિગતો અને રસ ધરાવતી ચોક્કસ દવાઓની નોંધણી કરો, અને અમે તમારા દ્વારા પ્રદાન કરેલી માહિતીને અમારા વ્યાપક ડેટાબેઝમાંના લેખો સાથે મેચ કરીશું અને તમને સમયસર ઇમેઇલ દ્વારા PDF નકલ મોકલીશું.
સાયટોસ્ટેટિક્સના લક્ષિત ડિલિવરી માટે ચુંબકીય આયર્ન ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સની ગતિવિધિને નિયંત્રિત કરો
લેખક ટોરોપોવા વાય, કોરોલેવ ડી, ઇસ્ટોમિના એમ, શુલ્મેસ્ટર જી, પેટુખોવ એ, મિશાનિન વી, ગોર્શકોવ એ, પોડ્યાચેવા ઇ, ગેરીવ કે, બાગ્રોવ એ, ડેમિડોવ ઓ
યાના ટોરોપોવા,1 દિમિત્રી કોરોલેવ,1 મારિયા ઇસ્ટોમિના,1,2 ગેલિના શુલ્મેસ્ટર,1 એલેક્સી પેટુખોવ,1,3 વ્લાદિમીર મિશાનિન,1 આન્દ્રે ગોર્શકોવ,4 એકટેરીના પોડ્યાચેવા,1 કામિલ ગેરીવ,2 એલેક્સી બાગ્રોવ,5 ઓલેગ ડેમિડોવ6,71 રશિયન ફેડરેશનના આરોગ્ય મંત્રાલયનું અલ્માઝોવ નેશનલ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટર, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, 197341, રશિયન ફેડરેશન; 2 સેન્ટ પીટર્સબર્ગ ઇલેક્ટ્રોટેકનિકલ યુનિવર્સિટી “LETI”, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, 197376, રશિયન ફેડરેશન; 3 સેન્ટર ફોર પર્સનલાઇઝ્ડ મેડિસિન, અલ્માઝોવ સ્ટેટ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટર, રશિયન ફેડરેશનના આરોગ્ય મંત્રાલય, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, 197341, રશિયા ફેડરેશન; 4FSBI “ઈન્ફ્લુએન્ઝા રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ નામ આપવામાં આવ્યું AA સ્મોરોડિન્ટસેવ” રશિયન ફેડરેશનનું આરોગ્ય મંત્રાલય, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, રશિયન ફેડરેશન; 5 સેચેનોવ ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ઇવોલ્યુશનરી ફિઝિયોલોજી એન્ડ બાયોકેમિસ્ટ્રી, રશિયન એકેડેમી ઓફ સાયન્સિસ, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, રશિયન ફેડરેશન; 6 RAS ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ સાયટોલોજી, સેન્ટ પીટર્સબર્ગ, 194064, રશિયન ફેડરેશન; 7INSERM U1231, ફેકલ્ટી ઓફ મેડિસિન એન્ડ ફાર્મસી, બોર્ગોગ્ને-ફ્રેન્ચે કોમ્ટે યુનિવર્સિટી ઓફ ડીજોન, ફ્રાન્સ કોમ્યુનિકેશન: યાના ટોરોપોવા અલ્માઝોવ નેશનલ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટર, રશિયન ફેડરેશનના આરોગ્ય મંત્રાલય, સેન્ટ-પીટર્સબર્ગ, 197341, રશિયન ફેડરેશન ટેલિફોન +7 981 95264800 4997069 ઇમેઇલ [email protected] પૃષ્ઠભૂમિ: સાયટોસ્ટેટિક ઝેરીતાની સમસ્યા માટે એક આશાસ્પદ અભિગમ એ લક્ષિત દવા વિતરણ માટે ચુંબકીય નેનોપાર્ટિકલ્સ (MNP) નો ઉપયોગ છે. હેતુ: વિવોમાં MNPs ને નિયંત્રિત કરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની શ્રેષ્ઠ લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરવા માટે ગણતરીઓનો ઉપયોગ કરવો, અને વિવોમાં અને વિવોમાં માઉસ ટ્યુમરમાં MNPs ના મેગ્નેટ્રોન ડિલિવરીની કાર્યક્ષમતાનું મૂલ્યાંકન કરવું. (MNPs-ICG) નો ઉપયોગ થાય છે. રસના સ્થળે ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે અને વગર, ગાંઠ ઉંદરોમાં ઇન વિવો લ્યુમિનેસેન્સ તીવ્રતા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યા હતા. આ અભ્યાસો રશિયન આરોગ્ય મંત્રાલયના અલ્માઝોવ સ્ટેટ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટરના પ્રાયોગિક દવા સંસ્થા દ્વારા વિકસિત હાઇડ્રોડાયનેમિક સ્કેફોલ્ડ પર હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. પરિણામ: નિયોડીમિયમ ચુંબકના ઉપયોગથી MNP ના પસંદગીયુક્ત સંચયને પ્રોત્સાહન મળ્યું. ગાંઠ ધરાવતા ઉંદરોને MNPs-ICG આપ્યાના એક મિનિટ પછી, MNPs-ICG મુખ્યત્વે યકૃતમાં સંચયિત થાય છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની ગેરહાજરી અને હાજરીમાં, આ તેના મેટાબોલિક માર્ગને સૂચવે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં ગાંઠમાં ફ્લોરોસેન્સમાં વધારો જોવા મળ્યો હોવા છતાં, પ્રાણીના યકૃતમાં ફ્લોરોસેન્સની તીવ્રતા સમય જતાં બદલાઈ નથી. નિષ્કર્ષ: ગણતરી કરેલ ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ સાથે જોડાયેલી આ પ્રકારની MNP, ગાંઠના પેશીઓમાં સાયટોસ્ટેટિક દવાઓના ચુંબકીય રીતે નિયંત્રિત ડિલિવરીના વિકાસ માટેનો આધાર બની શકે છે. કીવર્ડ્સ: ફ્લોરોસેન્સ વિશ્લેષણ, ઇન્ડોસાયનાઇન, આયર્ન ઓક્સાઇડ નેનોપાર્ટિકલ્સ, સાયટોસ્ટેટિક્સનું મેગ્નેટ્રોન ડિલિવરી, ગાંઠ લક્ષ્યીકરણ
ગાંઠના રોગો વિશ્વભરમાં મૃત્યુના મુખ્ય કારણોમાંનું એક છે. તે જ સમયે, ગાંઠના રોગોની વધતી જતી બિમારી અને મૃત્યુદરની ગતિશીલતા હજુ પણ અસ્તિત્વમાં છે. 1 આજે ઉપયોગમાં લેવાતી કીમોથેરાપી હજુ પણ વિવિધ ગાંઠો માટે મુખ્ય સારવારમાંની એક છે. તે જ સમયે, સાયટોસ્ટેટિક્સની પ્રણાલીગત ઝેરીતા ઘટાડવા માટેની પદ્ધતિઓનો વિકાસ હજુ પણ સુસંગત છે. તેની ઝેરી સમસ્યાને ઉકેલવા માટે એક આશાસ્પદ પદ્ધતિ એ છે કે દવા વિતરણ પદ્ધતિઓને લક્ષ્ય બનાવવા માટે નેનો-સ્કેલ કેરિયર્સનો ઉપયોગ કરવો, જે તંદુરસ્ત અવયવો અને પેશીઓમાં તેમના સંચયમાં વધારો કર્યા વિના ગાંઠના પેશીઓમાં દવાઓનું સ્થાનિક સંચય પ્રદાન કરી શકે છે. સાંદ્રતા. 2 આ પદ્ધતિ ગાંઠના પેશીઓ પર કીમોથેરાપ્યુટિક દવાઓની કાર્યક્ષમતા અને લક્ષ્યીકરણમાં સુધારો કરવાનું શક્ય બનાવે છે, જ્યારે તેમની પ્રણાલીગત ઝેરીતા ઘટાડે છે.
સાયટોસ્ટેટિક એજન્ટોના લક્ષિત ડિલિવરી માટે ધ્યાનમાં લેવામાં આવતા વિવિધ નેનોપાર્ટિકલ્સમાંથી, મેગ્નેટિક નેનોપાર્ટિકલ્સ (MNPs) તેમના અનન્ય રાસાયણિક, જૈવિક અને ચુંબકીય ગુણધર્મોને કારણે ખાસ રસ ધરાવે છે, જે તેમની વૈવિધ્યતાને સુનિશ્ચિત કરે છે. તેથી, હાઇપરથર્મિયા (મેગ્નેટિક હાઇપરથર્મિયા) સાથે ગાંઠોની સારવાર માટે ચુંબકીય નેનોપાર્ટિકલ્સનો ઉપયોગ હીટિંગ સિસ્ટમ તરીકે કરી શકાય છે. તેનો ઉપયોગ ડાયગ્નોસ્ટિક એજન્ટ (મેગ્નેટિક રેઝોનન્સ ડાયગ્નોસિસ) તરીકે પણ થઈ શકે છે. 3-5 આ લાક્ષણિકતાઓનો ઉપયોગ કરીને, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઉપયોગ દ્વારા ચોક્કસ વિસ્તારમાં MNP સંચયની શક્યતા સાથે, લક્ષિત ફાર્માસ્યુટિકલ તૈયારીઓનો ડિલિવરી ટ્યુમર સાઇટ પ્રોસ્પેક્ટ્સમાં સાયટોસ્ટેટિક્સને લક્ષ્ય બનાવવા માટે મલ્ટિફંક્શનલ મેગ્નેટ્રોન સિસ્ટમની રચના ખોલે છે. આવી સિસ્ટમમાં શરીરમાં તેમની હિલચાલને નિયંત્રિત કરવા માટે MNP અને ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થશે. આ કિસ્સામાં, ગાંઠ ધરાવતા શરીરના વિસ્તારમાં મૂકવામાં આવેલા બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો અને ચુંબકીય પ્રત્યારોપણ બંનેનો ઉપયોગ ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોત તરીકે થઈ શકે છે. 6 પ્રથમ પદ્ધતિમાં ગંભીર ખામીઓ છે, જેમાં દવાઓના ચુંબકીય લક્ષ્યીકરણ માટે વિશિષ્ટ સાધનોનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર અને શસ્ત્રક્રિયા કરવા માટે કર્મચારીઓને તાલીમ આપવાની જરૂરિયાતનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, આ પદ્ધતિ ઊંચી કિંમત દ્વારા મર્યાદિત છે અને તે ફક્ત શરીરની સપાટીની નજીકના "સુપરફિસિયલ" ગાંઠો માટે જ યોગ્ય છે. ચુંબકીય પ્રત્યારોપણનો ઉપયોગ કરવાની વૈકલ્પિક પદ્ધતિ આ ટેકનોલોજીના ઉપયોગના અવકાશને વિસ્તૃત કરે છે, શરીરના વિવિધ ભાગોમાં સ્થિત ગાંઠો પર તેનો ઉપયોગ સરળ બનાવે છે. વ્યક્તિગત ચુંબક અને ઇન્ટ્રાલ્યુમિનલ સ્ટેન્ટમાં સંકલિત ચુંબક બંનેનો ઉપયોગ હોલો અંગોમાં ગાંઠના નુકસાન માટે ઇમ્પ્લાન્ટ તરીકે થઈ શકે છે જેથી તેમની પેટન્સી સુનિશ્ચિત થાય. જો કે, અમારા પોતાના અપ્રકાશિત સંશોધન મુજબ, આ લોહીના પ્રવાહમાંથી MNP ની જાળવણી સુનિશ્ચિત કરવા માટે પૂરતા ચુંબકીય નથી.
મેગ્નેટ્રોન ડ્રગ ડિલિવરીની અસરકારકતા ઘણા પરિબળો પર આધાર રાખે છે: ચુંબકીય વાહકની લાક્ષણિકતાઓ, અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના સ્ત્રોતની લાક્ષણિકતાઓ (કાયમી ચુંબકના ભૌમિતિક પરિમાણો અને તેઓ ઉત્પન્ન કરતા ચુંબકીય ક્ષેત્રની શક્તિ સહિત). સફળ ચુંબકીય રીતે માર્ગદર્શિત સેલ ઇન્હિબિટર ડિલિવરી ટેકનોલોજીના વિકાસમાં યોગ્ય ચુંબકીય નેનોસ્કેલ ડ્રગ કેરિયર્સનો વિકાસ, તેમની સલામતીનું મૂલ્યાંકન અને શરીરમાં તેમની હિલચાલને ટ્રેક કરવાની મંજૂરી આપતો વિઝ્યુલાઇઝેશન પ્રોટોકોલ વિકસાવવાનો સમાવેશ થવો જોઈએ.
આ અભ્યાસમાં, અમે શરીરમાં ચુંબકીય નેનો-સ્કેલ ડ્રગ કેરિયરને નિયંત્રિત કરવા માટે શ્રેષ્ઠ ચુંબકીય ક્ષેત્ર લાક્ષણિકતાઓની ગાણિતિક ગણતરી કરી. આ ગણતરીત્મક લાક્ષણિકતાઓ સાથે લાગુ ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ રક્ત વાહિની દિવાલ દ્વારા MNP જાળવી રાખવાની શક્યતાનો અભ્યાસ અલગ ઉંદર રક્ત વાહિનીઓમાં પણ કરવામાં આવ્યો હતો. વધુમાં, અમે MNPs અને ફ્લોરોસન્ટ એજન્ટોના સંયોજકોનું સંશ્લેષણ કર્યું અને તેમના વિઝ્યુલાઇઝેશન માટે એક પ્રોટોકોલ વિકસાવ્યો. ઇન વિવો પરિસ્થિતિઓમાં, ટ્યુમર મોડેલ ઉંદરોમાં, ચુંબકીય ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ વ્યવસ્થિત રીતે સંચાલિત કરવામાં આવે ત્યારે ટ્યુમર પેશીઓમાં MNPs ની સંચય કાર્યક્ષમતાનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો.
ઇન વિટ્રો અભ્યાસમાં, અમે સંદર્ભ MNP નો ઉપયોગ કર્યો, અને ઇન વિવો અભ્યાસમાં, અમે ફ્લોરોસન્ટ એજન્ટ (ઇન્ડોલેસાયનાઇન; ICG) ધરાવતા લેક્ટિક એસિડ પોલિએસ્ટર (પોલીલેક્ટિક એસિડ, PLA) સાથે કોટેડ MNP નો ઉપયોગ કર્યો. MNP-ICG નો ઉપયોગ ઇન ધ કેસ, યુઝ (MNP-PLA-EDA-ICG) માં થાય છે.
MNP ના સંશ્લેષણ અને ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોનું વિગતવાર વર્ણન અન્યત્ર કરવામાં આવ્યું છે. 7,8
MNPs-ICG નું સંશ્લેષણ કરવા માટે, PLA-ICG સંયોજકો સૌપ્રથમ બનાવવામાં આવ્યા હતા. 60 kDa ના પરમાણુ વજન સાથે PLA-D અને PLA-L નું પાવડર રેસેમિક મિશ્રણ ઉપયોગમાં લેવાયું હતું.
PLA અને ICG બંને એસિડ હોવાથી, PLA-ICG સંયોજકોનું સંશ્લેષણ કરવા માટે, પહેલા PLA પર એમિનો-ટર્મિનેટેડ સ્પેસરનું સંશ્લેષણ કરવાની જરૂર છે, જે ICG કેમિસોર્બને સ્પેસરમાં મદદ કરે છે. સ્પેસરને ઇથિલિન ડાયમાઇન (EDA), કાર્બોડાઇમાઇડ પદ્ધતિ અને પાણીમાં દ્રાવ્ય કાર્બોડાઇમાઇડ, 1-ઇથિલ-3-(3-ડાયમેથિલામિનોપ્રોપીલ) કાર્બોડાઇમાઇડ (EDAC) નો ઉપયોગ કરીને સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યું હતું. PLA-EDA સ્પેસરનું સંશ્લેષણ નીચે મુજબ કરવામાં આવે છે. 0.1 g/mL PLA ક્લોરોફોર્મ દ્રાવણના 2 mL માં EDA ના 20 ગણા મોલર વધારા અને EDAC ના 20 ગણા મોલર વધારા ઉમેરો. સંશ્લેષણ 15 mL પોલીપ્રોપીલીન ટેસ્ટ ટ્યુબમાં શેકર પર 300 મિનિટ-1 ની ઝડપે 2 કલાક માટે કરવામાં આવ્યું હતું. સંશ્લેષણ યોજના આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે. સંશ્લેષણ યોજનાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે 200 ગણા વધુ રીએજન્ટ સાથે સંશ્લેષણનું પુનરાવર્તન કરો.
સંશ્લેષણના અંતે, વધારાના અવક્ષેપિત પોલિઇથિલિન ડેરિવેટિવ્ઝને દૂર કરવા માટે દ્રાવણને 5 મિનિટ માટે 3000 મિનિટ-1 ની ઝડપે સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવ્યું. પછી, 2 mL દ્રાવણમાં ડાયમિથાઇલ સલ્ફોક્સાઇડ (DMSO) માં 0.5 mg/mL ICG દ્રાવણનું 2 mL ઉમેરવામાં આવ્યું. એજીટેટરને 2 કલાક માટે 300 મિનિટ-1 ની હલનચલન ગતિએ સ્થિર કરવામાં આવે છે. પ્રાપ્ત સંયોજકનું યોજનાકીય ચિત્ર આકૃતિ 2 માં બતાવવામાં આવ્યું છે.
200 મિલિગ્રામ MNP માં, અમે 4 mL PLA-EDA-ICG conjugate ઉમેર્યું. 300 મિનિટ-1 ની આવર્તન પર 30 મિનિટ માટે સસ્પેન્શનને હલાવવા માટે LS-220 શેકર (LOIP, રશિયા) નો ઉપયોગ કરો. પછી, તેને ત્રણ વખત આઇસોપ્રોપેનોલથી ધોવામાં આવ્યું અને ચુંબકીય વિભાજનને આધિન કરવામાં આવ્યું. સતત અલ્ટ્રાસોનિક ક્રિયા હેઠળ 5-10 મિનિટ માટે સસ્પેન્શનમાં IPA ઉમેરવા માટે UZD-2 અલ્ટ્રાસોનિક ડિસ્પર્સર (FSUE NII TVCH, રશિયા) નો ઉપયોગ કરો. ત્રીજા IPA ધોવા પછી, અવક્ષેપને નિસ્યંદિત પાણીથી ધોવામાં આવ્યું અને 2 mg/mL ની સાંદ્રતા પર શારીરિક ખારામાં ફરીથી સસ્પેન્ડ કરવામાં આવ્યું.
જલીય દ્રાવણમાં મેળવેલા MNP ના કદ વિતરણનો અભ્યાસ કરવા માટે ZetaSizer Ultra ઉપકરણ (માલવર્ન ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ, UK) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. MNP ના આકાર અને કદનો અભ્યાસ કરવા માટે JEM-1400 STEM ફિલ્ડ એમિશન કેથોડ (JEOL, જાપાન) સાથે ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપ (TEM) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
આ અભ્યાસમાં, અમે નળાકાર કાયમી ચુંબક (N35 ગ્રેડ; નિકલ રક્ષણાત્મક કોટિંગ સાથે) અને નીચેના પ્રમાણભૂત કદ (લાંબી ધરી લંબાઈ × સિલિન્ડર વ્યાસ) નો ઉપયોગ કરીએ છીએ: 0.5×2 mm, 2×2 mm, 3×2 mm અને 5×2 mm.
મોડેલ સિસ્ટમમાં MNP પરિવહનનો ઇન વિટ્રો અભ્યાસ રશિયન આરોગ્ય મંત્રાલયના અલ્માઝોવ સ્ટેટ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટરના પ્રાયોગિક દવા સંસ્થા દ્વારા વિકસિત હાઇડ્રોડાયનેમિક સ્કેફોલ્ડ પર હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો. ફરતા પ્રવાહી (નિસ્યંદિત પાણી અથવા ક્રેબ્સ-હેન્સેલીટ દ્રાવણ) નું પ્રમાણ 225 મિલી છે. અક્ષીય ચુંબકીય નળાકાર ચુંબકનો ઉપયોગ કાયમી ચુંબક તરીકે થાય છે. ચુંબકને કેન્દ્રીય કાચની નળીની આંતરિક દિવાલથી 1.5 મીમી દૂર ધારક પર મૂકો, જેનો છેડો ટ્યુબની દિશા (ઊભી) તરફ હોય. બંધ લૂપમાં પ્રવાહી પ્રવાહ દર 60 L/h છે (0.225 m/s ના રેખીય વેગને અનુરૂપ). ક્રેબ્સ-હેન્સેલીટ દ્રાવણનો ઉપયોગ ફરતા પ્રવાહી તરીકે થાય છે કારણ કે તે પ્લાઝ્માનું એનાલોગ છે. પ્લાઝ્માનો ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા ગુણાંક 1.1–1.3 mPa∙s છે. 9 પ્રયોગ પછી ફરતા પ્રવાહીમાં આયર્નની સાંદ્રતા પરથી ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં શોષાયેલા MNP ની માત્રા સ્પેક્ટ્રોફોટોમેટ્રી દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.
વધુમાં, રક્ત વાહિનીઓની સંબંધિત અભેદ્યતા નક્કી કરવા માટે સુધારેલા પ્રવાહી મિકેનિક્સ ટેબલ પર પ્રાયોગિક અભ્યાસ હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. હાઇડ્રોડાયનેમિક સપોર્ટના મુખ્ય ઘટકો આકૃતિ 3 માં દર્શાવવામાં આવ્યા છે. હાઇડ્રોડાયનેમિક સ્ટેન્ટના મુખ્ય ઘટકો એક બંધ લૂપ છે જે મોડેલ વેસ્ક્યુલર સિસ્ટમના ક્રોસ-સેક્શન અને સ્ટોરેજ ટાંકીનું અનુકરણ કરે છે. રક્ત વાહિની મોડ્યુલના સમોચ્ચ સાથે મોડેલ પ્રવાહીની હિલચાલ પેરીસ્ટાલ્ટિક પંપ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવે છે. પ્રયોગ દરમિયાન, બાષ્પીભવન અને જરૂરી તાપમાન શ્રેણી જાળવી રાખો, અને સિસ્ટમ પરિમાણો (તાપમાન, દબાણ, પ્રવાહી પ્રવાહ દર અને pH મૂલ્ય) નું નિરીક્ષણ કરો.
આકૃતિ 3 કેરોટિડ ધમની દિવાલની અભેદ્યતાનો અભ્યાસ કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા સેટઅપનો બ્લોક ડાયાગ્રામ. 1-સ્ટોરેજ ટાંકી, 2-પેરીસ્ટાલ્ટિક પંપ, લૂપમાં MNP ધરાવતા સસ્પેન્શન દાખલ કરવા માટે 3-મિકેનિઝમ, 4-ફ્લો મીટર, લૂપમાં 5-પ્રેશર સેન્સર, 6-હીટ એક્સ્ચેન્જર, કન્ટેનર સાથે 7-ચેમ્બર, 8-ચુંબકીય ક્ષેત્રનો સ્ત્રોત, 9-હાઇડ્રોકાર્બન સાથેનો બલૂન.
કન્ટેનર ધરાવતા ચેમ્બરમાં ત્રણ કન્ટેનર હોય છે: એક બાહ્ય મોટું કન્ટેનર અને બે નાના કન્ટેનર, જેના દ્વારા સેન્ટ્રલ સર્કિટના હાથ પસાર થાય છે. કેન્યુલા નાના કન્ટેનરમાં દાખલ કરવામાં આવે છે, કન્ટેનર નાના કન્ટેનર પર તારથી બાંધવામાં આવે છે, અને કેન્યુલાનો છેડો પાતળા વાયરથી ચુસ્તપણે બાંધવામાં આવે છે. મોટા કન્ટેનર અને નાના કન્ટેનર વચ્ચેની જગ્યા નિસ્યંદિત પાણીથી ભરેલી હોય છે, અને હીટ એક્સ્ચેન્જર સાથે જોડાણને કારણે તાપમાન સ્થિર રહે છે. રક્ત વાહિની કોષોની કાર્યક્ષમતા જાળવવા માટે નાના કન્ટેનરમાં જગ્યા ક્રેબ્સ-હેન્સેલીટ દ્રાવણથી ભરવામાં આવે છે. ટાંકી ક્રેબ્સ-હેન્સેલીટ દ્રાવણથી પણ ભરવામાં આવે છે. સ્ટોરેજ ટાંકીમાં નાના કન્ટેનર અને કન્ટેનર ધરાવતા ચેમ્બરમાં દ્રાવણને બાષ્પીભવન કરવા માટે ગેસ (કાર્બન) સપ્લાય સિસ્ટમનો ઉપયોગ થાય છે (આકૃતિ 4).
આકૃતિ 4 તે ચેમ્બર જ્યાં કન્ટેનર મૂકવામાં આવ્યું છે. 1-રક્ત વાહિનીઓ નીચે ઉતારવા માટે કેન્યુલા, 2-બાહ્ય ચેમ્બર, 3-નાનો ચેમ્બર. તીર મોડેલ પ્રવાહીની દિશા દર્શાવે છે.
વાહિની દિવાલના સંબંધિત અભેદ્યતા સૂચકાંક નક્કી કરવા માટે, ઉંદર કેરોટિડ ધમનીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.
સિસ્ટમમાં MNP સસ્પેન્શન (0.5mL) દાખલ કરવાથી નીચેની લાક્ષણિકતાઓ છે: ટાંકી અને લૂપમાં કનેક્ટિંગ પાઇપનું કુલ આંતરિક વોલ્યુમ 20mL છે, અને દરેક ચેમ્બરનું આંતરિક વોલ્યુમ 120mL છે. બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્ત્રોત 2×3 mm ના પ્રમાણભૂત કદ સાથે કાયમી ચુંબક છે. તે કન્ટેનરથી 1 સેમી દૂર, એક નાના ચેમ્બર ઉપર સ્થાપિત થયેલ છે, જેનો એક છેડો કન્ટેનરની દિવાલ તરફ છે. તાપમાન 37°C રાખવામાં આવે છે. રોલર પંપની શક્તિ 50% પર સેટ કરવામાં આવી છે, જે 17 સેમી/સેકન્ડની ગતિને અનુરૂપ છે. નિયંત્રણ તરીકે, કાયમી ચુંબક વિનાના કોષમાં નમૂના લેવામાં આવ્યા હતા.
MNP ની આપેલ સાંદ્રતાના વહીવટના એક કલાક પછી, ચેમ્બરમાંથી પ્રવાહીનો નમૂનો લેવામાં આવ્યો. યુનિકો 2802S UV-Vis સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર (યુનાઇટેડ પ્રોડક્ટ્સ અને ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ, યુએસએ) નો ઉપયોગ કરીને સ્પેક્ટ્રોફોટોમીટર દ્વારા કણોની સાંદ્રતા માપવામાં આવી. MNP સસ્પેન્શનના શોષણ સ્પેક્ટ્રમને ધ્યાનમાં લેતા, માપન 450 nm પર કરવામાં આવ્યું.
Rus-LASA-FELASA માર્ગદર્શિકા અનુસાર, બધા પ્રાણીઓનો ઉછેર અને ઉછેર ચોક્કસ રોગકારક-મુક્ત સુવિધાઓમાં થાય છે. આ અભ્યાસ પ્રાણીઓના પ્રયોગો અને સંશોધન માટેના તમામ સંબંધિત નૈતિક નિયમોનું પાલન કરે છે, અને તેને અલ્માઝોવ નેશનલ મેડિકલ રિસર્ચ સેન્ટર (IACUC) તરફથી નૈતિક મંજૂરી મળી છે. પ્રાણીઓએ પાણી પીધું અને નિયમિતપણે ખવડાવ્યું.
આ અભ્યાસ 10 એનેસ્થેટાઇઝ્ડ 12-અઠવાડિયાના પુરુષ રોગપ્રતિકારક શક્તિ ધરાવતા NSG ઉંદરો (NOD.Cg-Prkdcscid Il2rgtm1Wjl/Szj, જેક્સન લેબોરેટરી, યુએસએ) 10 પર હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો, જેનું વજન 22 ગ્રામ ± 10% હતું. ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી ઉંદરોની રોગપ્રતિકારક શક્તિ દબાવવામાં આવતી હોવાથી, આ લાઇનના ઇમ્યુનોડેફિસિયન્સી ઉંદરો ટ્રાન્સપ્લાન્ટ અસ્વીકાર વિના માનવ કોષો અને પેશીઓના ટ્રાન્સપ્લાન્ટેશનની મંજૂરી આપે છે. વિવિધ પાંજરામાંથી સાથીઓને પ્રાયોગિક જૂથમાં રેન્ડમલી સોંપવામાં આવ્યા હતા, અને સામાન્ય માઇક્રોબાયોટાના સમાન સંપર્કને સુનિશ્ચિત કરવા માટે તેમને સહ-ઉછેરવામાં આવ્યા હતા અથવા વ્યવસ્થિત રીતે અન્ય જૂથોના પથારીમાં ખુલ્લા પાડવામાં આવ્યા હતા.
ઝેનોગ્રાફ્ટ મોડેલ સ્થાપિત કરવા માટે HeLa માનવ કેન્સર સેલ લાઇનનો ઉપયોગ થાય છે. કોષોને ગ્લુટામાઇન (પેનઇકો, રશિયા) ધરાવતા DMEM માં સંવર્ધન કરવામાં આવ્યું હતું, જેમાં 10% ફેટલ બોવાઇન સીરમ (હાઇક્લોન, યુએસએ), 100 CFU/mL પેનિસિલિન અને 100 μg/mL સ્ટ્રેપ્ટોમાસીનનો સમાવેશ થતો હતો. રશિયન એકેડેમી ઓફ સાયન્સના સેલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટની જીન એક્સપ્રેશન રેગ્યુલેશન લેબોરેટરી દ્વારા સેલ લાઇન કૃપા કરીને પૂરી પાડવામાં આવી હતી. ઇન્જેક્શન પહેલાં, HeLa કોષોને 1:1 ટ્રિપ્સિન:વર્સીન સોલ્યુશન (બાયોલોટ, રશિયા) સાથે કલ્ચર પ્લાસ્ટિકમાંથી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. ધોવા પછી, કોષોને 200 μL દીઠ 5×106 કોષોની સાંદ્રતા સુધી સંપૂર્ણ માધ્યમમાં સસ્પેન્ડ કરવામાં આવ્યા હતા, અને બેઝમેન્ટ મેમ્બ્રેન મેટ્રિક્સ (LDEV-ફ્રી, MATRIGEL® CORNING®) (1:1, બરફ પર) સાથે પાતળું કરવામાં આવ્યું હતું. તૈયાર સેલ સસ્પેન્શનને ઉંદરની જાંઘની ત્વચામાં સબક્યુટેનીયસ રીતે ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. દર 3 દિવસે ગાંઠના વિકાસનું નિરીક્ષણ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોનિક કેલિપર્સનો ઉપયોગ કરો.
જ્યારે ગાંઠ 500 mm3 સુધી પહોંચી, ત્યારે ગાંઠની નજીકના પ્રાયોગિક પ્રાણીના સ્નાયુ પેશીઓમાં કાયમી ચુંબક રોપવામાં આવ્યું. પ્રાયોગિક જૂથ (MNPs-ICG + ગાંઠ-M) માં, 0.1 mL MNP સસ્પેન્શન ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યું અને ચુંબકીય ક્ષેત્રના સંપર્કમાં આવ્યું. સારવાર ન કરાયેલા આખા પ્રાણીઓનો ઉપયોગ નિયંત્રણ (પૃષ્ઠભૂમિ) તરીકે કરવામાં આવ્યો. વધુમાં, 0.1 mL MNP સાથે ઇન્જેક્ટ કરાયેલા પ્રાણીઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો પરંતુ ચુંબક (MNPs-ICG + ગાંઠ-BM) સાથે રોપવામાં આવ્યા ન હતા.
ઇન વિવો અને ઇન વિટ્રો નમૂનાઓનું ફ્લોરોસેન્સ વિઝ્યુલાઇઝેશન IVIS Lumina LT શ્રેણી III બાયોઇમેજર (PerkinElmer Inc., USA) પર કરવામાં આવ્યું હતું. ઇન વિટ્રો વિઝ્યુલાઇઝેશન માટે, પ્લેટ કુવાઓમાં 1 mL સિન્થેટિક PLA-EDA-ICG અને MNP-PLA-EDA-ICG કન્જુગેટનું પ્રમાણ ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. ICG ડાઇની ફ્લોરોસેન્સ લાક્ષણિકતાઓને ધ્યાનમાં લેતા, નમૂનાની તેજસ્વી તીવ્રતા નક્કી કરવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતું શ્રેષ્ઠ ફિલ્ટર પસંદ કરવામાં આવે છે: મહત્તમ ઉત્તેજના તરંગલંબાઇ 745 nm છે, અને ઉત્સર્જન તરંગલંબાઇ 815 nm છે. લિવિંગ ઇમેજ 4.5.5 સોફ્ટવેર (PerkinElmer Inc.) નો ઉપયોગ કન્જુગેટ ધરાવતા કુવાઓની ફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતાને માત્રાત્મક રીતે માપવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.
MNP-PLA-EDA-ICG કન્જુગેટની ફ્લોરોસેન્સ તીવ્રતા અને સંચયને ઇન વિવો ટ્યુમર મોડેલ ઉંદરોમાં માપવામાં આવ્યો હતો, જેમાં રસના સ્થળે ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરી અને ઉપયોગનો સમાવેશ થતો ન હતો. ઉંદરોને આઇસોફ્લુરેનથી એનેસ્થેટાઇઝ કરવામાં આવ્યા હતા, અને પછી પૂંછડીની નસ દ્વારા 0.1 મિલી MNP-PLA-EDA-ICG કન્જુગેટ ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવ્યું હતું. ફ્લોરોસન્ટ પૃષ્ઠભૂમિ મેળવવા માટે સારવાર ન કરાયેલ ઉંદરોનો નકારાત્મક નિયંત્રણ તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. કન્જુગેટને નસમાં આપ્યા પછી, પ્રાણીને IVIS Lumina LT શ્રેણી III ફ્લોરોસેન્સ ઇમેજર (PerkinElmer Inc.) ના ચેમ્બરમાં હીટિંગ સ્ટેજ (37°C) પર મૂકો, જ્યારે 2% આઇસોફ્લુરેન એનેસ્થેટાઇઝેશન સાથે ઇન્હેલેશન જાળવી રાખો. MNP દાખલ કર્યા પછી 1 મિનિટ અને 15 મિનિટ પછી સિગ્નલ શોધ માટે ICG ના બિલ્ટ-ઇન ફિલ્ટર (745–815 nm) નો ઉપયોગ કરો.
ગાંઠમાં કન્જુગેટના સંચયનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે, પ્રાણીના પેરીટોનિયલ વિસ્તારને કાગળથી ઢાંકવામાં આવ્યો હતો, જેનાથી યકૃતમાં કણોના સંચય સાથે સંકળાયેલ તેજસ્વી ફ્લોરોસેન્સને દૂર કરવાનું શક્ય બન્યું. MNP-PLA-EDA-ICG ના બાયોડિસ્ટિબ્યુશનનો અભ્યાસ કર્યા પછી, ગાંઠના વિસ્તારોને અનુગામી અલગ કરવા અને ફ્લોરોસેન્સ રેડિયેશનના જથ્થાત્મક મૂલ્યાંકન માટે આઇસોફ્લુરેન એનેસ્થેસિયાના ઓવરડોઝ દ્વારા પ્રાણીઓને માનવીય રીતે મૃત્યુદંડ આપવામાં આવ્યો. પસંદ કરેલા રસના ક્ષેત્રમાંથી સિગ્નલ વિશ્લેષણને મેન્યુઅલી પ્રક્રિયા કરવા માટે લિવિંગ ઇમેજ 4.5.5 સોફ્ટવેર (પર્કિનએલ્મર ઇન્ક.) નો ઉપયોગ કરો. દરેક પ્રાણી માટે ત્રણ માપ લેવામાં આવ્યા હતા (n = 9).
આ અભ્યાસમાં, અમે MNPs-ICG પર ICG ના સફળ લોડિંગનું પ્રમાણ નક્કી કર્યું નથી. વધુમાં, અમે વિવિધ આકારોના કાયમી ચુંબકના પ્રભાવ હેઠળ નેનોપાર્ટિકલ્સની રીટેન્શન કાર્યક્ષમતાની તુલના કરી નથી. વધુમાં, અમે ગાંઠના પેશીઓમાં નેનોપાર્ટિકલ્સની રીટેન્શન પર ચુંબકીય ક્ષેત્રની લાંબા ગાળાની અસરનું મૂલ્યાંકન કર્યું નથી.
નેનોકણનો પ્રભાવ ૧૯૫.૪ nm ના સરેરાશ કદ સાથે રહે છે. વધુમાં, સસ્પેન્શનમાં ૧૧૭૬.૦ nm ના સરેરાશ કદવાળા એગ્લોમેરેટ હતા (આકૃતિ ૫A). ત્યારબાદ, ભાગને કેન્દ્રત્યાગી ફિલ્ટર દ્વારા ફિલ્ટર કરવામાં આવ્યો. કણોનું ઝેટા પોટેન્શિયલ -૧૫.૬૯ mV (આકૃતિ ૫B) છે.
આકૃતિ 5 સસ્પેન્શનના ભૌતિક ગુણધર્મો: (A) કણ કદનું વિતરણ; (B) ઝેટા પોટેન્શિયલ પર કણ વિતરણ; (C) નેનોપાર્ટિકલ્સનો TEM ફોટોગ્રાફ.
કણોનું કદ મૂળભૂત રીતે 200 nm (આકૃતિ 5C) છે, જે 20 nm ના કદ સાથે એક જ MNP અને ઓછી ઇલેક્ટ્રોન ઘનતા સાથે PLA-EDA-ICG સંયોજિત કાર્બનિક શેલથી બનેલું છે. જલીય દ્રાવણમાં એગ્લોમેરેટ્સની રચના વ્યક્તિગત નેનોપાર્ટિકલ્સના ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળના પ્રમાણમાં ઓછા મોડ્યુલસ દ્વારા સમજાવી શકાય છે.
કાયમી ચુંબક માટે, જ્યારે ચુંબકીકરણ વોલ્યુમ V માં કેન્દ્રિત હોય છે, ત્યારે પૂર્ણાંક અભિવ્યક્તિને બે પૂર્ણાંકોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, એટલે કે વોલ્યુમ અને સપાટી:
સતત ચુંબકીયકરણવાળા નમૂનાના કિસ્સામાં, વર્તમાન ઘનતા શૂન્ય છે. પછી, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન વેક્ટરની અભિવ્યક્તિ નીચે મુજબ સ્વરૂપ લેશે:
સંખ્યાત્મક ગણતરી માટે MATLAB પ્રોગ્રામ (MathWorks, Inc., USA) નો ઉપયોગ કરો, ETU “LETI” શૈક્ષણિક લાઇસન્સ નંબર 40502181.
આકૃતિ 7 આકૃતિ 8 આકૃતિ 9 આકૃતિ-10 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, સિલિન્ડરના છેડાથી અક્ષીય રીતે લક્ષી ચુંબક દ્વારા સૌથી મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર ઉત્પન્ન થાય છે. ક્રિયાની અસરકારક ત્રિજ્યા ચુંબકની ભૂમિતિ જેટલી હોય છે. નળાકાર ચુંબકમાં જેની લંબાઈ તેના વ્યાસ કરતા વધારે હોય છે, તેમાં અક્ષીય-રેડિયલ દિશામાં (સંબંધિત ઘટક માટે) સૌથી મજબૂત ચુંબકીય ક્ષેત્ર જોવા મળે છે; તેથી, મોટા પાસા ગુણોત્તર (વ્યાસ અને લંબાઈ) ધરાવતા સિલિન્ડરોની જોડી MNP શોષણ સૌથી અસરકારક છે.
આકૃતિ 7 ચુંબકના Oz અક્ષ સાથે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તીવ્રતા Bz નો ઘટક; ચુંબકનું પ્રમાણભૂત કદ: કાળી રેખા 0.5×2mm, વાદળી રેખા 2×2mm, લીલી રેખા 3×2mm, લાલ રેખા 5×2mm.
આકૃતિ 8 ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ઘટક Br ચુંબક અક્ષ Oz ને લંબ છે; ચુંબકનું પ્રમાણભૂત કદ: કાળી રેખા 0.5×2mm, વાદળી રેખા 2×2mm, લીલી રેખા 3×2mm, લાલ રેખા 5×2mm.
આકૃતિ 9 ચુંબકના અંતિમ અક્ષથી r અંતરે ચુંબકીય ઇન્ડક્શન તીવ્રતા Bz ઘટક (z=0); ચુંબકનું પ્રમાણભૂત કદ: કાળી રેખા 0.5×2mm, વાદળી રેખા 2×2mm, લીલી રેખા 3×2mm, લાલ રેખા 5×2mm.
આકૃતિ 10 રેડિયલ દિશામાં ચુંબકીય ઇન્ડક્શન ઘટક; માનક ચુંબક કદ: કાળી રેખા 0.5×2mm, વાદળી રેખા 2×2mm, લીલી રેખા 3×2mm, લાલ રેખા 5×2mm.
ગાંઠના પેશીઓમાં MNP પહોંચાડવાની પદ્ધતિનો અભ્યાસ કરવા, લક્ષ્ય વિસ્તારમાં નેનોપાર્ટિકલ્સનું ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા અને રુધિરાભિસરણ તંત્રમાં હાઇડ્રોડાયનેમિક પરિસ્થિતિઓમાં નેનોપાર્ટિકલ્સનું વર્તન નક્કી કરવા માટે ખાસ હાઇડ્રોડાયનેમિક મોડેલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. કાયમી ચુંબકનો ઉપયોગ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રો તરીકે થઈ શકે છે. જો આપણે નેનોપાર્ટિકલ્સ વચ્ચેની મેગ્નેટોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને અવગણીએ અને ચુંબકીય પ્રવાહી મોડેલને ધ્યાનમાં ન લઈએ, તો તે ચુંબક અને એક નેનોપાર્ટિકલ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અંદાજ લગાવવા માટે પૂરતું છે જેમાં દ્વિધ્રુવી-દ્વિધ્રુવી અંદાજ હોય ​​છે.
જ્યાં m એ ચુંબકનો ચુંબકીય ક્ષણ છે, r એ બિંદુનો ત્રિજ્યા વેક્ટર છે જ્યાં નેનોપાર્ટિકલ સ્થિત છે, અને k એ સિસ્ટમ પરિબળ છે. દ્વિધ્રુવીય અંદાજમાં, ચુંબકનું ક્ષેત્ર સમાન રૂપરેખાંકન ધરાવે છે (આકૃતિ 11).
એકસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, નેનોપાર્ટિકલ્સ ફક્ત બળ રેખાઓ સાથે જ ફરે છે. બિન-સમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, બળ તેના પર કાર્ય કરે છે:
આપેલ દિશા l નું વ્યુત્પન્ન ક્યાં છે. વધુમાં, બળ નેનોપાર્ટિકલ્સને ક્ષેત્રના સૌથી અસમાન વિસ્તારોમાં ખેંચે છે, એટલે કે, બળ રેખાઓની વક્રતા અને ઘનતા વધે છે.
તેથી, કણો જ્યાં સ્થિત છે તે વિસ્તારમાં સ્પષ્ટ અક્ષીય એનિસોટ્રોપી સાથે પૂરતા મજબૂત ચુંબક (અથવા ચુંબક સાંકળ) નો ઉપયોગ કરવો ઇચ્છનીય છે.
કોષ્ટક 1 એપ્લીકેશન ફીલ્ડના વેસ્ક્યુલર બેડમાં MNP ને કેપ્ચર કરવા અને જાળવી રાખવા માટે પૂરતા ચુંબકીય ક્ષેત્ર સ્ત્રોત તરીકે એક ચુંબકની ક્ષમતા દર્શાવે છે.