Combinatie van microbellencontrastmiddel met gepulseerde laserbestraling voor transdermale medicijnafgifte Deel 1

Abstract: Het optodynamische proces van laser-geïnduceerde microbellen (MB) cavitatie in vloeistoffen wordt gebruikt in verschillende medische toepassingen. Hoe invallende laserstraling interageert met MB's als ultrasoon contrastmiddel, wordt echter zelden geschat wanneer de vloeistof al stabiele MB's bevat. De huidige studie onderzocht de efficiëntie van de lasergemedieerde cavitatie van met albumine omhulde MB's bij het verbeteren van de transdermale medicijnafgifte. Verschillende soorten en omstandigheden van lasergemedieerde traagheidscavitatie van MB's werden eerst geëvalueerd. Een CO2 fractionele gepulste laser werd geselecteerd om te combineren met MB's in de in vitro en in vivo experimenten. De in vitro huidpenetratie door -arbutine na 2 uur was 2 keer groter in de groep die een laser combineerde met MB's dan in de controlegroep. Bij experimenten met kleine dieren nam het witmakende effect op de huid van C57BL/6J-muizen in de groep die een laser combineerde met MB's op de huid plus penetrerende -arbutine (aanzienlijk) toe met 48,0 procent op dag 11 en 5 0.0 procent op dag 14, en stabiliseerde vervolgens gedurende de rest van de 20-daagse experimentele periode. De huidige resultaten geven aan dat het combineren van een CO2-laser met albumine-omhulde MB's de doorlaatbaarheid van de huid kan verhogen om de afgifte van -arbutine te verbeteren om melanogenese bij muizen te remmen zonder de huid te beschadigen.

Volgens relevante studies,cistancheis een algemeen kruid dat bekend staat als "het wonderkruid dat het leven verlengt". Het hoofdbestanddeel iscistanoside, wat verschillende effecten heeft, zoalsantioxidant, ontstekingsremmend, Enbevordering van de immuunfunctie. Het mechanisme tussen cistanche enbleken van de huidligt in de antioxiderende werking vancistanche glycosiden. Melanine in de menselijke huid wordt geproduceerd door de oxidatie van tyrosine gekatalyseerd doortyrosinase. De oxidatiereactie vereist de deelname van zuurstof, dus de zuurstofvrije radicalen in het lichaam worden een belangrijke factor die de melanineproductie beïnvloedt. Cistanche bevat cistanoside, dat een antioxidant is en zo de vorming van vrije radicalen in het lichaam kan verminderenremming van de productie van melanine.

cistanche powder bulk

Klik op Cistanches Herba voor bleken

voor meer informatie:

david.deng@wecistanche.com WhatsApp:86 13632399501

Trefwoorden:ultrasone contrastmiddelen; laser; transdermaal; cavitatie; arbutine

1. Inleiding

Cavitatie verwijst naar de vorming van holtes in een vloeistof en treedt meestal op wanneer de vloeistof wordt onderworpen aan snelle drukveranderingen. Dergelijke drukveranderingen kunnen op veel verschillende manieren worden geïnduceerd, waarbij akoestische cavitatie wordt geïnitieerd wanneer de amplitude van een toegepaste akoestische druk een bepaalde drempel overschrijdt [1]. Akoestische cavitatie omvat de vorming, groei, pulsatie en ineenstorting van microbellen (MB's) in vloeistoffen tijdens sonicatie door ultrasone golven met hoge intensiteit (VS). Aangenomen wordt dat deze verschijnselen verantwoordelijk zijn voor de vermenging, fragmentatie, erosie, bevochtiging, sonocapillair en andere effecten die verschillende praktische industriële toepassingen hebben [1].

US-geïnduceerde cavitatie van MB-contrastmiddelen speelt ook een belangrijke rol in zowel diagnostische als therapeutische medische toepassingen. US-contrastmiddelen zijn gestabiliseerde en gecoate MB's die intravasculair worden geïnjecteerd om de resolutie van diagnostische US-beeldvorming te verbeteren [2]. Er zijn aanwijzingen uit tal van studies dat de aanwezigheid van MB-contrastmiddelen in het bloed de drempel kan verlagen voor verschillende US-geïnduceerde biologische effecten, zowel in vitro als in vivo, zoals hemolyse, capillaire ruptuur en sonoporatie [3]. Sommige onderzoeken hebben aangetoond dat de aanwezigheid van MB-contrastmiddelen in het bloed de drempel voor US-geïnduceerde voortijdige hartcontracties aanzienlijk verlaagt [4,5]. De resonantie van MB's (stabiele cavitatie) resulteert in niet-lineaire harmonische emissies die kunnen worden gebruikt in MB-specifieke contrastbeeldvorming. De traagheidscavitatie en vernietiging van MB's kan sterke mechanische spanningen veroorzaken die de doorlaatbaarheid van celmembranen en de bloed-hersenbarrière vergroten om de afgifte van therapeutische middelen te verbeteren. In onze eerdere studies hebben we traagheidscavitatie van door de VS geïnduceerde MB's toegepast om de transdermale medicijnafgifte (TDD) te verbeteren, aangezien traagheidscavitatie bleek te resulteren in een veel grotere permeabiliteitsverbetering van het stratum corneum in vergelijking met stabiele cavitatie [6-8] .

Laserbestraling is een alternatieve benadering om de doordringing van geneesmiddelen te verbeteren en zo de afgifte van geneesmiddelen in of over de huid te vergemakkelijken. Wanneer een laserpuls met een intensiteit boven een bepaalde drempel op een vloeistof wordt gericht, kan explosieve verdamping van de vloeistof ook MB-cavitatie veroorzaken [9,10]. De agressieve aard van laser-geïnduceerde cavitatie heeft ertoe geleid dat het wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen, waaronder cellysis, celmembraanporatie en oogchirurgie [11]. Strategieën voor het veilig verbeteren van het uiterlijk van postoperatieve, atrofische en acnelittekens zijn onlangs gedemonstreerd met behulp van fractionele ablatieve en niet-ablatieve lasers [12]. Ablatieve laser skin resurfacing levert de grootste klinische verbeteringen op, maar het postoperatieve herstel duurt enkele weken [13]. Niet-ablatieve laserprocedures kunnen geschikter zijn voor patiënten die langdurige postoperatieve genezing niet kunnen of willen verdragen. Een eerdere herpes simplex-infectie kan echter reactiveren na niet-ablatieve laserremodellering van de huid vanwege de intense hitte die wordt geproduceerd door de laser of een andere lichtbron [13].

maca ginseng cistanche sea horse

Er zijn enkele methoden ontwikkeld om de door laserbestraling geproduceerde warmte te verminderen, zoals het gebruik van contactkoelhandstukken of dynamische cryogene apparaten die in staat zijn om spurts van een verkoelende spray van variabele duur af te geven [14]. Er bestaat echter nog geen consensus over welke manier van koelen het meest effectief is tijdens de behandeling. Bovendien blijft, in tegenstelling tot de VS, het mechanisme dat ten grondslag ligt aan de effecten van laser-geïnduceerde cavitatie met gestabiliseerde gecoate MB's in vloeistoffen onduidelijk.

Lasergemedieerde cavitatie van MB-contrastmiddelen kan ook zeer nuttig zijn voor TDD. De huidige studie onderzocht de werkzaamheid van een nieuwe laser-gemedieerde MB-cavitatiemethode in termen van het vermijden van de intense hitte die door de laser wordt geproduceerd en het verbeteren van TDD, zowel in vitro als in vivo.

2. materialen en methoden

2.1. Productie van met albumine omhulde MB's

MB's met albumine-schil werden bereid volgens de procedure die in onze eerdere studies werd gebruikt [7,15]. Kortom, MB's met albumine-omhulsel werden gegenereerd door sonicatie in 10 ml van een oplossing met 140 mg albumine (Octapharma, Wenen, Oostenrijk) en perfluorkoolstofgas in fysiologische zoutoplossing (pH 7,4, { {21}}.9 procent natriumchloride) met behulp van een sonicator (Branson Ultrasonics, Danbury, CT, VS) gedurende 2 minuten. Het aantal met perfluorkoolstof gevulde albumine-MB's in de oplossing werd gemeten met behulp van het MultiSizer III-apparaat (Beckman Coulter, Fullerton, CA, VS) met een 30-µm-openingssonde en meetgrenzen van 0,6–20 µm. De grootteverdeling in de suspensie werd gemeten op basis van dynamische lichtverstrooiing (Zetasizer Nano, ZS90, Malvern, VK), waaruit bleek dat de met albumine omhulde MB's een diameter hadden van 1,02 ± 0,11 µm (gemiddelde ± SD) en een concentratie van 1,40 × 108 MB/ml.

2.2. Door laser veroorzaakte MB-verstoring

Eerdere studies hebben gesuggereerd dat door de VS gemedieerde MB-verstoring (dwz traagheidscavitatie) vereist is voor effectieve TDD [8,16,17]. De huidige studie mat de efficiëntie van MB-verstoring bij het gebruik van verschillende soorten lasers onder verschillende omstandigheden. De concentratie van MB's werd aangepast tot 2,8 × 107 MBs/ml (vijfvoudige verdunning) en 1,4 × 107 MBs/ml (tienvoudige verdunning) in een Eppendorf-buis, en bestraling werd verzorgd door vier soorten laser: Luchtgekoelde argon-ionlaser (515 nm, continue golf), supercontinuüm fiberlaser (1064 nm, gepulste golf), Nd: YAG-laser (532 nm, gepulste golf) en CO2 fractionele laser (10.600 nm, gepulste golf). De gedetailleerde voorwaarden voor de verschillende typen lasers staan vermeld in Tabel 1.

which cistanche is best

Een voorbeeld van de optische opstelling wordt getoond in figuur 1. De verandering in temperatuur tijdens laserbestraling werd gemeten met behulp van een thermometer (Optris LS, Optris, Berlijn, Duitsland). Vervolgens werd, na blootstelling aan de laser, 100 µL van de MB-oplossing toegevoegd aan een microscoopglaasje voor observatie. Het aantal MB's in lichtmicroscopiebeelden voor en na laserbestraling werd omgezet in 8-bit grijswaardenbeelden met behulp van MATLAB (The MathWorks, Natick, MA, VS) om de waarnemingen van MB-verstoring te vergemakkelijken. De vernietigingssnelheid van MB's werd gekwantificeerd volgens de beschadigde gebieden met behulp van de volgende vergelijking:

waarbij A1 en Ai het aantal zwarte pixels zijn (overeenkomend met het aantal MB's) direct voor respectievelijk na de laserbestraling.

cistanche pros and cons

2.3. Penetratiediepte in varkensleer

De verbetering van de penetratiediepte die kan worden bereikt met behulp van lasergemedieerde MB-cavitatie, werd gemeten met behulp van varkensleer. Verse varkenshuid werd verkregen van het slachthuis dat is aangesloten bij New Taipei City Meat Market en alle experimenten met de huidmonsters werden binnen 6 uur voltooid. Er werden cirkelvormige varkensoorhuidmonsters met een straal van 1,5 cm en een dikte van 3 mm geproduceerd. Ze werden omringd met gel om lekkage te voorkomen en vervolgens geladen met Evans-blauw of MB's. Vóór laserbestraling werd 500 µL MB's geladen in het behandelingsgebied van het monster en vervolgens bestraald met een Nd:YAG-laser en een CO2-fractionele laser bevestigd aan de bovenkant van het monster. Elk type laser werd achtereenvolgens toegepast voor verschillende concentraties MB's. Na het verwijderen van de zoutoplossing of MB's werd 500 µl Evans-blauw (0,10 procent w/w) toegevoegd en gedurende 15 minuten gelaten, en vervolgens werd het gebied driemaal gewassen met PBS gedurende elk 1 minuut.

De behandelde delen van de varkenshuid werden vervolgens ingebed in een oplossing met optimale snijtemperatuur (Surgipath FSC 22, Leica Microsystems, Buffalo Grove, IL, VS) op ronde monsterschijven met een diameter van 2, 2 cm. De ingebedde monsters werden gedurende ongeveer 30 minuten op de -25 ◦C vriesfase van een cryostaat (Microm HM550-serie, Thermo Fisher Scientific, Bremen, Duitsland) geplaatst en vervolgens werden dwarsdoorsneden gemaakt met een plakdikte van 10 µm. Secties die aan de microscopieglaasjes waren bevestigd, werden aan de lucht gedroogd bij kamertemperatuur en gemonteerd voor microscopieonderzoeken. De verdeling van het Evans-blauw in de cryosecties werd bepaald met behulp van een staande microscoop (DM 2500, Leica Microsystems). De verkregen resultaten voor de penetratiediepte in varkensleer gaven aan dat de optimale MB-concentratie werd gebruikt voor de CO2 fractionele laser, en dus werd deze gebruikt in de daaropvolgende in vitro en in vivo experimenten.

2.4. In vitro huidpenetratie door -arbutine-oplossing

Een {{0}}monster dik varkensleer werd geoogst met een Humby-mes, zorgvuldig schoongemaakt met PBS en in vierkante stukken (2 cm x 2 cm) gesneden. Ronde gebieden op de huidmonsters met een straal van 1,5 cm en een hoogte van 5 mm werden omcirkeld met gel om lekkage te voorkomen wanneer het monster werd geladen met 5{{30}}0 µL MB's. Na zeven keer bestralen van het monster (de omstandigheden staan vermeld in Tabel 1) met een CO2 fractionele laser, werd huidpenetratie getest met behulp van statische Franz-diffusiecellen over een gebied van 2,14 cm2 volgens het experimentele ontwerp dat we eerder hebben beschreven [7]. De temperatuur van het diffusiesamenstel werd op 37 ◦C gehouden. -arbutine (30 mg/ml, 500 µL, 4-hydroxyfenyl- -D-glucopyranoside, moleculaire massa=272.25 Da; Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, VS) aangebracht op de epidermale zijde van de huid en afgesloten met parafilm (Pechiney Laboratory Safety Products and Apparel, Chicago, IL, VS). Het receptordiffusiecompartiment dat naar de dermale zijde was gericht, was gevuld met 12 ml PBS (pH 7,4), dat werd geroerd door een magnetische staaf die met 600 rpm ronddraaide. Testoplossingen die geen MB's bevatten, werden gefilterd door een 0,2-µm microporiënfilter (Nalgene, Rochester, NY, VS) of een 0,22-µm microporiënfilter (Millex, Darmstadt, Duitsland). Porties (200 µl) van de receptoroplossing werden genomen op 0, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 en 24 uur en vervangen door hetzelfde volume verse receptoroplossing.

cistanche tubulosa adalah

De verkregen monsters werden in een vriezer bewaard totdat ze werden geanalyseerd door middel van hogedrukvloeistofchromatografie (HPLC). Aan het einde van de penetratie-experimenten (na 24 uur) werd het huidmonster losgemaakt van de diffusiecellen, vijf keer zorgvuldig gespoeld met gedestilleerd water om overtollig -arbutine van het oppervlak te verwijderen, in 0 gesneden.{{4 }} g stukjes, en gehomogeniseerd met 1 ml receptoroplossing gedurende 2 min bij 10,000 rpm (Polytron-Aggregate PT3100, Kinematica, Luzern, Zwitserland). De gehomogeniseerde suspensie werd twee keer gedurende 25 minuten gecentrifugeerd bij 3100 x g (Thermo Fisher Scientific) en 4 °C alvorens de concentraties -arbutine in het supernatant te bepalen met behulp van HPLC.

2.5. HPLC-analyse van -arbutine

Een Inspire™ C18-kolom (250 mm x 4,6 mm, 5 µm deeltjesgrootte; Dikma Technologies, Lake Forest, CA, VS) werd gebruikt om de -arbutineconcentraties te meten. Het HPLC-systeem was uitgerust met een binaire pomp (PU-2089, Jasco, Tokyo, Japan) en de golflengte van de ultraviolette (UV) detector (UV-2075, Jasco) was ingesteld op 280 nm. De mobiele fase bestond uit methanol: gedestilleerd water (pH 5,5, 70:30 v/v) [18] met een medesnelheid van 0,6 ml/min. Alle te analyseren monsters werden geïnjecteerd met een volume van 20 µl. De retentietijd van -arbutine was ongeveer 4,3 min.

2.6. Dierlijke behandelingen

Het melaninegehalte van organoïden werd onderzocht in het C57BL/6J-muismodel [19]. Vijf weken oude muizen met een gewicht van 20-25 g werden verkregen van Bio Lasco (Taipei, Taiwan). Het experimentele protocol werd goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee van het National Defense Medical Center, Taipei, Taiwan. De procedures voor dierenverzorging voldeden aan de richtlijnen en voorschriften van de instelling (goedkeuringsnr. IACUC-17-092). Tijdens de experimenten werden de dieren gehuisvest in roestvrijstalen kooien in een kamer met airconditioning, met een temperatuur van 25-28 ◦C en met afwisselende licht- en donkercycli van elk 12 uur.

De dieren werden 7 dagen voor het experiment geacclimatiseerd. Nadat hun haar was verwijderd uit een gebied van 2 cm × 2 cm, werd de huidskleur gemeten met behulp van een chromameter (CR-400, Konica Minolta Sensing, Tokyo, Japan). De dieren werden vervolgens blootgesteld aan ultraviolet B (UVB) straling (G8T5E, Sankyo, Tokyo, Japan) om hyperpigmentatie te induceren (totale energiedosis per blootstelling=1 J/cm2, golflengte=306 nm, drie keer per week gedurende 2 weken), en daarna werd de huidskleur opnieuw gemeten.

De dieren werden verdeeld in de volgende vijf groepen (n {{0}} per groep, behandeling eenmaal per 3 dagen toegepast gedurende 2{13}} dagen): (1) geen behandeling (groep C); (2) toepassing van penetrerend -arbutine alleen (300 µg/ml, 0,2 ml/cm2) (groep A); (3) laserbestraling van de huid direct met de toepassing van penetrerend arbutine (300 µg/ml, 0,2 ml/cm2) (groep L plus A); (4) laserbestraling van de met zoutoplossing bedekte huid en met toepassing van penetrerend arbutine (300 µg/ml, 0,2 ml/cm2) (groep L plus S plus A); en (5) laserbestraling van de huid in combinatie met MB's op de huid en met het aanbrengen van penetrerend -arbutine (300 µg/ml, 0,2 ml/cm2) (groep L plus MB's plus A). De verandering in huidskleur die door elk van de behandelingen werd veroorzaakt, werd op vooraf bepaalde tijdstippen beoordeeld met behulp van de chromameter. De helderheidsindex, L [20], werd berekend op elke meetdag voor en na de behandeling.

2.7. Histologische studie

Huidweefselmonsters (ongeveer 8 mm x 8 mm) werden onmiddellijk na de experimenten uit het behandelingsgebied genomen en bewaard in een 10 procent formaline-oplossing. Kleuring met hematoxyline en eosine (HE; Sigma-Aldrich) werd aangebracht en de monsters werden geanalyseerd door een deskundige dermatopatholoog (HWG). Enkele andere monsters werden gekleurd met Fontana-Masson zilvernitraat (Kojima Chemical, Kashiwabara, Japan) gedurende 30 minuten bij 60 ◦C, en vervolgens gewassen met gedestilleerd water en gefixeerd in 5 procent natriumthiosulfaatoplossing (Duksan, Seoul, Korea) gedurende 2 min, alvorens opnieuw te wassen met gedestilleerd water. De monsters werden vervolgens gedurende 5 minuten gekleurd met nucleaire snelle rode oplossing (Fluka, Buchs, Zwitserland) en tweemaal gewassen met gedestilleerd water. Ten slotte werden de monsters gedehydrateerd in 95 procent gevolgd door 100 procent ethanol en vervolgens tweemaal gewassen met xyleen (Duksan) [21].

2.8. Statistische analyse

De verkregen gegevens werden statistisch geanalyseerd met Student's t-test. Een waarschijnlijkheidswaarde van p < 0.05 werd beschouwd als indicatief voor een significant verschil.

cistanche nutrilite

3. Resultaten

3.1. Door laser veroorzaakte MB-verstoring

Microscopiebeelden van vijfvoudig verdunde MB's zonder en met bestraling door een 10,8 mW continue (luchtgekoelde argon-ion) laser en een 10,8 mW gepulseerde (supercontinuum fiber) laser gedurende 60, 120 en 180 s worden weergegeven in figuur 2. De vernietigingspercentages voor de gepulste laser namen toe met 17,66 procent, 20,52 procent en 39,05 procent in vergelijking met de continue laser bij respectievelijk 60, 120 en 180 s. Figuur 3 toont de vernietigingsefficiëntie van vijf- en tienvoudig verdunde MB's bij gebruik van een Nd: YAG-pulslaser bij 60, 120 en 180 s. De vernietigingspercentages van vijf- en tienvoudig verdunde MB's waren respectievelijk 72,46 procent en 78,59 procent bij 60 seconden, 88,06 procent, 96,10 procent bij 120 seconden, 85,22 procent en 98,80 procent bij 180 seconden. Figuur 4 toont de vernietigingsefficiëntie van tienvoudig verdunde MB's die één, drie en zeven keer worden bestraald door de klinische CO2 fractionele gepulste laser. De vernietigingssnelheid nam toe met de bestralingstijd en was bijna 100 procent voor zeven keer bestraling, en dus werd deze voorwaarde gebruikt in de daaropvolgende in vitro en in vivo experimenten.

cistanche root supplement