Published March 21, 2017
| Version v1
Publication
Open
Real-time in vivo monitoring of magnetic nanoparticles in the bloodstream by AC biosusceptometry
Creators
- 1. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
- 2. Universidade Federal de Goiás
Description
We introduce and demonstrate that the AC biosusceptometry (ACB) technique enables real-time monitoring of magnetic nanoparticles (MNPs) in the bloodstream. We present an ACB system as a simple, portable, versatile, non-invasive, and accessible tool to study pharmacokinetic parameters of MNPs, such as circulation time, in real time. We synthesized and monitored manganese doped iron oxide nanoparticles in the bloodstream of Wistar rats using two different injection protocols. Aiming towards a translational approach, we also simultaneously evaluated cardiovascular parameters, including mean arterial pressure, heart rate, and episodes of arrhythmia in order to secure the well-being of all animals.We found that serial injections increased the circulation time compared with single injections. Immediately after each injection, we observed a transitory drop in arterial pressure, a small drop in heart rate, and no episodes of arrhythmia. Although some cardiovascular effects were observed, they were transitory and easily recovered in both protocols.These results indicate that the ACB system may be a valuable tool for in vivo, real-time MNP monitoring that allows associations with other techniques, such as pulsatile arterial pressure and electrocardiogram recordings, helping ensuring the protocol safety, which is a fundamental step towards clinical applications.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نقدم ونثبت أن تقنية قياس المستقبلات الحيوية للتيار المتردد (ACB) تمكن من المراقبة في الوقت الفعلي للجسيمات النانوية المغناطيسية (MNPs) في مجرى الدم. نقدم نظام ACB كأداة بسيطة ومحمولة ومتعددة الاستخدامات وغير باضعة ويمكن الوصول إليها لدراسة معلمات الحرائك الدوائية لـ MNPs، مثل وقت الدوران، في الوقت الفعلي. قمنا بتصنيع ومراقبة جسيمات أكسيد الحديد النانوية المشبعة بالمنغنيز في مجرى دم فئران ويستار باستخدام بروتوكولين مختلفين للحقن. بهدف اتباع نهج انتقالي، قمنا أيضًا بتقييم معايير القلب والأوعية الدموية في وقت واحد، بما في ذلك متوسط الضغط الشرياني ومعدل ضربات القلب ونوبات عدم انتظام ضربات القلب من أجل تأمين رفاهية جميع الحيوانات. وجدنا أن الحقن التسلسلية زادت من وقت الدورة الدموية مقارنة بالحقن المفردة. بعد كل حقنة مباشرة، لاحظنا انخفاضًا عابرًا في الضغط الشرياني، وانخفاضًا طفيفًا في معدل ضربات القلب، وعدم وجود نوبات من عدم انتظام ضربات القلب. على الرغم من ملاحظة بعض التأثيرات القلبية الوعائية، إلا أنها كانت مؤقتة ويمكن استردادها بسهولة في كلا البروتوكولين. تشير هذه النتائج إلى أن نظام ACB قد يكون أداة قيمة لمراقبة MNP في الجسم الحي في الوقت الفعلي والتي تسمح بالارتباط بتقنيات أخرى، مثل الضغط الشرياني النابض وتسجيلات مخطط كهربية القلب، مما يساعد على ضمان سلامة البروتوكول، وهي خطوة أساسية نحو التطبيقات السريرية.Translated Description (French)
Nous introduisons et démontrons que la technique de biosusceptométrie AC (ACB) permet la surveillance en temps réel des nanoparticules magnétiques (MNP) dans la circulation sanguine. Nous présentons un système ACB comme un outil simple, portable, polyvalent, non invasif et accessible pour étudier les paramètres pharmacocinétiques des MNP, tels que le temps de circulation, en temps réel. Nous avons synthétisé et surveillé les nanoparticules d'oxyde de fer dopées au manganèse dans la circulation sanguine des rats Wistar en utilisant deux protocoles d'injection différents. Visant une approche translationnelle, nous avons également évalué simultanément les paramètres cardiovasculaires, y compris la pression artérielle moyenne, la fréquence cardiaque et les épisodes d'arythmie afin de garantir le bien-être de tous les animaux. Nous avons constaté que les injections en série augmentaient le temps de circulation par rapport aux injections uniques. Immédiatement après chaque injection, nous avons observé une baisse transitoire de la pression artérielle, une petite baisse de la fréquence cardiaque et aucun épisode d'arythmie. Bien que certains effets cardiovasculaires aient été observés, ils étaient transitoires et facilement récupérables dans les deux protocoles. Ces résultats indiquent que le système ACB peut être un outil précieux pour la surveillance MNP in vivo et en temps réel qui permet des associations avec d'autres techniques, telles que la pression artérielle pulsatile et les enregistrements d'électrocardiogrammes, contribuant à assurer la sécurité du protocole, ce qui est une étape fondamentale vers des applications cliniques.Translated Description (Spanish)
Presentamos y demostramos que la técnica de biosusceptometría AC (ACB) permite el monitoreo en tiempo real de nanopartículas magnéticas (MNP) en el torrente sanguíneo. Presentamos un sistema ACB como una herramienta simple, portátil, versátil, no invasiva y accesible para estudiar los parámetros farmacocinéticos de las MNP, como el tiempo de circulación, en tiempo real. Se sintetizaron y monitorearon nanopartículas de óxido de hierro dopadas con manganeso en el torrente sanguíneo de ratas Wistar utilizando dos protocolos de inyección diferentes. Con el objetivo de un enfoque traslacional, también evaluamos simultáneamente los parámetros cardiovasculares, incluida la presión arterial media, la frecuencia cardíaca y los episodios de arritmia, para garantizar el bienestar de todos los animales. Encontramos que las inyecciones en serie aumentaban el tiempo de circulación en comparación con las inyecciones únicas. Inmediatamente después de cada inyección, observamos una caída transitoria en la presión arterial, una pequeña caída en la frecuencia cardíaca y ningún episodio de arritmia. Aunque se observaron algunos efectos cardiovasculares, fueron transitorios y se recuperaron fácilmente en ambos protocolos. Estos resultados indican que el sistema ACB puede ser una herramienta valiosa para el monitoreo in vivo y en tiempo real de MNP que permite asociaciones con otras técnicas, como la presión arterial pulsátil y los registros de electrocardiogramas, lo que ayuda a garantizar la seguridad del protocolo, que es un paso fundamental hacia las aplicaciones clínicas.Files
s12951-017-0257-6.pdf
Files
(1.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b604e358d5ea96566bc5045f78b9d6fb
|
1.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الرصد في الوقت الحقيقي في الجسم الحي للجسيمات النانوية المغناطيسية في مجرى الدم عن طريق قياس المستقبلات الحيوية للتيار المتردد
- Translated title (French)
- Surveillance in vivo en temps réel des nanoparticules magnétiques dans la circulation sanguine par biosusceptométrie AC
- Translated title (Spanish)
- Monitorización in vivo en tiempo real de nanopartículas magnéticas en el torrente sanguíneo mediante biosusceptometría AC
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2601822551
- DOI
- 10.1186/s12951-017-0257-6
References
- https://openalex.org/W1484368999
- https://openalex.org/W1510613202
- https://openalex.org/W1573945861
- https://openalex.org/W1965097716
- https://openalex.org/W1965386872
- https://openalex.org/W1968242916
- https://openalex.org/W1980990502
- https://openalex.org/W1984795169
- https://openalex.org/W1991677548
- https://openalex.org/W1993706573
- https://openalex.org/W2013449197
- https://openalex.org/W2016041693
- https://openalex.org/W2017742898
- https://openalex.org/W2017955751
- https://openalex.org/W2024946664
- https://openalex.org/W2029179588
- https://openalex.org/W2034042983
- https://openalex.org/W2037868353
- https://openalex.org/W2040059859
- https://openalex.org/W2043255383
- https://openalex.org/W2043996867
- https://openalex.org/W2045911796
- https://openalex.org/W2046349940
- https://openalex.org/W2047046931
- https://openalex.org/W2047143920
- https://openalex.org/W2048413763
- https://openalex.org/W2056334971
- https://openalex.org/W2058863059
- https://openalex.org/W2059545303
- https://openalex.org/W2061976748
- https://openalex.org/W2062631993
- https://openalex.org/W2066471092
- https://openalex.org/W2068072465
- https://openalex.org/W2071603054
- https://openalex.org/W2084916305
- https://openalex.org/W2085502151
- https://openalex.org/W2085828409
- https://openalex.org/W2090944562
- https://openalex.org/W2099618166
- https://openalex.org/W2108269095
- https://openalex.org/W2108615682
- https://openalex.org/W2110634891
- https://openalex.org/W2119391942
- https://openalex.org/W2132005699
- https://openalex.org/W2144714372
- https://openalex.org/W2151752675
- https://openalex.org/W2154770185
- https://openalex.org/W2155593760
- https://openalex.org/W2156032863
- https://openalex.org/W2157570683
- https://openalex.org/W2159577992
- https://openalex.org/W2163021050
- https://openalex.org/W2170094500
- https://openalex.org/W2318269276
- https://openalex.org/W2318370976
- https://openalex.org/W2334560101
- https://openalex.org/W2418560736
- https://openalex.org/W2418720770
- https://openalex.org/W2588283011
- https://openalex.org/W839847231