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May 12, 2024

Inicio y obtención de imágenes de cavitación a partir de agentes de ecocontraste infundidos a través del catéter EkoSonic

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 6191 (2023) Cite este artículo 680 Accesos 2 Detalles de Altmetric Metrics La administración mejorada por ultrasonido de liposomas ecogénicos cargados terapéuticamente está bajo

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 6191 (2023) Citar este artículo

680 Accesos

2 altmétrico

Detalles de métricas

Se está desarrollando la administración mejorada por ultrasonido de liposomas ecogénicos cargados terapéuticamente para aplicaciones vasculares utilizando el sistema endovascular EkoSonic. En este estudio, se caracterizaron liposomas ecogénicos dirigidos a fibrina cargados con un agente antiinflamatorio antes y después de la infusión a través de un catéter EkoSonic. La actividad de cavitación fue nucleada por Definity o liposomas ecogénicos cargados de fármacos dirigidos a fibrina, infundidos e insonificados con catéteres EkoSonic. Se utilizaron imágenes de cavitación pasiva para cuantificar y mapear la actividad de las burbujas en un fantasma de flujo que imita el flujo arterial porcino. La cavitación se mantuvo durante infusiones de 3 minutos de Definity o liposomas ecogénicos a lo largo de la zona de tratamiento distal de 6 cm del catéter. Aunque el catéter EkoSonic no fue diseñado específicamente para la nucleación por cavitación, se puede emplear la infusión de liposomas ecogénicos cargados de fármaco para desencadenar y mantener la actividad de las burbujas para mejorar la administración intravascular de fármacos.

La enfermedad arterial periférica (EAP) representa un problema clínico desafiante que afecta entre el 15% y el 20% de las personas mayores de 70 años debido a la naturaleza difusa del depósito de ateroma en todo el lecho arterial1. El tratamiento de la EAP con angioplastia y stents metálicos se complica por la reestenosis. El uso de stents liberadores de fármacos en la EAP ha reportado resultados decepcionantes a largo plazo2. Las estrategias innovadoras que previenen la acumulación de placa adicional en el área de intervención, reducen la inflamación en el lecho de ateroma circundante y promueven un flujo sanguíneo saludable pueden mejorar los resultados clínicos.

Una de esas estrategias es la administración de agentes para estabilizar el ateroma en el área peri-stent3. Los liposomas ecogénicos (ELIP) son agentes de bicapa lipídica que abarcan una microburbuja monocapa llena de gas que hace que las partículas sean sonosensibles4,5. La sensibilidad al ultrasonido (EE.UU.) permite que ELIP sea visible en imágenes de EE.UU. Además, los EE. UU. pueden activar ELIP para la liberación y administración de terapias3,5,6,7,8,9. El octafluoropropano (OFP) se puede utilizar para estabilizar ELIP contra la disolución debido a la baja solubilidad del OFP en soluciones acuosas, incluida la sangre4,10. ELIP se puede funcionalizar recubriendo la superficie de la cubierta con fármacos o agentes dirigidos3,11. A medida que las microburbujas oscilan en la vasculatura, estos efectos pueden abrir uniones estrechas endoteliales12,13,14, inducir microcorriente15 y aumentar el transporte de fármacos a través del endotelio16,17. Se ha demostrado que la pioglitazona (PGN), un fármaco antiinflamatorio, limita la inflamación en la vasculatura18,19,20. Se ha demostrado la administración terapéutica en un modelo porcino con la consiguiente estabilización del ateroma utilizando esta estrategia (Fig. 1)9.

Concepto para la administración mediante ultrasonido de liposomas ecogénicos cargados con pioglitazona infundidos a través de un catéter EkoSonic en la vasculatura arterial iliofemoral porcina.

Se están desarrollando ELIP cargados con pioglitazona y dirigidos a la fibrina con un nonapéptido hecho a medida, OFP-PAFb-PGN-ELIP, para proporcionar un complemento a los stents después de una intervención percutánea en las arterias3,21 para estabilizar el ateroma. El sistema endovascular EkoSonic (Boston Scientific, Maple Grove, MN, EUA) es un catéter aprobado por la FDA para la infusión de terapias mediada por ultrasonido en la vasculatura periférica y las arterias pulmonares. Lafond et al. demostró que Definity infundido a través del catéter EkoSonic podría usarse para nuclear la cavitación sostenida durante 3 minutos.22,23 Debido a la nucleación de la cavitación inercial y estable de los agentes de contraste infundidos y el potencial de efectos secundarios nocivos para los tejidos, la FDA requiere una caracterización cuidadosa de la cavitación generada por OFP-PAFb-PGN-ELIP infundido e insonificado por el catéter EkoSonic antes de que puedan comenzar los ensayos clínicos.

El propósito de este estudio fue determinar si la infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP puede nuclear la cavitación sostenida con el catéter EkoSonic. La distribución del tamaño, la atenuación acústica dependiente de la frecuencia y el contenido de PGN en cada vial de ELIP se determinaron antes y después de la infusión a través del catéter EkoSonic. Se realizaron imágenes de cavitación pasiva (PCI) a lo largo de los seis pares de transductores activos distales del catéter EkoSonic durante infusiones de 3 minutos de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP. Tanto la actividad de cavitación estable como la inercial se cuantificaron y mapearon en el rango de potencias de accionamiento eléctrico EkoSonic (de 4 a 47 W) utilizadas en el protocolo clínico de ultrasonido pulsado aprobado por la FDA.

La Figura 2 muestra (a) la distribución de tamaño ponderada en número y volumen y (b) la atenuación del ultrasonido en función de la frecuencia para el OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido pipeteado directamente desde el vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic inactivos de 135 cm. . Medido directamente desde el vial, el 98,5 ± 0,3 % del OFP-PAFb-PGN-ELIP tenía un diámetro inferior a cinco micras. Después de la infusión a través del catéter inactivo, el 98,9 ± 0,1 % tenían menos de cinco micras. Antes de la infusión, la concentración máxima ponderada en número de 5,0 × 108 ± 0,6 × 108 microburbujas por ml del vial (media ± desviación estándar, sd, n = 3) correspondía a un diámetro de 1,0 µm. La concentración máxima ponderada en número después de la infusión disminuyó a 3,8 × 108 ± 0,5 × 108 microburbujas por ml (media ± DE, n = 3) y el diámetro modal fue de 1,0 µm. La densidad numérica máxima ponderada por volumen de OFP-PAFb-PGN-ELIP se produjo en un diámetro de 1,8 µm y el pico disminuyó de 8,5 × 108 ± 1,4 × 108 µm3 por ml del vial a 5,9 × 108 ± 0,6 × 108 µm3 por mL después de la infusión (media ± DE, n = 3 cada uno). Se utilizaron pruebas t de Welch de dos colas para comparar la densidad máxima ponderada en número (alfa = 0,05, p = 0,076) y ponderada en volumen (alfa = 0,05, p = 0,064). El OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido exhibió una atenuación de 30 a 40 dB en un rango de frecuencias de 2 a 25 MHz. La frecuencia central de los pares de transductores EkoSonic es de 2,25 MHz. La atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido a 2,2 MHz disminuyó de 37,8 ± 4,4 dB/cm a 11,4 ± 1,9 dB/cm después de la infusión. OFP-PAFb-PGN-ELIP del vial exhibió una atenuación máxima en frecuencias resonantes en el rango de 5,0 a 10,0 MHz y OFP-PAFb-PGN-ELIP infundido exhibió una atenuación máxima de 1,6 a 2,2 MHz (máximo ± 1 dB/cm, n = 3 cada uno).

( a ) Distribución de tamaño y ( b ) mediciones de espectroscopia de atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP del vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. Las distribuciones de tamaño media ponderada en número (líneas continuas) y ponderada en volumen (líneas de punto-punto-raya) se trazan frente al diámetro de partícula. Los valores medios de atenuación se representan en función de la frecuencia. Las barras de error representan ± 1 desviación estándar (DE), n = 3 viales cada una.

Mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), la dosis de PGN se midió directamente a partir de tres viales reconstituidos de OFP-PAFb-PGN-ELIP y tres viales adicionales después de la infusión a través del catéter EkoSonic. La Figura 3 muestra las dosis de PGN de ​​432,0 ± 128,3 µg y 202,0 ± 51,2 µg (media ± sd, n = 3 cada una), cuantificadas directamente desde el vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic inactivos, respectivamente. Con una correlación intraclase de 0,50, las dosis de PGN directamente desde el vial y después de la infusión a través del catéter se correlacionaron, por lo que se debe considerar esa correlación para examinar sus diferencias. La diferencia es significativa (alfa = 0,05, p = 0,0007).

Dosis media de PGN de ​​un vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido medida directamente del vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. Cada vial contiene 0,5 ml de solución reconstituida y 10 mg de lípidos/ml de solución. Las barras de error representan ± sd, n = 3 viales cada una.

La microscopía de interferencia de luz espacial (SLIM) de Definity y OFP-PAFb-PGN-ELIP se muestra en la Fig. 4. El blanco representa núcleos de gas y el negro representa el recubrimiento lipídico de las partículas en el plano de imagen. La naturaleza esférica de las microburbujas cubiertas de lípidos se revela con adquisiciones de pila z (Figuras complementarias S3 y S4 en línea). A medida que el plano de imagen del microscopio se mueve a través de cada partícula, se observa la estructura de la capa lipídica y el núcleo gaseoso. El anillo de fase exterior alrededor de las partículas es un artefacto de difracción.

Imágenes de microscopía de interferencia de luz espacial (SLIM) de (a, b) Definity y (c, d) OFP-PAFb-PGN-ELIP utilizando un objetivo de 10 ×. Se tomaron imágenes de microburbujas extraídas directamente de los viales (sin infusión). Las flechas negras indican capas de lípidos y las flechas rojas indican artefactos de difracción que aparecen como anillos blancos.

En la Fig. 5 se representa la energía de cavitación ultraarmónica e inarmónica nucleada por Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP infundida a través del catéter EkoSonic impulsado con potencias eléctricas entre 4 y 47 W (n = 3 cada uno). Cada máximo local corresponde a la alineación de la matriz pasiva L11-5v con uno de los seis pares de transductores activos en el catéter EkoSonic durante el retroceso. Las emisiones de cavitación ultraarmónica e inarmónica se mantuvieron en todas las potencias de accionamiento eléctrico. Para las infusiones Definity con potencias de accionamiento de 18 y 47 W, la energía de cavitación inarmónica superó la energía de cavitación ultraarmónica. Además, para las infusiones de Definity, la energía de cavitación inarmónica aumentó con la potencia de accionamiento eléctrico. Sin embargo, para las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP con potencias de accionamiento superiores a 9 W, las energías ultraarmónicas e inarmónicas fueron similares. En general, Definity nucleó uno o dos órdenes de magnitud más de energía de cavitación que OFP-PAFb-PGN-ELIP con potencias de accionamiento equivalentes.

Se infundió energía de cavitación a lo largo de los seis pares de transductores distales activos del catéter EkoSonic como OFP-PAFb-PGN-ELIP o Definity. La cavitación ultraarmónica (verde) e inarmónica (roja) media con potencias de accionamiento eléctrico de (a) 4, (b) 9, (c) 18 y (d) 47 W. Tenga en cuenta que el protocolo de posprocesamiento PCI traza la cavitación ultraarmónica energía en exceso de la energía inarmónica. Las barras de error representan ± 1 desviación estándar, n = 3 cada una.

La Figura 6 muestra la distribución espacial de la ecogenicidad de las microburbujas y la energía de cavitación dentro de la luz del tubo cuando se infundieron Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de catéteres EkoSonic. Las imágenes se adquirieron cuando el conjunto L11-5v estaba sobre el tercer par de transductores activos en el catéter EkoSonic. Se observaron emisiones ultraarmónicas e inarmónicas en todas las potencias de accionamiento eléctrico para ambos agentes infundidos. Las emisiones de cavitación nucleadas por Definity se observaron fácilmente en todo el lumen con potencias de accionamiento de 18 W y 47 W y las emisiones inarmónicas fueron prominentes a 47 W para el rango dinámico de 55 dB utilizado en estas imágenes. Se observaron emisiones de cavitación nucleadas por OFP-PAFb-PGN-ELIP en toda la luz a 9, 18 y 47 W. Se visualizaron emisiones de cavitación ultraarmónicas e inarmónicas a lo largo de la zona de tratamiento del catéter en todas las potencias de accionamiento eléctrico durante Definity u OFP-PAFb-PGN. -Infusiones de ELIP (consulte las figuras complementarias S1-S2 en línea). Cuando el L11-5v se alineó sobre cada uno de los seis pares de transductores activos durante el retroceso, los niveles de energía de cavitación en los videos PCI compuestos se maximizaron (es decir, las superposiciones de color se iluminaron). Se observó una mayor cantidad de emisiones de cavitación ultraarmónica e inarmónica con Definity en lugar de con infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP a través del catéter EkoSonic.

Imágenes compuestas PCI y modo B de emisiones ultraarmónicas (verde) e inarmónicas (roja) de cavitación nucleadas por Definity infundido u OFP-PAFb-PGN-ELIP insonificadas por un par de transductores EkoSonic accionados con 4, 9, 18 o 47 W. energía eléctrica. Las imágenes en modo B (que visualizan solo la ecogenicidad) se muestran en las filas 1 y 3, y las imágenes compuestas correspondientes se muestran en las filas 2 y 4.

La presión hidrodinámica dentro del lumen de administración de fármacos del catéter EkoSonic cuando se infundieron microesferas Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP se muestra en la Fig. 7. Una presión hidrodinámica luminal promediada en el tiempo de 468,5 ± 12,5 mmHg o 434,7 ± 5,6 mmHg (media ± sd, n = 12 cada uno) se midió durante las infusiones de Definity o solución salina, respectivamente, a 2,0 ml/min (Fig. 7a). En cada momento individual, la presión hidrodinámica luminal durante las infusiones de Definity no fue estadísticamente diferente a la de las infusiones salinas (múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov, n = 12 por punto temporal, alfa = 0,05, p > 0,05). Se mantuvo una presión promedio en el tiempo de 193,6 ± 3,4 mmHg en la luz del fármaco del catéter durante las infusiones de solución salina a 0,6 ml/min (media ± sd, n = 12), pero la presión aumentó durante el transcurso de OFP-PAFb-PGN-ELIP infusiones a 0,6 ml/min (Fig. 7b). En los momentos durante el retroceso, las presiones hidrodinámicas luminales de solución salina y OFP-PAFb-PGN-ELIP fueron estadísticamente diferentes (múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov, n = 12 por punto de tiempo, alfa = 0,05, p <0,05).

La presión hidrodinámica dentro del lumen de administración de fármacos del catéter EkoSonic como (a) se infundieron microesferas Definity o solución salina a 2,0 ml/min o (b) se infundió OFP-PAFb-PGN-ELIP o solución salina a 0,6 ml/min, respectivamente. Las barras de error representan ± desviación estándar, n = 12 cada una.

Se han investigado las microburbujas cargadas terapéuticamente para aplicaciones clínicas24, incluida la administración intravascular de fármacos3,25 y la sonotrombólisis8,11. La caracterización previa de la distribución del tamaño de los liposomas ecogénicos con carga terapéutica utilizando el principio de Coulter ha arrojado un rango de tamaños de partículas de 0,6 µm a 7 µm3,8,9,11,25,26. El tamaño mínimo que se puede medir con esta técnica es de 0,6 µm y es posible que estén presentes partículas más pequeñas. Las densidades numéricas máximas de liposomas ecogénicos con carga terapéutica en la literatura varían de 2,6 × 106 a 1,4 × 1012 partículas por ml, según la formulación3,8,9,11,25,26,27. El tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP en este estudio osciló principalmente entre 0,6 y 3,0 µm y la densidad numérica máxima fue de 5,0 × 108 liposomas ecogénicos por ml (Fig. 2a), lo que concuerda con mediciones anteriores de carga terapéutica. liposomas ecogénicos3,8,9,11,26. En el ser humano adulto, los capilares tienen de 4 a 8 µm de diámetro y los glóbulos rojos tienen de 6 a 8 µm de diámetro28,29. Aproximadamente el 99% de OFP-PAFb-PGN-ELIP en este estudio tenía menos de cinco micrones de diámetro (Fig. 2a) y pasaría a través de los capilares fácilmente. Después de infusiones intraarteriales de Definity en músculos de rata, microesferas de más de cinco micrones de diámetro quedaron atrapadas transitoriamente (~ 10 min) en las pequeñas arteriolas y capilares30. Debido a que el tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP es ligeramente mayor que el de Definity, se necesitan estudios futuros para evaluar el paso de las infusiones intraarteriales de OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de los lechos capilares. También se necesitan estudios preclínicos farmacocinético-farmacodinámicos para determinar la biodistribución de lípidos, OFP y PGN después de la infusión.

La atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP disminuyó después de la infusión a través del catéter EkoSonic (Fig. 2b), lo que es consistente con la pérdida de atenuación de Definity después de la infusión a través del mismo catéter22,23. Se observó aglomeración de OFP-PAFb-PGN-ELIP después de la dilución y la infusión, pero sólo después de varias horas. Este tipo de aglomeración no se observó en Definity. Por lo tanto, la dilución podría haber afectado la estabilidad del OFP-PAFb-PGN-ELIP durante las mediciones de atenuación con el método de impulso26. Se desconocía la cantidad exacta de dilución durante la infusión en bolo de OFP-PAFb-PGN-ELIP y el lavado con solución salina en el catéter, pero no superó 1:10 v/v. La disminución tanto en la densidad numérica como en la atenuación tras la infusión (Fig. 2) probablemente se debió a la retención o destrucción del OFP-PAFb-PGN-ELIP dentro del catéter EkoSonic. Presumimos que la retención se debe a la interacción del material o a una discrepancia de tamaño entre el OFP-PAFb-PGN-ELIP y los orificios de colocación del catéter, que tienen de 38 a 46 µm de diámetro. Lafond et al.22,23 descubrieron que la velocidad de infusión afectaba la distribución del tamaño de la infusión de Definity a través del catéter EkoSonic. Talu et al.31 informaron que las microburbujas encapsuladas en lípidos y llenas de perfluorocarbono eran sensibles al tamaño del orificio y la velocidad de infusión. La disminución del tamaño del orificio y el aumento de las velocidades de infusión provocaron una disminución en la densidad y el diámetro del número de microburbujas31. La contaminación de los orificios de administración de fármacos del catéter EkoSonic con lípidos anfifílicos o PGN hidrofóbico probablemente fue responsable del aumento de la presión hidrodinámica durante cada infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP (Fig. 7b).

Se necesitan estudios futuros para determinar si la dosis total de PGN administrada después de la infusión a través del catéter EkoSonic es suficiente para lograr el efecto terapéutico. Klegerman et al.9 informaron que cada vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP (también con un lípido conjugado con biotina para permitir la obtención de imágenes fluorescentes) contenía 86,9 ± 11,9 µg de PGN/mg de lípido (media ± DE). Cada vial utilizado en nuestro estudio contenía 5 mg de lípidos y 432,0 ± 128,3 µg de PGN (Fig. 3), o 86,4 ± 14,2 µg de PGN/mg de lípidos, lo que concordaba con los resultados de Klegerman et al.9, para una formulación liposomal similar. . En un modelo porcino de reestenosis peri-stent, Klegerman et al.9 infundieron nitroglicerina y PAFb-PGN-ELIP marcado con dinitrofenilo a través del catéter EkoSonic y descubrieron que la exposición a los ultrasonidos aumentaba la penetración del PAFb-PGN-ELIP marcado con dinitrofenilo en las paredes arteriales. . Kee et al.3 también encontraron que la infusión secuencial de liposomas ecogénicos cargados de óxido nítrico (NO) y liposomas ecogénicos cargados de PGN conjugados con anticuerpo anti-molécula de adhesión intercelular-1 (ICAM-1) a través del catéter EkoSonic fue suficiente para prevenir la neoíntima. Hiperplasia en arterias con stent.

La salida acústica de las cuatro potencias eléctricas del catéter EkoSonic fue suficiente para sostener la cavitación de las infusiones de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP a lo largo de los seis pares de transductores distales del catéter (Fig. 5). Tenga en cuenta que nuestra estrategia de infusión requirió que los primeros seis pares de transductores estuvieran inactivos para permitir que los agentes de ecocontraste se administraran en la luz del tubo antes de la exposición al ultrasonido22. La salida acústica del catéter EkoSonic en función de la potencia de accionamiento eléctrico se proporciona en la Tabla 1. A medida que la potencia de accionamiento aumentó de 4 a 18 W, aumentó tanto la energía ultraarmónica como la inarmónica (Fig. 5). Por encima de una potencia motriz de 18 W, la energía inarmónica también aumentó para las infusiones Definity. Tenga en cuenta que sólo se representa la energía ultraarmónica que excede la energía inarmónica, proporcionando así una estimación de la energía de cavitación estable. La energía máxima de cavitación ultraarmónica e inarmónica nucleada por Definity infundido durante el retroceso con una potencia de accionamiento eléctrico de 9 W fue del orden de 1 mJ µV2/MPa2 (Fig. 5). Tenga en cuenta que el nivel de energía de cavitación calculado por Lafond et al.22 contenía errores en el algoritmo y código de procesamiento PCI23. La cantidad de energía de cavitación sostenida por Definity infundido excedió la de OFP-PAFb-PGN-ELIP en 1 a 2 órdenes de magnitud, probablemente debido a la diferencia en la atenuación y ecogenicidad de Definity (un agente de contraste para la acumulación de sangre) versus ecogénico cargado con fármaco. liposomas (un agente teragnóstico).

Sorprendentemente, se observan emisiones ultraarmónicas e inarmónicas indicativas de cavitación inercial y estable sostenida32, respectivamente, en todas las infusiones Definity impulsadas a 47 W, visualizadas en amarillo en imágenes y videos compuestos de cavitación pasiva (Fig. 6, Figs. Suplementarias S1-2 en línea). ). Con la misma potencia de salida, se visualizó cavitación principalmente estable durante las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP, aunque también estuvo presente algo de cavitación inercial. La cantidad de cavitación estable sostenida por Definity infundido a las potencias de accionamiento de 9, 18 y 47 W fue equivalente, aunque la cavitación inercial aumentó con la potencia de accionamiento (Figs. 5, 6). En cuanto a la distribución espacial de la actividad de cavitación, a medida que aumentaba la potencia, se detectaron emisiones de cavitación en un mayor porcentaje de la luz del tubo para ambos agentes. Las infusiones de Definity generaron emisiones de cavitación nucleadas en toda la luz durante toda la infusión de 3 minutos (Figura complementaria S1 en línea). Mapear la actividad de las burbujas tiene el potencial de informar la relación entre la cavitación (estable e inercial) y la respuesta celular. En este momento se desconoce la contribución específica de la cavitación estable e inercial para mejorar la administración terapéutica más allá del endotelio.

Se ha demostrado que la cavitación media la administración de fármacos a través de la barrera hematoencefálica33 y mejora la administración de fármacos al tejido vascular25,34, los tumores35 y la biopelícula36. Beekers et al.14,37,38,39 han estudiado ampliamente la interacción mecánica de microburbujas acústicamente activas y células endoteliales. Beekers et al. observaron diferentes grados de apertura de uniones estrechas dependiendo de la excursión radial de las microburbujas individuales en las proximidades de las células endoteliales. Belcik et al.40 demostraron que el aumento del flujo inducido por cavitación en ratones estaba mediado por la liberación dependiente de cizalla de trifosfato de adenosina (ATP) del endotelio y los eritrocitos, y la posterior producción de NO, prostaglandinas y adenosina. Müller et al. También observaron la liberación de ATP y NO activada por ultrasonido a partir de eritrocitos expuestos al catéter EkoSonic alineado sobre la arteria femoral murina41. La producción de NO inicia el transporte paracelular más allá de las células endoteliales que recubren la vasculatura34, una clave para la administración de fármacos mejorada por ultrasonido. Por lo tanto, mantener la cavitación en toda la luz con exposición al ultrasonido del catéter EkoSonic, observado en nuestro estudio con potencias de accionamiento superiores a 9 W (Fig. 6), probablemente mejorará la administración de PGN. De hecho, tanto Kee et al.3 como Klegerman et al.9 demostraron una mejor administración al tejido arterial con stent infundido con ELIP dirigido, cargado con PGN y expuesto al catéter EkoSonic accionado con una salida eléctrica de 9 W (presión de rarefacción máxima de 0,62 MPa, Tabla 1) en un modelo porcino aterosclerótico en miniatura. Sin embargo, en este momento se desconocen la energía y el tipo de cavitación específicos necesarios para mejorar la absorción de pioglitazona y evitar efectos nocivos. Se necesitan más estudios para determinar la seguridad a largo plazo de la administración de pioglitazona mediada por ultrasonido en el tejido arterial.

Una limitación del presente trabajo fue que la sensibilidad dependiente de la frecuencia de la matriz PCI no estaba calibrada42, lo que permitiría comparar cuantitativamente la actividad de cavitación de otros laboratorios. La medición cuantitativa de las emisiones de energía absolutas se puede utilizar para monitorear los bioefectos mediados por la cavitación espacialmente43,44 y temporalmente45,46. El uso de PCI junto con una evaluación de la hiperplasia neointimal después de la administración de pioglitazona permitiría optimizar la elección de los parámetros acústicos para obtener este bioefecto beneficioso. Publicaciones recientes sugieren que tanto la cavitación inercial como la cavitación estable promueven la administración de fármacos47,48,49,50. La cavitación inercial abre las uniones estrechas endoteliales12,13,14, y la transmisión acústica causada por la cavitación estable o inercial51,52,53,54 aumenta el transporte de fármacos a través del endotelio16,17. La mala resolución axial en PCI con matrices lineales que utilizan la técnica de formación de haz de retardo, suma e integración22,23,32 puede limitar la capacidad de guía de la imagen. Es necesario un mayor desarrollo de estrategias para mejorar la resolución espacial y la precisión de PCI utilizando el factor de coherencia de fase55,56 o una formación de haz Capon robusta57.

El catéter EkoSonic descrito en este trabajo fue aprobado por la FDA para la administración de fluidos especificados por el médico, incluidos trombolíticos, en la vasculatura periférica. Nuestros datos respaldan una aplicación emergente de administración terapéutica mediada por ultrasonido a través de una formulación liposomal que incluye gas octafluoropropano que nuclea la actividad de las burbujas durante infusiones de 3 minutos. Es importante destacar que el OFP-PAFb-PGN-ELIP infundido a través del catéter EkoSonic produjo una escasa cantidad de cavitación inercial y promovió una cavitación estable, lo que potencialmente allanó el camino para los primeros estudios en humanos. Esta estrategia de administración de fármacos intraarterial basada en catéter tiene el potencial de estabilizar el ateroma en la región peri-stent, previniendo la aterogénesis de la neoíntima en el momento de la intervención. Se necesitan más estudios para correlacionar la cantidad y el tipo de cavitación con la penetración del fármaco en el tejido vascular con efecto terapéutico.

El catéter EkoSonic de 5,4 F (1,8 mm de diámetro) utilizado en este estudio tenía una zona de tratamiento de 12 cm con 12 pares de transductores EE.UU. de 2 mm de largo ubicados dentro del catéter. Los pares de transductores estaban espaciados 10 mm y los puertos de administración de fármacos de 38 a 46 µm de diámetro se ubicaron 5 mm distalmente a cada par de transductores (Fig. 8). Se utilizó una unidad programable proporcionada por Boston Scientific para controlar los pares de transductores de frecuencia central de 2,25 MHz con pulsos de 15 ms a una frecuencia de repetición de pulsos de 10 Hz. La presión hidrodinámica luminal dentro del lumen del fármaco del catéter EkoSonic se midió utilizando un sensor en línea (PRESS-S-000, PendoTECH, Princeton, Nueva Jersey, EE. UU.) durante el transcurso de las infusiones de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP.

Esquema del orificio de administración de fármacos del catéter EkoSonic y la disposición del transductor. A lo largo de la zona de tratamiento de 12 cm del catéter, los primeros seis pares de transductores de ultrasonido estaban inactivos mientras que los seis pares de transductores distales estaban activos e insonificaban los liposomas ecogénicos. El primer orificio de administración de fármaco se ubicó 0,5 cm después del primero de seis pares de transductores inactivos (modificado de Lafond et al.22).

Definity (Lantheus, Billerica, MA, EE. UU.) se preparó según el prospecto. Cada vial de Definity (9,2 × 109 microburbujas/ml) se mantuvo a temperatura ambiente durante una hora, se activó y se utilizó dentro de las diez horas posteriores a la activación. Si no se usaba dentro de los cinco minutos, el vial se invirtió suavemente repetidamente durante 10 s para resuspender las microburbujas. Para las mediciones de cavitación, los viales se ventilaron a OFP y se extrajo Definity usando una aguja de 18 G conectada a una jeringa hermética de 250 µL (Hamilton Co., Reno, NV, EE. UU.). El Definity se transfirió a una jeringa de 10 ml (Becton Dickinson, Franklin Lakes, Nueva Jersey, EE. UU.) que contenía solución salina de NaCl al 0,9 % a temperatura ambiente, de modo que la solución antes de la infusión tuviera una concentración de 2,33 × 108 microburbujas/ml. Esta concentración de Definity imita la dosis de infusión intravenosa recomendada por el prospecto del fabricante.

Los liposomas ecogénicos se fabricaron según un protocolo desarrollado por Klegerman et al.9 sin la inclusión de un lípido conjugado con biotina para permitir la obtención de imágenes fluorescentes. Tres fosfolípidos, 1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC, Avanti Polar Lipids, AL, EE. UU.), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina-N-[4-(p- maleimidofenil)butiramida] (MPB-DOPE, Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DOPC, Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.) y colesterol ( Se mezclaron Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.) en una relación molar de 52:8:30:10. Se disolvieron cien miligramos de la mezcla de lípidos y 10 mg de PGN (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, EE. UU.) en 20 ml de etanol absoluto (Fisher Scientific, Hampton, NH, EE. UU.) y se calentaron a 90 °C para mejorar la miscibilidad. del fosfolípido y PGN en el disolvente de etanol. La solución etanólica se cargó en una jeringa de vidrio de 20 ml con una aguja de 27 G y se inyectó en 115 ml de agua filtrada de 0,2 µm (Milli-Q Advantage A10, Millipore Sigma, St. Louis, MO, EE. UU.) que se esterilizó en autoclave (Primus , Omaha, NE, EE. UU.) y se agitó a 1000 rpm (Fisher Scientific, Hampton, NH, EE. UU.). La formación espontánea de liposomas unilaminares se produjo tan pronto como la fase orgánica estuvo en contacto con la fase acuosa. La dispersión liposomal se agitó durante 5 min a temperatura ambiente. La concentración final de etanol en la dispersión liposomal fue del 14,8% v/v. El disolvente residual se eliminó mediante evaporación rotatoria (RII, Buchi, Cornaredo, Italia). Después de eliminar el disolvente residual, los liposomas se resuspendieron con manitol 0,32 M para producir una concentración de liposomas de 1 mg de PGN/10 mg de lípidos/ml.

Por cada 60 mg de lípido ELIP cargado con PGN, se añadió 1 mg de un péptido de unión a fibrina tiolado en 1 ml de tampón citrato-fosfato de pH 6,7. Un nonapéptido hecho a medida, PAFb, H-Gly-Pro-Arg-Pro-Pro-Gly-Gly-Gly-Cys-NH2 HCl (GPRPPGGGC), contiene el pentapéptido GPRPP58,59 que se une a la fibrina, un marcador de -etapa de ateroma60,61. La conjugación se logró con un enlace tioéter entre el lípido MPB-DOPE y el grupo cisteiniltiol del péptido carboxi terminal (separado del resto de unión a fibrina por un espaciador de triglicilo). El pH se ajustó a 6,5–6,7 con hidróxido de sodio 1,0 M, la mezcla se cubrió con argón y se incubó con agitación a 180–190 rpm durante la noche a temperatura ambiente en la oscuridad.

Después de la reacción, la mezcla se hizo isotónica con cloruro de sodio al 6% y se centrifugó en tubos de polipropileno de 1,5 ml en una microcentrífuga (Eppendorf miniSpin plus, Eppendorf, Hamburgo, Alemania) a 10.000 rpm durante 10 min a temperatura ambiente. Se descartaron los sobrenadantes y los sedimentos se lavaron dos veces centrífugamente con 1,0 ml de solución salina tamponada con fosfato 0,02 M, pH 7,4, por tubo. Los sedimentos se resuspendieron a más de 10 mg de lípido/ml con D-manitol 0,32 M y se combinaron. La recuperación de lípidos con respecto a la mezcla de reacción se determinó mediante absorción óptica a 280 nm (A280) y el sedimento combinado se llevó a 10 mg de lípido/ml con D-manitol 0,32 M. Se distribuyeron alícuotas de esta mezcla (0,5 ml) en viales con tapa engarzada de 3 ml (Wheaton, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EE. UU.), se congelaron durante ≥ 2 h a -80 °C y se liofilizaron (FreeZone 6- L, Kansas City, MO, EE. UU.) durante 48 h. Los viales se taparon con inserciones de goma, se sellaron con tapas de aluminio y se cargaron con octafluoropropano (OFP) a 1 atm de presión antes de su evaluación y uso. Los OFP-PAFb-PGN-ELIP se enviaron durante la noche a la Universidad de Cincinnati con paquetes de refrigerante y se utilizaron para experimentos en 8,5 meses.

Antes de la reconstitución, cada vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP se dejó a temperatura ambiente durante tres horas y luego se ventiló al aire ambiente con una aguja de 22 G. Usando una aguja de 18 G, se agregaron lentamente al vial 0,5 ml de agua filtrada de 0,2 micrones, saturada de aire y a temperatura ambiente (Nanopure, Barnstead Thermolyne, Dubuque, IA, EE. UU.). El vial se agitó suavemente con la mano hasta que el OFP-PAFb-PGN-ELIP se resuspendió por completo. El OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido se utilizó en 15 minutos.

Cada catéter EkoSonic se cebó con solución salina. Definity se infundió en el puerto de fármaco del catéter EkoSonic utilizando una bomba de jeringa (Legato 180, KD Scientific, Holliston, MA, EE. UU.) a 2,0 ml/min. Se ha demostrado que la velocidad de 2,0 ml/min minimiza los efectos de la velocidad de flujo en la distribución del tamaño de Definity y la atenuación acústica cuando se infunde a través de un catéter EkoSonic22. El volumen de 0,5 ml de OFP-PAFb-PGN-ELIP se infundió utilizando la misma bomba de jeringa a 0,6 ml/min, la velocidad de infusión utilizada por Klegerman et al. en un modelo porcino de reestenosis peri-stent9. Cuando se completó la infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP, se infundieron 2,5 ml de solución salina saturada de aire a temperatura ambiente a 0,6 ml/min para empujar el OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de los puertos de fármacos del catéter EkoSonic.

Se utilizó un analizador de tamaño de partículas Multisizer 4 (Beckman Coulter, Indianápolis, IN, EE. UU.) para medir la distribución de tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP con y sin infusión a través del catéter EkoSonic. Cada catéter EkoSonic se utilizó para infundir un único vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP sin accionar los pares de transductores de ultrasonido22. Durante la infusión a través del catéter se recogieron 3 mL de efluente. Después de la infusión, se agregaron 17 ml de solución salina al efluente y 0,02 ml de la solución de efluente de 20 ml se agregaron a 9,98 ml de solución salina. Las alícuotas tomadas directamente del vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido se diluyeron en serie en solución salina para lograr una dilución de 1:20 × 103 v/v, similar a la dilución de las alícuotas infundidas. La distribución de tamaños se midió usando una apertura de 30 µm. La distribución del tamaño de partículas en solución salina también se midió y se restó de las mediciones de tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP. Los valores medios y de desviación estándar de la distribución de tamaños (corregidos por dilución) se evaluaron utilizando GraphPad Prism (versión 9.2.0, San Diego, California, EE. UU.).

Se utilizó un sistema de espectroscopia de atenuación acústica26 para determinar el coeficiente de atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP de 2 a 25 MHz directamente del vial o después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. El rango de frecuencia de atenuación de 2 a 25 MHz corresponde al ancho de banda de -20 dB del sistema. Cada catéter EkoSonic se utilizó para infundir un único vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP sin activación acústica de los pares de transductores y posteriormente se descartó. Durante la infusión a través del catéter se recogieron 3 mL de efluente. Después de la infusión, se agregaron 17 ml de solución salina al efluente. Las alícuotas tomadas para las mediciones directamente de los viales de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituidos se diluyeron en serie en solución salina para alcanzar una dilución de 1:40 v/v, similar a la dilución de las alícuotas infundidas. Las muestras OFP-PAFb-PGN-ELIP fluyeron hacia la cámara de muestras (CLINI-cell, Mabio, Tourcoing, Francia) por gravedad, y se utilizó una técnica de sustitución de banda ancha para determinar el coeficiente de atenuación dependiente de la frecuencia de cada muestra, en decibeles por centímetro26 . La atenuación media y de desviación estándar a 2,2 MHz se evaluó utilizando GraphPad Prism (versión 9.2.0).

Se ejecutó un estándar de control de calidad PGN en etanol al 80% a través de un sistema HPLC que constaba de una columna YMC ODS-A de 5 µm C18 de 6 × 300 mm (Waters, Milford, MA, EE. UU.), una PC dedicada que ejecuta el software Empower 2, un 2996 Detector de matriz de fotodiodos, un muestreador automático 717 Plus y un controlador Delta 600. La fase móvil fue 60% de acetonitrilo y 40% de metanol, el volumen de inyección fue de 20 µL, la longitud de onda de detección fue de 269 nm y el caudal fue de 1 ml por minuto. Se prepararon muestras de OFP-PAFb-PGN-ELIP en una dilución de 1:40 v/v directamente del vial o se infundieron a través de un catéter EkoSonic inactivo. Las muestras se diluyeron adicionalmente 1:5 o 1:10 v/v en etanol al 80% y se pasaron por el sistema HPLC. Se realizaron dos duplicados de HPLC por dilución de muestra (n = 4 por vial) y la dosis de PGN se calculó a partir de la pendiente de una curva estándar compuesta y se ajustó según el estándar de control de calidad de PGN, como AUC/(μg PGN/mL). Se llevaron a cabo pruebas de Wald Chi-cuadrado de tipo II, modelo lineal mixto de medidas repetidas en R (versión 4.2.1, R Foundation for Statistical Computing, Viena, Austria) para comparar las mediciones de PGN directamente desde el vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. .

La imagen de fase cuantitativa (QPI)62 se basa en el principio de interferencia, donde las diferencias de fase entre una muestra y un campo de referencia se miden experimentalmente. Con esta técnica, se obtienen imágenes de objetos transparentes, como células vivas y microburbujas a base de lípidos, con alto contraste y sensibilidad utilizando la información de fase del campo62. Se agregó un módulo óptico (PHI OPTICS INC., Champaign, IL, EE. UU.) al puerto de salida de un microscopio de contraste de fases (Axio Observer 7, Carl Zeiss Microscopy LLC, White Plains, NY) con un objetivo de 10 × (Objective EC " Plan-Neofluar" 10x/0,30 M27, Microscopía Carl Zeiss). Para cada adquisición de imágenes, se transfirieron inmediatamente Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP en una dilución 1:1 × 104 v/v a una placa con fondo de vidrio de 35 mm con un micropocillo de 20 mm (Cellvis LLC, Mountain View, CA). ). Se colocó un cubreobjetos #0 de 18 mm de diámetro encima de la muestra de gotitas para minimizar el menisco de la muestra.

Se adaptó un modelo de flujo arterial femoral porcino (Fig. 9) de Lafond et al.22. Se bombeó solución salina mantenida en un depósito a 37 °C (BW-20B, Lab Companion, Yuseong-gu, Daejeon, República de Corea) a través de un tubo de látex de 6,35 mm de diámetro interior con un espesor de pared de 0,79 mm utilizando una bomba pulsátil (Modelo 1407). , Harvard Apparatus, Holliston, MA, EE. UU.) con un caudal volumétrico promediado en el tiempo de 100 ml/min. Un sensor de flujo (ME6PXN, Transonic, Ithaca, NY, EE. UU.) conectado a un módulo de flujo (TS410, Transonic) permitió la confirmación del caudal promedio de tiempo de 100 ml/min antes de la infusión del agente de contraste ecográfico, lo que interrumpió la función del flujo. sensor. El módulo de flujo se conectó a una placa de adquisición de datos (DAQ) (PL3508 PowerLab 8/35, ADInstruments, Bella Vista NSW 2153, Australia). La presión hidrodinámica se midió utilizando un sensor en línea (PRESS-S-000, PendoTECH, Princeton, Nueva Jersey, EE. UU.) durante el transcurso de la infusión de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP. El sensor de presión se conectó a la placa DAQ a través de un sensor puente OMEGA (DMD-475, OMEGA Engineering, Inc., Stamford, CT, EE. UU.). Se utilizó el software LabChart (versión 8.1.11, ADInstruments, Bella Vista NSW 2153, Australia) para registrar datos de flujo volumétrico y presión hidrodinámica, y MATLAB (R2018b, The MathWorks Inc., Natick, MA, EE. UU.) para trazar los datos. . Se conectó una matriz lineal L11-5v (Verasonics, Kirkland, WA, EE. UU.) con una vista transversal del tubo de látex a un escáner estadounidense Vantage 256 (Verasonics) para obtener imágenes en modo B y datos PCI32.

Esquema de la configuración del fantasma de flujo para imágenes de cavitación pasiva. Se bombeó solución salina a 37 °C desde el depósito, sobre el catéter, hasta la poscarga y hasta el depósito de desechos. Durante cada ejecución experimental, el catéter se retiró dentro del tubo para que la matriz L11-5v escaneara los pares de transductores activos (modificado de Lafond et al.22).

La matriz lineal L11-5v se colocó de modo que el centro del lumen del tubo estuviera 4 mm más allá del foco natural de la matriz (18 mm). La ubicación y la extensión temporal de la cavitación ultraarmónica e inarmónica se adquirieron para Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP infundidos a través del catéter EkoSonic, impulsado con una potencia eléctrica promedio de pulso de 4, 9, 18 o 47 W. El protocolo de ultrasonido pulsado clínico aprobado por la FDA utilizado por el catéter EkoSonic varía entre 9 y 47 W. La Tabla 1 proporciona las mediciones del campo de presión de rarefacción máxima en la superficie del catéter EkoSonic en función de la potencia de accionamiento eléctrico, así como del índice mecánico. , MI. Sin embargo, tenga en cuenta que los supuestos sobre las condiciones de cavitación incluidos en la definición de IM no se cumplen63. Una duración de pulso de 15 ms excede el supuesto de ciclo único necesario para descuidar la difusión rectificada63. Para permitir la infusión de agente de contraste desde los primeros seis puertos de administración de fármacos antes de la exposición al ultrasonido, solo se activaron acústicamente los seis pares de transductores distales. Los datos de PCI se adquirieron a través de los seis pares de transductores distales, ya que Kee et al.3 utilizaron los seis pares distales para administrar ELIP cargado con PGN dirigido a ICAM-1 para prevenir la aterogénesis neointimal peri-stent en un modelo porcino de enfermedad arterial aterosclerótica. .

El catéter EkoSonic se cebó con solución salina a temperatura ambiente, se conectó a un dispositivo de retroceso Volcano R100 (Philips, Koninklijke, NV, EE. UU.) y se insertó en el tubo de flujo mediante una válvula de hemostasia. El catéter se alineó de modo que la matriz L11-5v se colocara 10 mm antes de los seis pares de transductores distales. Se infundió Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP y se adquirieron los datos (consulte la figura complementaria S5 en línea). El análisis de datos se completó en MATLAB (R2018b) y GraphPad Prism (versión 9.2.0). Se evaluó la normalidad de la distribución de la presión hidrodinámica luminal a lo largo del tiempo durante las infusiones de Definity y solución salina (2 ml/min) mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Luego se utilizaron múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov con un método de dos etapas de Benjamini, Krieger y Yekutieli64 para comparar las presiones hidrodinámicas luminales en cada momento. Se utilizaron los mismos métodos estadísticos para comparar los datos de presión hidrodinámica luminal de OFP-PAFb-PGN-ELIP y solución salina (0,6 ml/min).

La actividad de cavitación se evaluó adquiriendo datos de Modo B y PCI durante las infusiones de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP a través del catéter EkoSonic. Se utilizó un dispositivo de retroceso para mover el catéter a través del plano de imagen de PCI entre el sexto par de transductores inactivos y 20 mm más allá del par de transductores activos más distal (Fig. 8). Se utilizó una tasa de retroceso de 0,5 mm/s para las infusiones de Definity y una tasa de retroceso de 1 mm/s para las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP para capturar la duración de la cavitación generada por ambos esquemas. Las emisiones acústicas se registraron cada 1,0 ± 0,2 s (media ± sd). Los espectros de emisión acústica, incluidos los inarmónicos, subarmónicos y ultraarmónicos, se formaron en forma de haz de forma independiente22,23 en una computadora personal (Dell Precision 5820, Round Rock, TX, EE. UU.) utilizando un código MATLAB personalizado (R2018b). Los datos de cavitación de las infusiones salinas sirvieron como punto de referencia y se restaron de los datos de cavitación de Definity y OFP-PAFb-PGN-ELIP.

La formación de haces PCI, los cálculos de energía de cavitación y las formulaciones de imágenes compuestas se adaptaron de Lafond et al.22 con correcciones en el algoritmo y el código de formación de haces23. La adquisición de datos comenzó inmediatamente después de que se activaron los pares de transductores EkoSonic. Los conjuntos de datos adquiridos se dividieron en ventanas de 288 µs para minimizar la fuga espectral65, y la segunda ventana de 288 µs de la señal no formada por haz se procesó para evitar el transitorio inicial22. La formación de haces se realizó en el dominio de Fourier, integrando la energía en bandas de 40 kHz centradas en las frecuencias subarmónicas y ultraarmónicas entre 4,68 y 10,52 MHz. La energía de cavitación de la señal discretizada se calculó utilizando la ecuación. 1 en Lafond et al.22 con correcciones23. Para cada pulso, se formaron haces imágenes de emisión ultraarmónica e inarmónica de acuerdo con la ecuación. 2 en Lafond et al.22 con valores de energía negativos establecidos en cero para aprovechar la reducción de moteado compuesto de frecuencia66. El nivel máximo de energía de cavitación en las imágenes PCI compuestas se estableció en las emisiones inarmónicas máximas de las infusiones Definity, y el rango dinámico se estableció en 55 dB re 1 mJ µV2/MPa2 para abarcar las emisiones mínimas de las infusiones OFP-PAFb-PGN-ELIP. . La energía total de cavitación se calculó según la ecuación. 8 en Lafond et al22,23 con valores de energía negativos también forzados a cero.

Los conjuntos de datos están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

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Descargar referencias

Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. a través de la subvención R01 HL135092 a la Universidad de Cincinnati, Boston Scientific Inc. y el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston para investigar la administración de fármacos mejorada por ultrasonido utilizando el sistema endovascular EkoSonic con carga terapéutica. liposomas ecogénicos. Los autores desean agradecer a Boston Scientific Inc por suministrar la unidad de control y los catéteres del sistema endovascular EkoSonic. Agradecemos a Catalin Chiritescu, PhiOptics Inc., por ayudar con la adquisición de imágenes SLIM, a Marepalli B. Rao por su ayuda con el análisis estadístico y a Hyunggun Kim por la ilustración de la Figura 1.

Maxime Lafond

Dirección actual: LabTAU, Inserm, Universidad Lyon 1, Lyon, Francia

Departamento de Medicina Interna, División de Salud y Enfermedades Cardiovasculares, Universidad de Cincinnati, Centro Cardiovascular 3935, 231 Albert Sabin Way, Cincinnati, OH, 45267-0586, EE. UU.

Sonya R. Kennedy, Maxime Lafond, Kevin J. Haworth, Daniel Suárez Escudero y Christy K. Holland

Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Cincinnati, Cincinnati, OH, EE. UU.

Sonya R. Kennedy, Kevin J. Haworth y Christy K. Holanda

Departamento de Oncología Radioterápica, Facultad de Medicina, Universidad de Cincinnati, Cincinnati, OH, EE. UU.

Dan Ionascu

Departamento de Medicina Interna, Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, Houston, TX, EE. UU.

Brion Frierson, Shaoling Huang, Melvin E. Klegerman, Tao Peng y David D. McPherson

Boston Scientific, Maple Grove, Minnesota, EE. UU.

Curtis Genstler

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ML, KJH, CG, DDM y CKH contribuyeron al diseño experimental. SH, MEK y TP fabricaron el OFP-PAFb-PGN-ELIP. SRK, KJH y CKH adquirieron datos de presión hidrodinámica y PCI. SRK y CKH adquirieron datos de atenuación y distribución de tamaño. BF adquirió datos de dosis de pioglitazona. DI, CKH y SRK adquirieron y revisaron imágenes SLIM. ML, KJH y DSE escribieron los scripts de procesamiento PCI. SRK y CKH escribieron el manuscrito que fue editado por todos los coautores.

Correspondencia a Christy K. Holland.

Boston Scientific proporcionó la unidad de control y los catéteres del sistema endovascular EkoSonic. CG es un empleado jubilado y accionista de Boston Scientific Inc, y CKH y KJH son consultores de Boston Scientific Inc. SH, MEK y DDM son accionistas y miembros de la junta directiva de Zymo Pharmaceuticals, LLC. Todos los demás coautores no tienen conflictos de intereses que revelar.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

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Reimpresiones y permisos

Kennedy, SR, Lafond, M., Haworth, KJ et al. Iniciar y obtener imágenes de la cavitación a partir de agentes de ecocontraste infundidos a través del catéter EkoSonic. Representante científico 13, 6191 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33164-5

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Recibido: 20 de septiembre de 2022

Aceptado: 07 de abril de 2023

Publicado: 16 de abril de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33164-5

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