Please use this identifier to cite or link to this item:https://hdl.handle.net/20.500.12259/35175
Type of publication: Daktaro disertacija / Doctoral dissertation
Field of Science: Biofizika / Biophysics
Author(s): Maciulevičius, Martynas
Title: Sonoporacijos metrikų analizė
Other Title: Analysis of sonoporation metrics
Extent: 156 p.
Publishing data: Vytauto Didžiojo universitetas
Date: 25-Aug-2017
Event: Vytauto Didžiojo universitetas. Gamtos mokslų fakultetas
Keywords: Sonoporacija;Mikroburbulai;Ultragarsas;Kavitacija;Metrika;Sonoporation;Microbubbles;Ultrasound;Cavitation;Metric
ISBN: 978-609-467-279-8
Abstract: Siekiant kontroliuojamos ir lokalizuotos vaistų pernašos į ląsteles ir audinius yra taikomas metodas – sonoporacija (SP). Fizikiniu požiūriu pagrindinis faktorius, sąlygojantis ląstelės membranos SP, yra ultragarso (UG) sukelta kontrastinių agentų mibroburbulų (MB) kavitacija. SP destruktyvus poveikis ląstelėms pasireiškia dėl nekontroliuojamos MB kavitacijos. Todėl yra ypač svarbu sukurti universalią SP dozimetrijos sistemą. Disertacijoje pristatytuose tyrimuose buvo įvertinti keturi pagrindiniai sonoporacijos komponentai: 1) UG sklaida, 2) UG silpimas, 3) MB koncentracija ir 4) priešvėžinių vaistų pernaša į kininio žiurkėno kiaušidžių ląsteles. UG sklaida ir silpimas buvo matematiškai susieti su MB koncentracijos pokyčiais ir molekulių pernašos bei ląstelių gyvybingumo dinamika. Buvo pasiūlytos universalios laikinės metrikos, MB sonodestrukcijos greitis ir sklaidos signalo maksimalios vidutinės kvadratinės vertės atsiradimo greitis, tiksliai prognozuojančios vaistų pernašos efektyvumą. Tyrimai parodė, kad UG sklaida, silpimas bei MB koncentracija gali būti lygiavertiškai panaudoti SP efektyvumui optimizuoti. SP efektyvumo optimizavimui poveikio trukmės skalėje buvo pasiūlytas kriterijus – UG sklaidos signalo vidutinės kvadratinės vertės nukritimas iki fono lygio. Atlikus tyrimus buvo nustatyta, kad inercinė kavitacija yra pagrindinis mechanizmas, sukeliantis efektyvią ląstelių SP.
Sonoporation (SP) is a method, developed to achieve spatiotemporally controlled and localized drug delivery to cells and tissues. The principal physical mechanism behind sonoporation is ultrasound (US) contrast agent microbubble (MB) cavitation. In order to achieve desirable drug delivery efficiency and diminish violent inertial cavitation effects, leading to cell death, US energy must be precisely quantified and controlled. Thus, the development of universal and precise cavitation dosimetry system is of prime importance. In the current study we have performed quantitative evaluation of four main sonoporation factors: 1) MB concentration, 2) US attenuation, 3) US scattering and 4) anticancer drug sonotransfer into Chinese hamster ovary cells. US scattering and attenuation have been mathematically related to MB sonodestruction and molecular sonotransfer as well as cell viability dynamics. Universal time-dependent metrics, MB sonodestruction rate and root mean square maximum value appearance rate, have been successfully applied for drug sonotransfer efficiency prognostication. The study has shown that US scattering, US attenuation and MB concentration can be interchangeably applied for SP efficiency optimization. The criterion of RMS decrease to background level was proposed to be an indicator for SP optimization. Inertial cavitation has been determined to be the key mechanism, inducing efficient cell SP.
Internet: https://eltalpykla.vdu.lt/1/35175
https://hdl.handle.net/20.500.12259/35175
Appears in Collections:2017 m. (GMF dak.)

Files in This Item:
Martynas_ Maciulevičius_dd.pdf34.01 MBAdobe PDF   Restricted AccessView/Open   Request a copy

Show full item record

Page view(s)

96
checked on Oct 14, 2019

Download(s)

4
checked on Oct 14, 2019

Google ScholarTM

Check

Altmetric


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.