优化的体内研究通过结合平面动态和层析成像:工作流评价超顺磁的纳米粒子系统

文摘

分子成像带来了一些疾病的无创监测与纳米颗粒(NPs)被认为是一种有效的癌症成像工具,中枢神经系统和心脏,或骨疾病和疾病的单核吞噬系统(MPS)。在目前的研究中,我们使用一个铁基nanoformulation,已经成立了MRI / SPECT探头,以及加载不同的生物分子,研究其潜在的核平面和层析成像后的几个目标组织分布通过不同的管理途径。Iron-doped羟磷灰石NPs (FeHA)放射性标记的单光子γ发光成像剂(^99米TcMDP Tc)。执行管理放射性NPs通过以下四个交付方法:(1)标准静脉注射(iv)尾静脉,(2)iv retro-orbital注入,(3)气管内的滴剂,和(4)intrarectal安装(pr)。实时、现场、快速动态筛选研究进行一个专门的长椅上,如何,平面SPECT系统 1小时接受(p),因此,层析SPECT / CT成像进行了长达24小时淠。政府路线,研究了提供一个广泛的可能的目标组织,各种疾病。研究可以优化此工作流后,可以快速评估更多的参数在一个小的动物数量(注射途径、剂量和禁食条件)。因此,这种成像协议结合动态平面和层析成像的优势,并利用铁基高生物相容性的NPs连同适当的管理路线,一个潜在的诊断或者治疗效果可以达到。

1。介绍

现代药物开发个性化医疗时代的分子定位和基因组学的关键球员,在先前经验的生物活性化合物的筛选(1]。对这种方法,针对发展的最突出的新化合物纳米粒子(NPs)多肽和抗体与特定的特征(2- - - - - -5]。

在活的有机体内测试构成了这些化合物的临床前开发的关键部分,它提供了第一个证据的有利影响整个有机体,因此考虑复杂的机制。在许多情况下,这些化合物的确切biodistribution,以及他们的目标效果,严重影响了政府路线的选择6]。特别是政府路线的选择密切相关疾病研究的类型,用于诊断和/或治疗。最常见的管理路线是皮下、腹腔或静脉注射(尾静脉和retro-orbital) [7]。每个路线的吸收率不同,一般来说从最高到最低以以下方式:静脉注射(iv)、腹腔内(ip),肌内(im),皮下(sc)和口头(po) (8]。因此,选择最合适的管理路线对于一个给定的应用程序的重要性。

在过去的十年里,NPs广泛研究药物载体提高药效学和减少副作用。此外,提出了大数量的NPs作为磁共振成像(MRI)诊断制剂,如超顺磁性氧化铁NPs (SPIONs)和掺杂钙磷酸盐(9]。在这方面,它已被证明,不同的路线NPs的政府可能会导致不同的影响组织分布、生物降解、代谢,和消除10][11]。更具体地说,当地政府后,NPs保持接近的注入和最终通过淋巴系统排出体外,如果他们的大小在10到60纳米尺度依赖的淋巴吸收。NPs的大小皮下注射时发挥了至关重要的作用,随着NPs直径小于120纳米的淋巴结可以通过血液中(11]。当口服时,他们都集中在胃肠道和通过粪便被淘汰。通过静脉注射NPs与水力直径大于8海里12)倾向于本地化的血管系统,特别是器官的单核吞噬细胞系统(MPS)(即。、肝脏、脾脏和肾脏)(13),而较小的NPs清除通过膀胱(14]。这些点也强调不同大小的作用但也亲水性或亲油性和定位在最后半个biodistribution化合物的体内。目标可以改变半个biodistribution NPs,大小差异可以改变biodistribution最终NPs的动能。事实上,被巨噬细胞吸收更大的NPs是更快的对小的循环血流量的更长时间。这也意味着,NPs的器官的积累单核吞噬细胞系统更快更大的粒子。这些影响必须考虑执行体内实验时使用不同的注入路线与NPs不同大小或携带不同的目标分子。

分子成像带来了一些疾病的无创监测的NPs癌症被认为是一种有效的成像工具,中枢神经系统、心脏或骨疾病,疾病的议员(13,15,16]。关于诊断应用程序中,当使用NPs治疗或一些生理或病理条件下的监测慢性肾功能衰竭(17),最好他们很快被代谢和消除,所以为了避免任何毒性作用[13]。SPIONs是一个最著名的多通道探针在生物医学成像,因为他们被认为是一个多用途的各种病理的诊断工具,比如癌症、淋巴系统疾病,中枢神经系统,心血管系统,和传染病15,18]。

最常见的一种方法,使研究的biodistribution NPs是通过荧光标记或放射性核素标记,使光学和核成像。光学探针或放射性探针本身意味着整个示踪剂包括标签等,不只是指标记分子(19,20.]。标签与荧光标记和监控与光学成像很受欢迎和目标具体,但它不是定量的,由于邻近组织和信号衰减和散射不能用于深层结构,只是在表面的肿瘤或结构或在手术21]。另一方面,核标记和成像的优势良好的组织穿透和非常低的散射从邻近组织,提供了定量结果和层析成像的能力(21]。放射性标记的方法NPs能够避免任何化学和物理性质的改变,可能影响他们的药物资料的NPs都已经被广泛地研究过了22,23]。

生物分子如肽或抗体已经被充分研究过在过去的几十年中,和现有的文献可以用作参考上提供一个路线图在活的有机体内评估任何新的化合物。相反,没有协议或建立新NPs的工作流系统的测试,特别是针对新的应用程序。大多数的文献研究表明,初步评价其治疗作用主要是通过进行在体外和体外,而成像只是介绍了最后阶段的评估。

在这项研究中,我们提出并评估一个成像工作流程,结合平面动态的优势和层析放射性同位素的成像作为一种有效的方法来优化临床NPs测试。磁性铁掺杂羟基磷灰石(FeHA) NP制定评估,作为一个有前途的成像工具不同的目标网站,根据管理路线的选择。这个配方最初开发用于核磁共振对比剂和当时丰富将更多的可能性,使多通道和补充成像(24]。替代政府路线已经测试通过scintigraphic 2 d和3 d SPECT成像在老鼠身上,有效地评估他们的能力目标不同的组织。

2。材料和方法

2.1。FeHA合成

物化特性的合成和超顺磁的铁掺杂羟基磷灰石(FeHA) NPs都进行了广泛的描述在以前的作品(2017年业务)。简单地说,合成,10.64 g H₃阿宝₄在水中(> 85 wt %, Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)在35毫升的超纯水溶解,一滴一滴地添加到一个Ca(哦)₂( ,Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)悬架包含FeCl在60毫升(12.0 g)₂h·4₂O ( ,Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)(3.08克)和FeCl₃h·6₂O ( ,Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)(4.24 g) 1: 1克分子比45°C下激烈的搅拌。完成了添加磷酸后,得到的解决方案是保持在45°C下搅拌3 h,然后离开仍然在室温下过夜。FeHA以粉末的形式被离心分离回收(6000 rpm, 5分钟,4°C)的反应混合物,用水反复冲洗,最后冻干前进一步。

2.2。放射性标记的FeHa

与单光子FeHA NPs是放射性标记的γ发光的亚稳态同位素锝,Tc (^99米Tc)后放射性标记方法应用在我们以前的工作(24]。总之,反应发生在高浓度的NPs避免离心去除的免费的放射性同位素,这可能会导致聚合物的形成。因此,25 - 50的整除μL (^99米Tc) Tc MDP(~ 15 - 19兆贝可)添加到500年μl^菲帽悬架(10毫克毫升¹),反应混合物被允许在室温下不断搅拌30分钟。质量控制的^99米Tc)Τ格拉布——FeHA完成ITLC-Silica凝胶(SG)(美国安捷伦)使用盐水缓冲(氯化钠0.9 wt %)作为流动相。ITLC分析Scan-RAM电台进行薄层色谱检测器(LabLogic系统有限公司(英国))。所使用的化学试剂均为分析纯。确保NPs体内的血清稳定性,体外稳定性分析第一次执行时,在0分钟,1 h, 3 h和24 h postconjugation,在一系列温度(在5°C, 25°C,和37°C)和在不同的媒体,即,等渗盐溶液和人类和牛胎儿血清37°C。任何免费的时间增加放射性配体^99米Tc-MDP决心通过使用生理盐水作为流动相系统在绘画纸3毫米或ITLC-SG地带。

所有操作与γ排放放射性核素及其解决方案进行地区有足够的屏蔽由训练有素的人员设施由希腊原子能委员会和监管遵从国家和国际辐射安全指导方针。

2.3。磁特性描述和证明FeHA NPs的多通道功能

FeHA对比能力的筛选水溶液是由五种不同铁浓度从0.002毫米到0.15毫米为体内实验,确定最优条件类似于已经在文献中报道什么与SPIONs肝脏磁共振成像(25,26]。这个过程已经被作者在先前发表的工作描述(24]。

初步体外实验进行7特斯拉磁共振扫描仪(力量,BioSpec 70/30 USR Paravision 5.1),配备450/675 m mT¹梯度(转换速度:3400 - 4500 T / m / s;上升140μ和一个圆形极化老鼠的身体卷线圈的内径40毫米,使用多层多次回声(MSME)序列使用以下参数: ,16《注册分别与第一 和 , , ,和 。使用MSME先生图片收集,快速低梯度回波序列(2 d-flash),和快速采集与放松增强(罕见)t2加权序列。

体内成像情况下,核磁共振(力量9.4 T)系统使用,和图片都在10分钟和60分钟淠。照片收集使用MSME,快出低梯度回波序列(2 d-flash),和快速采集与放松增强(罕见)t2加权序列,使用以下参数: ,12《单独注册 和 , ,和 20年代,18片。2 d-flash如下: , , , ,和 52 800 ms, 24片。最后,为罕见的T2如下: , , ,和 15秒,24片。的差异对比归纳提出了通过比较T2弛豫时间、预处理和postadministration FeHA NPs。

相同的动物成像MRI扫描,之后在SPECT / CT系统(由Mediso NanoSPECT / CT、匈牙利),进一步突显出直接FeHa NP成像的多模式的适用性。收购这两个测量持续时间持续了1小时和1.5小时,分别与250年和图像重建μ米体素的大小。

2.4。动物和剂量

核磁共振成像研究,进一步建立对比FeHA感应,两个健康雄性老鼠C57BL / 6(4周大;22日至25日g)。成像进行10分钟和60分钟淠。(尾静脉注射)后上述协议。动物被牺牲在这些时间点,阻止任何FeHA NPs动力学影响成像。

SPECT / CT和分子的筛选研究,女性Swiss-Webster白化小鼠(4 - 6周大;20 - 30 g)的养殖设施获得国家科学研究中心的“Demokritos”在雅典,希腊,和住在一个环境控制温度(22°C),湿度,和12 h光/暗周期,单独通风笼。老鼠标准食物和自来水随意允许适应1星期。协议和所有动物过程总理事会批准的兽医服务(雅典,阿提卡地区,希腊)和生命伦理委员会的机构(许可证号码:EL 25生物022)的基础上,欧盟指令2010/63 /欧盟的保护动物用于实验用途。

与异氟烷麻醉麻醉进行所有程序。异氟烷水平介于3和5%之间为麻醉维持麻醉诱导和1 - 3%,在政府和成像收购。气管内的管理,麻醉进行腹腔内与100年(i.p)μL / 10 g的体重原液含有10%盐酸氯胺酮xylazine-hydrochloride(100毫克/毫升)和5%(20毫克/毫升),所提出的相关协议(27]。动物加热时确保所有程序需要老鼠保持anesthetised。

NP管理解决方案是通过执行一个交付后的四个方法:(1)标准四尾静脉,(2)气管内的滴注法,(3)IV retro-orbital注入,和(4)管理/直肠(PR)。管理解决方案的初始活动1 mCi毫升¹和一个NP 10毫克/毫升的浓度。管理卷在50到150不等μL,根据路线,导致管理的物质的范围0.5 - 1毫克的磁NPs /鼠标。简单,标准的静脉注射,侧尾静脉与27-gauge空心针,和丸注入150μL。气管内的管理、直接沉积到肺部是由把动物放在一个角度的平台,挂的门齿和通过使用22-gavage针。一卷50μL是管理,其次是100μL空气口袋背后的培养液,以确保所有的流体注入到肺27]。retro-orbital静脉注射的静脉窦,鼠标是第一个异氟烷麻醉下3 - 5%,虽然仍是无意识的,是150年注射μL通过30-gauge胰岛素针(28]。公共关系管理是通过使用PE管材( )3长度和30-gauge针连接到它的结束。50的喷丸μ给出了L (29日]。

所有动物实验进行了符合欧洲和国家法规和批准后由国家当局的协议。

2.5。体内分子筛选

实时、现场、快速动态筛选研究进行注射之后,一个专门的长椅上,如何,平面scintigraphic系统(γ黑眼圈BIOEMTECH™,希腊雅典)[30.]。该系统还支持与数码鼠相融合,解剖coregistration。两位敏探测器主要是基于光电倍增管,耦合CsI (Na)像素化闪烁体和准直器中能领先并行支持一系列SPECT核素的六角孔。系统的视野 ,~ 2毫米的空间分辨率。

平面显像,老鼠在异氟烷麻醉和恒定的温度下37°C。总共五个动物( )被用于每个政府的路线。收购后开始注入和总持续时间1小时,分开在2分钟的时间框架,它允许实时成像药物动力学的生活。这些动态收购出口视频格式,显示biodistribution的物质(即选择的时间窗口。1小时)。额外的静态扫描可能在不同的时间短点,即,4 hor 24 h, to provide longitudinal information on the NP distribution on the same animal, requiring short anesthesia times, i.e., for 10 min or less.

2.6。SPECT / CT成像

层析进行SPECT / CT成像与y-CUBE™和x-CUBE™(Molecubes、比利时),分别在第一个小时pi然后在4 h和24 h p。SPECT系统提供了一个0.6毫米的空间分辨率鼠标成像和1.5毫米的老鼠成像。CT系统执行螺旋扫描;它可以为图像提供50μm分辨率,35 - 80千伏峰值,它是10 - 500μ管电流。

鼠标成像是由保持恒定的温度下的老鼠在异氟烷麻醉和37°C。SPECT扫描获得了30 - 45分钟的时间,根据注入的活动,每个SPECT扫描之后,高分辨率CT扫描coregistration目的。SPECT数据重建通过MLEM算法,与250年μ体素的大小和500μm迭代。图像之间的衰减校正和标准化的管理路线。通过伊斯拉CT数据重建算法,100μ米体素的大小。

2.7。从核成像量化

量化评估是应用于成像结果,各器官中的积累是测量初始注入活动的比例(31日,32]。这是基于执行以下步骤:(我)一系列已知的活动在不同的瓶(通过剂量仪)测量与成像系统成像;(2)计数率是通过成像系统记录,对于每一个样本,和已知的活动是通过一个活动与计数率校正曲线相关;(3)基于这些曲线,计数率记录在每个器官是翻译活动感兴趣的每个区域(ROI)或器官;(iv)这个活动/ (ID)除以注射剂量(即。、活动),从而提供% ID / ROI或器官。

快速动态成像表现γ黑眼圈™、后处理和量化通过嵌入式分析软件,执行视觉|眼睛™(BIOEMTECH、希腊)。roi是画在感兴趣的主要器官,然后,这些roi应用于单个框架,提供半定量的时间活动曲线。计数率/ ROI是立即显示在嵌入式软件的后置处理,与注射后一个简单的部门活动,% ID / ROI(或器官)很容易和快速提取。

层析图像通过x-CUBE / y-CUBE™,后处理和量化通过可以跳转到第三方分析软件进行,VivoQuant v1.23(波士顿Invicro LLC)。的利益(看到)画在感兴趣的主要器官,然后,VOI的计数率是翻译成活动每个器官然后用注入的分裂活动,给% (ID /器官33]。

3所示。结果

3.1。FeHA描述结果

的详细描述FeHA NPs在先前发表的工作报告的作者(24]。短暂,FeHA superparamagnetic-like行为特性,具有非常高的净磁矩/铁原子(130 g emu⁻¹铁),没有剩余磁化在室温下,大量的饱和磁化强度8.7 g emu⁻¹([34])。FeHA是由粒子组成的有针状的形态和长度从70到100纳米,宽度从15到25 nm,进而由较小的聚合粒子约5 - 10 nm的宽度和长度10 - 20海里。外部针像粒子,电子致密和圆形状的纳米颗粒半径的5 - 10 nm范围可以通过TEM检测。这些NPs被穆斯堡尔谱鉴定为磁赤铁矿,扩展x射线吸收精细结构(EXAFS)谱,和电子衍射([34])。

3.2。放射性标记的结果

NPs的标签^99米Tc与二磷酸盐被螯合剂辅助武器([^99米Tc] TcMDP)对SPECT成像,被证明是有效的。放射化学的收益率为^99米Tc) TcMDP -^菲帽是> 95%提供一个放射性核素,无需进一步净化通过离心、被ITLC-SG报道,如图1。

3.3。FeHA NPs多通道功能的证据

联合MRI、SPECT / CT的结果相同的两个研究表明小鼠静脉注射治疗管理FeHA NPs在这里了。第一个是与核磁共振成像在10分钟pi和第二个60分钟p。上述使用的协议,通过T2弛豫时间和图像对比量化,通过比较值和post-NP管理。SPECT / CT后正确的核磁共振扫描后,分别与1 h和1.5 h,持续时间。

表1和2总结了T2弛豫时间从MSME图像中提取。

这些结果显示41%左右的对比度增强10分钟p。我和55%的60分钟p。我,当肝脏正在研究中。FDA批准的相关值Endorem®皮的18%。

可以看出,放射性标记的FeHA NPs存在一个有效的两个核磁共振对比剂(数字2- - - - - -5)和SPECT模式(图6)。

3.4。体内分子筛选

实时的,生活执行动态scintigraphic成像后政府为每个政府的路线。连续帧的2分钟时间为一小时接受收购,NPs的动力学。Scintigraphic图像自动融合数码照片的鼠标,提供解剖coregistration。

独立和进步象征帧图中给出的路线7和8。

这些结果表明,NPs呈现一个非常稳定的身体身体的剩余分配的行政区24小时(公关管理的例外)。

基于这些结果,可以实现的有效定位效果,层析成像进行1 h, 4 h, 24 h p。所有航线。

3.5。SPECT / CT成像

后第一个小时帖子管理,老鼠的层析研究开始,通过2 d筛选(图进行了研究7)。层析融合图像呈现在图9。每个动物的层析研究重复4 h和24 h postadministration路线正在研究。

纵向成像结果(数据8和9)表明,即使在24小时之后,NPs留在目标组织(即。、肝、肺、结肠,分别)。decay-corrected数据显示没有组织冲刷下的研究。例外适用于intrarectal路线,间隙中观察到的第一天,但似乎仍留在结肠面积超过4 h。可以获得更好的吸收与动物禁食,减少排泄物。

这个属性呈现这些NPs好的目标分子,因为他们提出了非常高的目标器官中积累但也有一个好的和安全的吸收由于其生物相容性的成分。

3.6。量化的图像

量化的动态成像研究进行视觉|眼睛™,随着眼睛™提供的软件系统(BIOEMTECH、希腊),所述。

通过视觉|的眼睛吸收靶器官中提取™和分析如上所述。% ID /机关提出了表3下,对于所有时间点研究。

量化的立方体™系统通过执行VivoQuant™如1.7所述。% ID /机关提出了表4选择的时间点。

这些结果也与以前公布的协议体外biodistribution数据,关于尾静脉静脉注射在参考时间点,由作者(Adamiano 2018)出版。

3.7。优化成像协议的概述

最后,调查目标和新的承诺nanoformulations的治疗效果,我们建议以下一种循序渐进的工作方式:(1)快速2 d与scintigraphic成像检查,2 - 3选择行政路线,根据所需的目标区域。这允许确定最合适的管理路线研究中使用(2)快速二维与scintigraphic成像筛查,制备条件(fasting-not禁食),如果认为相关的目标效果。这允许为动物的优化过程达到最优的目标效果(3)2 d与scintigraphic成像筛查发现的最佳时间点nanoformulation有最好的积累,根据预期的效果(4)选择的时间点,继续体外biodistributions或层析成像(如果可用)。这样就可以减少实验动物的数量,节省时间,因为只有一小部分的动物会做深入调查(5)筛查的动物通过biodistribution或层析成像是研究,确保无不良注入,发生聚合或其他不良影响。所确定的动物,不恰当的研究中,将被排除在研究之外。这将会节省时间和资源

4所示。讨论

测试了铁基nanoformulation已经建立了混合双峰MRI / SPECT探头(24]可能加载不同的生物分子和测试研究其潜在的核平面和层析成像后的几个目标组织交付通过不同的管理途径。黄金标准定义所有biodistribution和定位参数仍然是在一个实验体外生物分布,一种方法通过老鼠是牺牲在一次和代表组织样本收集和分析来确定,通常通过gamma-counter测量(29日]。在我们的概念验证研究中,选择政府路线被证明能显著影响研究的biodistribution NPs。根据所需的目标地区,不同数量的物质可能会在目标组织,影响潜在的治疗结果。这种效应可以通过简单的二维成像,成像和3 d扫描没有提供额外的信息。然而,二维扫描可以获得快速的第一印象NP动力学和决定下一步的体外biodistributions和3 d成像。这些结果和限制的方法也可以解决疾病模型,参数可以建立和进一步研究的地方。

过去,多项研究已经开展,表明体内平面和层析成像提供高度相关体外研究,因此可以信任作为替代生物运动学研究[35,36]。注射物质到达各器官的比例可以用两种方法评估,即使有一些参数,比如更好的异质性通过层析成像。详细的研究表明,放射性药物吸收评估在切除肿瘤,与来自在活的有机体内平面( , , )和SPECT ( , , )图像。注射剂量的百分比的biodistribution参数每克切除肿瘤与相同的测量来自平面( , , )或SPECT ( , , )图像(37]。这些结果也强化了本研究的结果,关于时间点(1,4,24小时),研究了平面动态成像和断层扫描(表3和4)。根据我们的研究,计算吸收值的差异2 d和3 d成像之间 。建议成像协议和工作流利用这些结果利用实时、动态扫描的最佳选择多个参数(管理路线,制备条件(禁食和加热等),剂量和管理活动,与最优吸收和时间点)之前体外biodistributions和层析成像(即。,studies for more detailed results), only for the best conditions and selected time points and animals.

增加兴趣管理路线的影响,专门为磷酸钙NPs,强化了有关最近的出版物PET / CT成像,监测NPs长达4小时postadministration [38]。由于其超顺磁的特性和良好的生物相容性,FeHA最近提议的替代SPIONs对成像(24)和高热的应用程序(39]。在这方面,其诊断能力作为核磁共振T2阴性对比剂和作为SPECT成像探测器已经报道,展示FeHA的潜力发展的多通道SPECT / pet MRI成像探针。这方面,额外的在活的有机体内研究表现,提出了工作,进一步建立核磁共振对比感应在活的有机体内模型和相同的剂量和注射的能力也对SPECT成像有效地工作。核磁共振结果显示55%的对比归纳,更高的标准相比,核磁共振造影剂(24),剂量,也适合SPECT成像。此外,FeHA已经用于不同的纳米应用程序,如磁标记的干细胞和药的抗癌分子(如阿霉素和甲氨蝶呤)([34])。40]。由于其证明诊断和药物输送能力,我们选择FeHA nanometric工具调查不同管理路线和NP biodistribution之间的相关性。

研究了具体FeHA NPs作为药物传递目标特定区域,由于其稳定性和生物相容性,事实证明他们仍然在特定区域的时间(所谓的“治疗窗口”),使药物治疗效果。这个特征也可以利用注入缓慢和渐进释放制药在感兴趣的地区41],它是可能的建议工作流和使用实时二维成像。我们的结果表明,这些NPs呈现一个非常稳定的行为留在身体的行政区第一小时呈现他们合适的候选药物的靶向多个身体组织。

管理路线,研究了目标组织提供多种可能的受欢迎,很多疾病。四世的路线通过尾静脉是用于最流行的管理途径在活的有机体内研究老鼠。许多论文已经证明,通过这个管理路线,大量的纳米粒子可以到达肝脏,促进肝纤维化或癌症治疗方案(42- - - - - -44),也需要调查的相关健康组织在短时间内淘汰。相同的概念适用于第四政府通过retro-orbital静脉被发现提供相同的biodistribution FeHA NPs,动物的最低压力的优势(28]。另一方面,快速吸光度由肝脏在其他应用程序可能是一个限制因素,提高血液循环时间是必需的。

关于安装,有许多肺部疾病,可以有针对性的使用这种方法,如肺纤维化或肺癌(45,46]。对于这种类型的疾病,免烫磷酸钙NPs已经研究减轻肺部炎症(47]。此外,它管理磷酸钙NPs最近被证明是一个有效的策略来增加的功效inhalation-bases治疗心脏病的治疗(48]。最后,rp政府可以针对结肠癌和直肠癌治疗像癌症这样的疾病,炎症或其他疾病(49- - - - - -51),通常很难目标使用其他政府路线。这个方法可以进一步优化的吸收首先清除结肠,不管老鼠已经禁食;总有粪便在结肠内的存在的可能性,限制给定体积的空间管理52]。

自按照提出的工作流,可以测试多个参数用更少的时间和更少的动物(管理路线,管理活动和剂量,禁食条件改善吸收,等等);其应用程序将允许未来的优化研究的动物数量,时间,节约资源。此外,我们的方法可以快速控制实验的设置,因为任何失败的管理或故障样本(即。,formulation of aggregates) can be immediately spotted and the specific animal can be excluded from the study with no further study time wasted.

这样,研究执行更健壮的参数,实验周期,从而能减少请求的动物,研究时间,和相关的成本。的最佳时间点(目标效果最好)也可以轻松地决定2 d成像,和层析成像体外biodistributions(即。,studies for more detailed results) can be performed only for these time points, reducing the total number of animals in the study and thus in compliance with the 3Rs principle in animal research [53]。最后,提出建立可以进一步探索快速读出当修改NPs的特征(例如,表面功能化针对半个)相比原始NPs是必需的。

5。结论

分子成像协议能够优化在活的有机体内研究,实验时间显著减少,动物的需求,和研究成本,能够提供更多的声音和严格的结果,提出了。通过执行最初的快速测试生活、实时动态筛选,多个参数定义,然后,更详细的研究体外biodistributions和层析成像可以执行基于更健壮的参数和选择的时间点和动物。这个概念是演示了使用新型生物相容性铁掺杂羟基磷灰石NP配方,还介绍了进一步研究,作为运营商专门针对感兴趣的多个地区,由于其高稳定性、高定位的效果。

数据可用性

底层数据支持我们的研究结果可以发现在一个私人服务器,可以通过专用的访问密码。

的利益冲突

作者没有利益冲突声明。

确认

我们要感谢BIOEMTECH的研发部门,他们的支持和指导。同时,我们要感谢佩内洛普·Bouziotis博士研究主管放射化学研究实验室,INRASTES, NCSR“Demokritos,”她的不断支持和指导小说放射性标记技术。作者感谢尼古拉斯Passon和卡洛琳麦森纳何(CMMI)为他们的贡献。本研究属于CUPIDO项目(http://www.cupidoproject.eu/)已经收到了欧盟资助的地平线2020研究和创新项目根据授权协议720834和财政支持欧盟和希腊国家基金的操作程序竞争力、创业与创新,在调用RESEARCH-CREATE-INNOVATE(项目代码:t1edk - 01159)。CMMI是支持的欧洲区域发展基金(ERDF),瓦隆地区,ULB基金会,昏聩的Erasme,和“协会Vincotte核”(AVN)。

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