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Agent de contraste microvésiculaire à ultrasons pour animaux précliniques

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Vue d'ensemble

Uspheretm agent de contrôle Bubble Département de microvésiculographie animale préclinique (à des fins scientifiques uniquement), après injection intraveineuse, peut améliorer la signalisation ultrasonore dans le sang, à des fins telles que l'amélioration du diagnostic des maladies cardiovasculaires ou la détection de tumeurs. Cet agent de contraste à ultrasons utilise le gaz décafluorobutane (c4f10) comme gaz de base et un matériau phospholipide (Phospholipides) comme MICROBUBBLE de membrane monocouche pour la couche externe.

Détails du produit

Uspheretm ultrasonique MICROBUBBLE Shader présentation du produit

I. Introduction de base du produit
1.1 structure physique
Agent de contraste de bulles USphereTM 系Agent de contraste microvésiculaire à ultrasons pour animaux précliniques(pour usage scientifique seulement), après injection intraveineuse, il peut améliorer le signal ultrasonore dans le sang, atteindre des objectifs tels que l'amélioration du diagnostic de maladie cardiovasculaire ou la détection de tumeurs. Cet agent de contraste à ultrasons utilise un gaz Octafluoropropane (Octafluoropropane, perflutren, c3f8) comme gaz de base et un matériau phospholipide (Phospholipides) comme MICROBUBBLE à membrane monocouche pour la couche externe. Comme le montre Figure1, grâce à la capacité d'auto - assemblage des Phospholipides, la couche de Phospholipides peut former un film protecteur qui ralentit efficacement la diffusion gazeuse (diffusion), évite que les microbulles ne se fondent les unes dans les autres pour former de plus grandes bulles et circule de manière stable dans le corps, améliorant le temps de contraste. La coquille phospholipidique est généralement composée de 2 à 3 Phospholipides; La surface a été modifiée avec du polyéthylène glycol (PET), ce qui évite l'agglomération entre les coquilles de Phospholipides et améliore la biocompatibilité.

Figure 1 schéma de la structure des microbulles

Figure 1 Structure des microbulles

1.2 Composition du boîtier
Actuellement, le principal matériau de revêtement d'agent de contraste à ultrasons est dominé par les Phospholipides, dont l'avantage est que les Phospholipides peuvent former un film monocouche bien élastique, les microbulles de protection peuvent produire des vibrations stables dans l'émission ultrasonore, qui à son tour présente d'excellentes caractéristiques acoustiques et améliore l'effet d'imagerie ultrasonore.
1.3 analyse de la composition des gaz
Les produits de contraste à ultrasons actuellement disponibles dans le commerce utilisent plus de perfluorocarbures. Les perfluorocarbures ont un poids moléculaire important, une très faible solubilité dans l'eau et une vitesse de diffusion lente par rapport à l'air; Par conséquent, la barrière d'énergie théorique des perfluorocarbures pénétrant dans le film de Phospholipides est élevée. Les perfluorocarbures peuvent ralentir efficacement la vitesse de déflagration des microbulles, améliorant ainsi le temps de contraste des microbulles. Les composants gazeux utilisés par uspheretm sont également des perfluorocarbures.

II. Comparaison des produits concurrents et analyse des avantages
Les produits de contraste à ultrasons commerciaux courants sont optisontm (GE Healthcare), definity ® （Lantheus Medical Imaging）、 Sonovuetm (Braco) pour l'Eurosystème et sonazoidtm (GE Healthcare) pour l'héliopause. Un tableau comparatif des agents de contraste commerciaux courants est présenté dans le tableau 1.
Avantage 1.uspheretm a une distribution granulométrique très excellente par rapport aux autres produits (comme dans la figure 2), sa fréquence de résonance de microbulles est plus appropriée pour une utilisation dans la gamme actuelle d'instruments médicaux, améliorant considérablement l'intensité du signal ultrasonore. Deuxièmement, une bonne distribution granulométrique peut contrôler les effets biologiques de la cavitation stable et de la cavitation inertielle, ce qui réduit leur risque potentiel de détection des maladies cardiovasculaires et améliore leur sécurité lors de la délivrance de médicaments.
Avantages 2. Les produits de la série uspheretm ont une taille de particules plus petite et conservent l'intensité de rétrodiffusion dans les tissus profonds tout en offrant une qualité d'imagerie plus détaillée.
La concentration de microvésicules dans le volume unitaire d'uspheretm peut atteindre 2,5x1010bubbles / ML, la concentration la plus élevée de sa catégorie. En raison de sa petite taille de particules et de sa forte concentration, l'angiographie est plus prononcée pour le site tumoral.
Avantage 4. Uspheretm a de bonnes caractéristiques de stabilisation et de suspension (comme dans la figure 3) et peut être utilisé à la fois pour certaines études acoustiques (telles que le balayage de champ ultrasonique et l'analyse de l'état du fluide).
Avantage 5.uspheretm temps de cycle in vivo jusqu'à 6 - 15 minutes (comme dans la figure 4), ce qui est bénéfique pour les expériences sur le vivant. Trois jours après l'activation d'ouverture peut maintenir la haute qualité, pratique pour l'expérience vivante. Le sonovuetm, qui représente actuellement une forte part des ventes, ne dispose que de six heures d'utilisation après ouverture.

临床前动物超声微泡造影剂

Caractérisation physique de la figure 2uspheretm: à gauche:Microscopie électronique (cryo - tem); A droite:Carte de distribution granulométrique (multisizer3, uspcompliant)

Figure 2. Caractérisation de USphereTM. À gauche : TEM (Cryo-TEM); Droite: distribution des tailles (Multisizer3, conforme à l'USP)

Tableau 1 échographie commerciale courante et tableaux comparatifs
Tableau 1 Comparaisons des agents de contraste à ultrasons commercialisés

Nom du produit	Fabricant	Le shell Composant	Gaz Composant	Taille moyenne des particules (ur)	Taille des particules inférieure à 10 μm proportion de microbulles	Concentration de microbulles (particules/mL)	utiliser le temps (Min)
OptisonTM	GE Healthcare Médical Diagnostiques	Albumine (Note: municipalité actuelle La technique a été éliminée)	C3F8	3,0 à 4,5	95%	5,0-8,0x108	1 à 5
Définité®	Imagerie médicale Lantheus	Lipides / tensioactifs	C3F8	1.1 à 3.3	98%	1,2x1010	3.4 à 7.1
SonoVueTM	Diagnostiques Bracco	Lipides / tensioactifs	SF6	20 - 3,0	99 % (<11μm)	0,9-6x109	3 - 6
SonazoidTM	GE Healthcare Médical Diagnostiques	Lipides	C4F10	2.1	99,5%	1,2x109	6 à 15
UsphereTM	Faites confiance à Bio-sonics/United Well	Lipides / Phospholipides	C3F8	1.1 à 1.4	> 99,9%	2,0-3,0x1010	6 à 15

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Figure 3uspheretm en suspension en solution aqueuse imageFigure 4 Comparaison des temps de cycle in vivo de uspheretm avec sonovuetm. SonoVueTM 180s； USphereTM540s．

Figure 3 USphereTM en suspension aqueuse Figure 4. Comparaison du temps de circulation in vivo avec SonoVueTM

Iii. Types de produits et applications

Produit 1. Prime
Prime est le plus basiqueAgent de contraste microvésiculaire à ultrasons pour animaux précliniquesType, est un excellent agent de contraste à microbulles conçu pour l'imagerie par ultrasons de petits animaux. En raison de sa petite taille de particules, de sa concentration élevée et de sa bonne stabilité, et de sa fréquence de résonance couvrant 1 à 40 MHz, il convient aux appareils à ultrasons à haute résolution (tels que le vevo2100, le système Braco, etc.), ainsi qu'à la plupart des systèmes à ultrasons médicaux disponibles Dans le commerce. Prime peut fournir d'excellentes images contrastées et peut être utilisé dans une large gamme de recherches fondamentales.
L'application la plus basique de prime est le processus de diagnostic pour détecter les besoins de haute sensibilité tels que l'irrigation sanguine (comme dans la figure 5), la détection de la microcirculation, l'aide au calcul du flux sanguin, la perfusion myocardique, etc. L'utilisation d'agents de contraste à microbulles augmente la force du signal de rétrodiffusion des tissus profonds, ce qui prolonge efficacement la profondeur d'imagerie du système à ultrasons.

临床前动物超声微泡造影剂

Figure 5 Résultats de la détection par perfusion sanguine abdominale de souris uspheretm (vevo2100 Small Animal Ultrasound Imager)

Figure 5. Détection de la perfusion sanguine de l'abdomen de la souris

D'autres applications d'extension comprennent:
1) Diagnostic cardiovasculaire
Observation assistée des mouvements de la paroi ventriculaire, diagnostic de déficit diaphragmatique dans l'oreillette ou le ventricule, diagnostic de l'Ischémie myocardique et de la position, diagnostic de coronaropathie assistée, évaluation de la ballonnettisation et suivi de la ré - occlusion vasculaire post - opératoire.
(2) Diagnostic de tumeur
Hémoperfusion tumorale (Figure 6) avec diagnostic de métastases tumorales, détection du cancer du sein.

Figure 6: système d'imagerie par ultrasons à haute fréquence vevo2100 associé à prime pour la détection de l'irrigation sanguine intratumorale dans la jambe de souris
Figure 6 Perfusion sanguine de tumeur de souris avec Prime dans Vevo 2100

3) Autres
Développement de nouveaux médicaments, aide au diagnostic de la cirrhose du foie, détection du champ d'application de la cautérisation par radiofréquence des tissus hépatiques, développement d'algorithmes de fonctionnement des systèmes à ultrasons. Parce que les microvésicules peuvent agir en synergie avec les ultrasons peut stimuler les cellules pour augmenter la perméabilité, favoriser la libération de médicaments. Les microbulles peuvent également être utilisées pour les mesures acoustiques industrielles, etc.

Produits 2. Tracer
Les produits tracer sont principalement couplés avec un agent Fluorescent supplémentaire sur prime, ce qui permet aux microbulles d'être utilisées pour la détection de fluorescence en plus d'être utilisées comme agent de contraste par ultrasons. Les utilisations communes comprennent:
(1) Études pharmacocinétiques
Considérez la substance fluorescente comme un modèle de médicament et observez la pharmacocinétique des microbulles en fluorescence. La figure 7 représente l'observation de tracer avec l'hémodynamique et la distribution dans un modèle de chambre de fenêtre de souris.

Figure 7 injection de tracer dans le modèle Window Chamber, observation de la pharmacocinétique
Figure 7 Analyse pharmacocinétique du traceur dans le modèle de chambre de fenêtre de souris

(2) surveillance de la libération de médicaments par ultrasons
De même, considérez la substance fluorescente comme un modèle de médicament, en conjonction avec l'entraînement des ultrasons, observez la libération de médicaments à l'intérieur de microbulles par ultrasons, et évaluez également le traitement médical initial. La figure 8 montre que les souris soumises à des ultrasons tracer après la libération de substances fluorescentes dans le système Ivis (PerkinElmer): le phénomène d'accumulation de signaux fluorescents dans les jambes des souris soumises à des ultrasons sur le côté droit.

Figure 8 suivi de la libération de médicaments par ultrasons avec Ivis
Figure 8 Livraison et libération in vivo de médicaments (traceurs) par ultrasons

(3) Études de libération de médicaments cellulaires
Etudier la libération de médicaments par ultrasons dans des expériences cellulaires (Figure 9).

Figure 9 libération de substances fluorescentes par tracer entraîné par ultrasons dans les cellules
Figure 9 Distribution et libération in vitro de médicaments (traceurs) par ultrasons

Produit 3. Deliver
Les produits deliver sont principalement chargés cliniquement * sur prime avec des microbulles chargées de Doxorubicine (DOX), ce qui permet aux microbulles, en plus d'être disponibles en tant qu'agents de contraste à ultrasons, d'atteindre les objectifs de libération de médicaments et de traitement des tumeurs par ultrasons. Le plus grand avantage de deliver est qu'après l'injection dans le corps vivant, il peut d'abord utiliser la fonction de développement de microbulles pour présenter la position de la tumeur sur l'imagerie par ultrasons, puis en renforçant l'échographie dans la position cible peut conduire à la libération massive de médicaments dans deliver dans le site cible pour atteindre l'efficacité de la localisation de la tumeur *. La figure 10 montre les résultats du traitement avec deliver sur ostéosarcome:, l'apparition d'une nécrose tumorale (necrosis) peut être observée au cinquième jour après le traitement avec un révélateur ultrasonique.

临床前动物超声微泡造影剂

La figure 10, à gauche, est une image de microscopie à fluorescence de deliver; Image de droite pour le traitement avec la libération de DOX par deliver à ultrasons, une nécrose à l'intérieur de la tumeur peut être observée au cinquième jour après le traitement

Figure 10 à gauche: image de livraison par microscopie de fluorescence; Droite: Nécrose tumorale au 5e jour après l’injection de Deliver.

Produits 4. Labeler
Les produits labeler modifient les molécules Biotin * ou l'avidine sur la coquille de prime, ce qui permet à l'utilisateur de lier des anticorps qui permettent aux microbulles d'avoir une capacité d'adsorption unique et d'effectuer une échographie unique pour des emplacements spécifiques. La figure 11 est une modification de l'antibody anti - vegfr2 sur labeler, permettant d'observer une Adsorption spécifique des microbulles sur un grand nombre de cellules cancéreuses exprimant cet anticorps.

临床前动物超声微泡造影剂

La figure 11 modifie l'antibody anti - vegfr2 sur labeler pour permettre une Adsorption massive et spécifique des microbulles sur les cellules cancéreuses exprimant ce récepteur d'anticorps.

Figure 11 Anticorps anti-VEGFR2 étiqueté Labeler appliqué pour cibler les cellules cancéreuses positives au VEGF

Produits 5. Trans +
Le produit trans + est l'ajout d'un matériau phospholipidique chargé positivement sur le matériau de la couche de prime, de sorte que la couche de microbulles est chargée positivement, l'utilisateur peut adsorber un fragment de gène chargé négativement (ADN / ARN) sur la couche de microbulles avec un principe d'adsorption électrique simple; L'efficacité de la livraison et de la transfection génique est obtenue par ultrasons.

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Figure 12 adsorption de l'ADN sur trans + qui peut exprimer la fluorescence, en utilisant la libération de gènes pilotés par ultrasons pour exprimer la fluorescence uniformément avec les cellules de gliome C6 après transfection visible après transfection

Figure 12 Taille complète Turbo vert absorbé Trans+ ciblé sur les cellules de gliome C6 suivi de l'expression de turbo vert

Iv. Recherche appliquée actuellement en cours

Description de l'utilisation

Après la fixation du pied gauche du porc, l'état du flux sanguin est observé avec une imagerie à ultrasons associée à un agent de contraste à ultrasons pour déterminer si la fixation est réussie ou non.

Dans le muscle de la jambe de la souris a été injecté un produit de contraste à ultrasons Fluorescent label, observer le temps de rétention des microbulles dans le tissu musculaire et la gamme de rétention. 2. Expériences de cellules de transgénèse, observation des ultrasons avec cavitation dose d'agent de contraste à ultrasons.

Dans un modèle animal de tumeur, un agent de contraste par ultrasons intraveineux est administré, en conjonction avec les ultrasons pour observer l'état de la tumeur.

Après la cuisson électrique des membres du porc, un agent de contraste ultrasonique est administré par voie intraveineuse, en conjonction avec l'observation ultrasonique du succès de la cuisson électrique ou non.

Envelopper le médicament dans des microbulles, en conjonction avec l'échographie pour la livraison du médicament.

Sur les rats obèses, un agent de contraste par ultrasons a été administré par voie intraveineuse, en conjonction avec les ultrasons pour la détection de l'obésité.

Injection intraveineuse d'un agent de contraste à ultrasons, en conjonction avec les ultrasons, dans un modèle de cancer du foie pour une analyse typique du cancer Pattern.

Connectez la lumière fluorescente à des microbulles comme un modèle de drogue, et la solution aqueuse de microbulles goutte à goutte par le conduit auditif sur le tympan, en conjonction avec des ultrasons spéciaux, pour la livraison de médicaments (par le tympan à l'oreille moyenne).

Avec un agent de contraste à ultrasons en conjonction avec les ultrasons, la transplantation de gènes est effectuée sur les cellules.

Avec un agent de contraste à ultrasons en conjonction avec les ultrasons à haute fréquence, effectuer le développement d'algorithmes d'imagerie à ultrasons à haute fréquence.

Avec un produit de contraste à ultrasons en combinaison avec HIFU, BBB - Open, ainsi que la livraison ultérieure de médicaments et la livraison de gènes.

Envelopper le médicament dans des microbulles, en conjonction avec l'échographie pour la livraison du médicament.

1. Avec l'agent de contraste d'ultrason combiné avec l'ultrason focalisé, BBB - ouvert, et la livraison ultérieure de médicament et la livraison de gène. 2. Avec l'agent de contraste à ultrasons avec HIFU, l'évaluation nociceptive est effectuée dans le modèle de fenêtre - chambre. 3. Évaluation des paramètres physiques et des effets biologiques avec des agents de contraste à ultrasons combinés à des Ultrasons focalisés. 4. Utilisez directement les microbulles comme agent de contraste IRM. Observation par IRM du rôle des microbulles et du HIFU.

Référence standard développé comme révélateur.

Avec un agent de contraste à ultrasons en conjonction avec les ultrasons, le développement d'algorithmes d'imagerie.

Dans un modèle de cancer du foie chez la souris, un agent de contraste par ultrasons intraveineux a été administré, en conjonction avec des ultrasons pour observer l'état du flux sanguin tumoral, pour le développement de nouveaux médicaments.

Avec un agent de contraste à ultrasons en conjonction avec les ultrasons, des observations de sonoporation cellulaire dynamique sont effectuées.

Envelopper le médicament dans des microbulles, en conjonction avec l'échographie pour la livraison du médicament.

Utilisation de micro - bulles avec ultrasons pour augmenter la livraison de médicaments.

V. Liste de la littérature
1.S.T. Kang et al., «Un modèle in vitro basé sur la maléimide pour l'imagerie ciblée par ultrasons», Ultrasons Sonochemistry, vol. 18, 2011.
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4.C.H.Wang et al., «Aptamer-conjugué et Drog-Chargé acoustique gouttelettes pour la théranose par ultrasons», Biomaterials, vol.33, 2012.
5.S.T.Kang et al., "Agents de contraste de bulles à ultrasons pour les applications diagnostiques et thérapeutiques: état actuel et conception future", Chang Gung Medical Journal, vol. 35, 2012.
6.C.Y.Ting et al., «Ouverture concomitante de la barrière sang-cerveau et livraison locale de médicaments en utilisant des microbulles porteuses de médicaments et des échographies concentrées pour le traitement du gliome cérébral», Biomaterials, vol. 33, 2012.
7.P. Chonpathompikunlert et al., « Le traitement des nanoparticules redox protège contre le déficit neurologique dans l'hémorragie intracérébrale induite par l'ultrason concentré », Nanomedicine, vol. 7, 2012.
8.C. H. Fan et al., "Détection de l'hémorragie intracérébrale et de la pénurie d'approvisionnement sanguin transitoire dans la perturbation de la barrière sanguine-cérébrale induite par l'échographie par échographie", échographie en médecine et en biologie, vol. 38, 2012.
9.C.H.Wang et al., «Superparamagnétique oxyde de fer et drogue complexe-intégré gouttelettes acoustiques pour l'échographie théranose ciblée», Biomaterials, vol. 34, 2013.
10. C.H. Fan et al., « Antiangiogenic-Targeting Drug-Charged Microbulls Combined With Focused Ultrasound for Glioma Treatment », Biomaterials, vol.34, 2013.
11.C.H.Fan et al., «Microbulles conjuguées à SPIO, chargées de doxorubicine pour l'IRM concomitante et la livraison de médicaments améliorée à la tumeur cérébrale par ultrasons concentrés», Biomaterials, vol. 34, 2013.
12.S.L.Peng et al., 'Utilisation de microbulles comme agent de contraste IRM pour la mesure du volume sanguin cérébral', RMN en Biomédecine, doi: 10.1002/nbm.2988.NOUVEAU!

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