Лекарственный электрофорез: Лекарственный электрофорез

Содержание

Лекарственный электрофорез

Лекарственный электрофорез

Лекарственный электрофорез — это метод аппаратной физиотерапии, который заключается в введения лекарственного вещества при помощи электрических импульсов через электроды. Благодаря методу медикаменты вводятся в зону поражения в нужной концентрации, имеют пролонгированное действие, при этом весь организм не насыщается ими и лекарства не вызывают побочных реакций.

Показания:

1. Заболевания дыхательной системы и органов слуха:

  • насморк
  • синусит
  • фарингит
  • тонзиллит
  • пневмония
  • бронхит
  • бронхиальная астма

2. Болезни органов зрения:

  • блефарит
  • кератит
  • иридоциклит
  • увеит

3. Стоматологические заболевания:

  • гингивит
  • пародонтит
  • стоматит

4.

Патологии пищеварительной системы:

  • язвенная болезнь
  • гастрит
  • холецистит
  • панкреатит
  • колит

5. Сердечно-сосудистые патологии:

  • варикозная болезнь
  • атеросклероз
  • стенокардия
  • гипертоническая болезнь
  • гипотония

6. Заболевания мочеполовой системы:

  • цистит
  • пиелонефрит
  • эндометрит
  • цервицит
  • вагинит тоническая болезнь
  • гипотония

7. Заболевания нервной системы:

  • невриты
  • невралгии
  • параличи
  • неврозы
  • травмы спинного и головного мозга

8. Дерматологические поражения:

  • фурункулы
  • карбункулы
  • акне
  • себорея
  • дерматит
  • ожоги

9. Заболевания опорно-двигательного аппарата:

  • артрит
  • артроз
  • остеохондроз
  • переломы

Противопоказания:

  • острая стадия любого заболевания
  • онкозаболевания
  • повышенная температура тела
  • проблемы со свертываемостью крови
  • туберкулез в активной форме
  • тяжелые психические заболевания
  • наличие кардиостимулятора
  • нарушение целостности тканей в месте наложения лекарственных прокладок
  • непереносимость электрического тока или используемых лекарств
  • сердечно-сосудистая недостаточность тяжелой степени
  • беременность, кормление грудью
  • наличие металлических зубных протезов при использовании на лице
  • использование при менструации при воздействии на область малого таза

Процедуры назначаются после консультации с врачом физиотерапевтом. Курс составляет 6-12 процедур, проводятся ежедневно. Продолжительность процедур от 6 до 30 минут. Повторный курс при необходимости назначается через 2-6 месяцев.

ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ | Поликлиника ЦКБ РЖД-Медицина

Электрофорез лекарственных веществ – особый электрофармакологический метод, основанный на сочетанном использовании постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Из электрических токов для лекарственного электрофореза применяются гальванический (в 80-85 %), диадинамические, синусоидальные модулированные (в выпрямленном режиме), прямоугольный импульсный и флюктуирующий (форма № 3) токи.

Механизм физиологического воздействия

      При электрофорезе лекарственные вещества в организм проникают через выводные протоки потовых и сальных желез, межклеточные промежутки, волосяные фолликулы и в меньшей степени – чресклеточно. Во время процедуры лекарственные вещества проникают неглубоко: сразу после элекрофореза основная часть лекарства обнаруживается в эпидермисе и дерме, создавая депо. Однако от процедуры к процедуре глубина электрогенного перемещения вводимого препарата возрастает. К тому же следует иметь в виду, что за счет диффузии часть лекарственных веществ быстро достигает кровеносных и лимфатических сосудов, разносясь ко всем органам и тканям. Весьма важно, что из кровотока лекарственные вещества вторично поступают преимущественно в органы и ткани, расположенные в зоне проведения процедуры. Это обосновывает целесообразность использования лекарственного электрофореза для лечения как поверхностно, так и глубоко расположенных патологических процессов, а также заболеваний внутренних органов.


      Действие лекарственного электрофореза как электрофармакологического метода складывается из сочетанного действия физического фактора (гальванический или другие токи) и введенного лекарственного вещества.

Ответная реакция организма при этом не является простой суммацией эффектов, вызванных этими двумя факторами, составляющими единый терапевтический комплекс. Она значительно сложнее и разнообразнее. Важно помнить, что действие вводимых электрофорезом лекарств развивается несколькими путями (рефлекторное, местное и гуморальное) и, варьируя технику и методику проведения процедуры, ими можно управлять.

Особенности и достоинства лекарственного электрофореза:

1. Лекарственные вещества, вводимые электрофорезом, задерживаются в поверхностных слоях кожи и образуют здесь так называемое кожное депо ионов. В нем лекарства могут сохраняться от 12-24 ч до 15-20 суток (адреналин, цинк, медь и др.). Задержка введенных веществ в кожном депо способствует их более длительному действию и медленному выведению из организма.

2. Метод лекарственного электрофореза позволяет создавать высокую локальную (в патологическом очаге) концентрацию препарата, не насыщая им весь организм. Согласно имеющимся данным, после электрофореза содержание лекарств в тканях области воздействия в несколько раз выше, чем после общепринятых способов введения той же дозы препарата.

3. В отличие от инъекционных способов введения электрофорез позволяет доставить лекарства к патологическому очагу, в котором имеются нарушения микроциркуляции и регионарного кровообращения в виде капиллярного стаза, тромбоза сосудов, инфильтрации и некроза. Такие патологические очаги плохо поддаются лечению традиционными фармакотерапевтическими методами, т.к. поступление лекарственных веществ в них затруднено. При электрофорезе же лекарственные вещества могут поступать в патологический очаг не только гематогенным, но и электрогенным путем.

4. При электрофорезе побочные и аллергические реакции наблюдаются во много раз реже, чем при пероральном или парентеральном применении этих же лекарств. Уменьшение или полное отсутствие побочных реакций при электрофорезе обусловлено рядом причин: невысокой концентрацией лекарства в крови; введением их в наиболее чистом виде; положительным влиянием физического фактора на общую реактивность и иммунобиологический статус организма и др

5. При электрофорезе в организм вводятся только те лекарственные ионы или ингредиенты лекарств, на терапевтическое действие которых рассчитывают. Противоионы и различные примеси, которые могут тормозить действие основного лекарственного иона, в организм при этом не попадают, а остаются на прокладке.

6. В соответствии с сущностью метода при электрофорезе в организм лекарства поступают в виде ионов. И это очень важно, т.к. в ионной форме лекарства значительно активнее, чем в молекулярной, в которой они вводятся при обычных способах их применения.

7. Многих пациентов, прежде всего детей, пожилых пациентов привлекает абсолютная безболезненность метода при его правильном проведении.

8. При лекарственном электрофорезе исключается введение в организм растворителя. Это немаловажное достоинство метода, ибо вводимый при других способах лекарственной терапии растворитель деформирует кожу, нарушает микроциркуляцию и метаболизм в ней, может служить причиной развития постинъекционных инфильтратов.

9. При всей важности приведенных выше особенностей метода все же основным достоинством лекарственного электрофореза, думается, является то, что лекарственное вещество здесь действует на фоне различных, имеющих терапевтическое значение изменений, вызываемых используемым электрическим током. Именно благодаря этому отчетливое специфическое и выраженное лечебное действие вводимых электрофорезом лекарств проявляется при более низких концентрациях, которые при обычных путях их введения были бы малоэффективны.

      Продолжительность процедуры зависит от локализации воздействия и вида используемого тока. При общих и сегментарно-рефлекторных методиках она обычно не превышает 15-20 мин, а при местных процедурах – 30-40 мин. Использование флюктуирующих или синусоидальных модулированных токов (в выпрямленном режиме) требует некоторого уменьшения продолжительности лекарственного электрофореза, а при проведении его по методике электросна длительность воздействия, наоборот, обычно удлиняется. Курс лечения лекарственным электрофорезом в зависимости от тяжести состояния больного может быть различным по продолжительности: от 10-12 до 16-20 процедур, проводимых ежедневно или через день.

Показания:

      Для лекарственного электрофореза определяются фармакотерапевтическими свойствами вводимого препарата, а также показаниями к использованию физического фактора (гальванического или других постоянных токов). В связи с широким перечнем лекарств, пригодных для электрофореза, и разнообразием используемых электрических токов показания для назначения метода весьма разнообразны.

В принципе трудно найти заболевание, при котором не мог бы быть назначен лекарственный электрофорез. Наиболее целесообразно лекарственный электрофорез применять при тех заболеваниях, при которых показаны как лекарственные вещества, так и используемый при этом электрический ток.

Противопоказания:
  • индивидуальная непереносимость лекарственного вещества,
  • противопоказания к использованию лекарства и самого электрического тока

Запись на процедуры в физиотерапевтическое отделение нашей поликлиники проводится в любое удобное для Вас время по телефонам:

(499) 262-11-29, 262-93-61

Перейти в разделы:

Физиотерапевтическое отделение>>

Водогрязелечение

Ванны

Душ

SPA-терапия

Иглорефлексотерапия

Косметология

Электрофорез. Гальванизация

Одними из распространенных физиотерапевтических процедур являются гальванизация и лекарственный электрофорез. Гальванизация — это воздействие на организм в лечебных целях постоянного тока низкого напряжения. В результате в тканях происходят сложные биохимические процессы, имеющие терапевтический эффект стимулируется лимфо- и кровообращение, улучшается обмен веществ, проявляется болеутоляющее действие.

Аппарат электротерапии ПОТОК-1 используется для профилактического и лечебного воздействия постоянным током на организм человека, а также для проведения лекарственного электрофореза. Особенностью методов гальванизации и электрофореза, применяемых в приборе ПОТОК-1, является большая лечебная эффективность, безболезненность процедур, возможность сочетания с другими методами лечебного воздействия. «Поток-1» — один из самых известных аппаратов гальванации и электрофореза в нашей стране. Качество работы на аппарате «Поток-1» оценили миллионы врачей.

Самой популярной формой гальванизации является лекарственный электрофорез, сочетающий в себе воздействие тока и вводимого с его помощью лекарственных препаратов.

Медицинский центр «Исида» проводит лечение грыж межпозвонковых дисков методом электрофореза с ферментным препаратом «Карипаин». Суть метода в том, что препарат вводится в ткани под воздействием постоянных токов, и именно благодаря этому достигается лучшее проникновение.

Методика лечения папаиносодержащими препаратами применяется в медицинской практике более 10 лет.

«Карипаин» — это ферментный препарат растительного происхождения, в его состав входят биологически активные вещества (папаин, лизоцим и др.), которые положительно влияют на коллагеновые хрящевые ткани. Из этих тканей состоят межпозвонковые диски и, соответственно, грыжа. В определенной концентрации «Карипаин», введенный методом электрофореза влияет на саму грыжу, она начинает постепенно уменьшаться, становится мягкой.

Этого бывает достаточно, чтобы освободить нервное окончание, которое она защемляет, и боли в позвоночнике постепенно проходят.

«Карипаин» также действует на весь межпозвонковый диск. Он становится более эластичным, «упругим», увеличивает высоту. Препарат усиливает регенерацию тканей диска, который восстанавливает свою нормальную форму и свою функцию амортизатора. Вводимый «Карипаин» воздействует на несколько соседних межпозвонковых дисков, восстанавливая целый отдел позвоночника.

Лекарственный электрофорез

Лекарственный электрофорез Мы заботимся о наших гостях и принимаем меры по борьбе с распространением вируса COVID-19. Мы заботимся о безопасности наших гостей. Подробнее

Лекарственный электрофорез – метод соединенного воздействия на организм постоянного тока и вводимых с его помощью лекарственных веществ. Процедура проводится в положении пациента лежа или сидя. Электроды с гидрофильной прокладкой и фильтровальной бумагой с нанесенным на нее лекарственным веществом накладывают на место воздействия и фиксируют. Пациент ощущает легкое покалывание. Продолжительность процедуры 10-40 минут.

При помощи постоянного тока можно вводить мелкие и крупные частицы лекарственных веществ, несущие электрический заряд. Заряженные частицы отталкиваются от электрода и уходят вглубь кожи. Лекарственные вещества, поступая из кожи в кровь и лимфу, разносятся по всему организму и влияют на ткани, наиболее чувствительные к ним. Электрофорез обладает противовоспалительным, обезболивающим, сосудорасширяющим, спазмолитическим, седативным и секреторным лечебными эффектами, а также специфическими фармакологическими эффектами вводимого лекарственного вещества.

Показания к применению

Процедура подходит для любых показаний к использованию форетируемого лекарственного вещества и постоянного тока.

Противопоказания

Лекарственный электрофорез противопоказан пациентам с индивидуальной непереносимостью лекарственных веществ и самого электрического тока.

врачу эндокринологу, доктору медицинских наук
Завражных Любови Аркадьевне

Электрофорез в лечении ЛОР-заболеваний | Услуги

Электрофорез — один из вариантов физиотерапевтического лечения электрическим током, с его помощью в патологическом очаге можно создать высокую концентрацию лекарственных веществ.

Практически очень мало заболеваний при которых электрофорез не может быть использован. Лекарственный электрофорез применяется в терапии неврологических, терапевтических, хирургических, гинекологических, а также в травматологии, педиатрии и стоматологии.


Преимущества

  • эффективно
  • безболезненность процедуры
  • прологированное действие лекарственных веществ в созданном депо
  • поступление лекарственных препаратов в чистом виде минуя желудочно-кишечный тракт
  • под воздействием самого гальванического тока происходит расширение кровеносных сосудов, усиление кровотока, быстрее проходят процессы регенерации.

Показания к применению в лечении ЛОР-заболеваний

Электрофорез — надежный, испытанный десятилетиями помощник врача в борьбе с заболеваниями ЛОР органов. Лекарственный электрофорез широко применяется при лечении ЛОР-заболеваний:

  • ринит
  • фарингит
  • тонзиллит
  • отит
  • гайморит
  • фронтит.

Противопоказания

Лекарственный электрофорез – достаточно универсальный и доступный способ физиолечения, но у него имеется ряд противопоказаний. К ним относятся:

  • опухоли любой локализации и этиологии
  • сердечная недостаточность
  • наличие искусственного водителя ритма (кардиостимулятор)
  • воспалительный процесс в фазе обострения
  • повышенная температура тела
  • бронхиальная астма (тяжелая форма)
  • нарушения свертываемости крови (повышенная кровоточивость, склонность к кровотечениям)
  • кожные патологии (экзема, дерматит)
  • нарушение чувствительности кожных покровов
  • механические повреждения в области наложения лекарственных прокладок (ранки, порезы, ссадины)
  • непереносимость электрического тока
  • аллергия на лекарственный препарат, который требуется ввести с помощью электрофореза.

Оториноларинголог, гирудотерапевт

Стаж работы 29 лет

Старшая медицинская сестра

Стаж работы 34 лет

Лекарственный электрофорез цены в Москве

Соболева Виктория Владимировна, завидую всем девушкам, которые в самый первый прием врача-гинеколога попали именно к тебе. Честно говоря, я очень долго собиралась на прием. Смотрела в инстаграме, читала статьи, отзывы, собиралась с силами и когда наконец-то дошла, то пожалела только о том, что не пришла раньше. Разрыв шаблона произошел молниеносно-я почувствовала себя маленькой девочкой, которая не просто изнервничалась внутри и ждала «когда это все закончится», а девочкой, которой помогут несмотря ни на что. И твое фирменное «зайка» даже сначала напугало (мне думалось, что ну не может быть так кайфово), потом просто смутило, а потом так понравилось, что другого отношения к себе я уже не хочу и представлять. Осмотр на кресле со всеми манипуляциями занял всего 15 минут( за это время я еще и в обморок ушла из-за флешбэков к прошлому опыту и сильному волнению). Для меня был шок, что весь осмотр проходил ТАК-никакого дискомфорта, все доступно поясняется, на все вопросы-есть ответы. Не знаю, что это за техника ниндзя у тебя, но это был идеал осмотра. Еще удивило, что ты не отпустила из кабинета, пока не убедилась, что я себя хорошо чувствую, понимаю, все сказанное тобой по состоянию моего здоровья и по назначениям, несмотря на то, что время приема уже закончилось давно, а запись у тебя ооооочень плотная. Я сдала все необходимые анализы, узнала о своем актуальном состоянии женского здоровья, получила рекомендации и при всем этом — СЭКОНОМИЛА (на куче бесполезных лекарств). У меня нет 3х листов назначений, я знаю, что и для чего делается и принимается. Знаю, что ты всегда на связи и для тебя не существует неудобных и «глупых» вопросов. Поняла, что 10 лет тратила огромные суммы денег на бесполезные терапии и лечения не имея отклонений и явных причин, слушала унижения на кресле (тоже беспричинные), кормила врачебную необразованность и жажду наживы на здоровых женщинах, вместо того, чтобы один раз в год сдать необходимый пул анализов, пройти осмотр и побеседовать о своем здоровье с прекрасной Викторией Владимировной.
БЛАГОДАРЮ ОТ ВСЕЙ ДУШИ!
К тебе женщины летят навстречу и это ТВОЯ заслуга, ты наша надежда.
Только у тебя на приеме задумалась о том, что, возможно, мне бы и хотелось провести под твоим наблюдением беременность.
Еще одна большая любовь в моей жизни! До встречи.

Лекарственный электрофорез


Карина Страхарская, заведующая отделением восстановительного лечения МСЧ ООО «Газпром трансгаз Сургут» (г. Сургут):
«Сегодня физиотерапия — современное, высокотехнологичное, базирующееся на международных принципах доказательной медицины, направление. При этом физические методы лечения имеют многовековую историю и по сей день не потеряли актуальности».

Телефоны:
+7 3462 955 300,
+7 3462 955 301.

Лицензия на медицинскую деятельность;
Официальные документы;
Сведения о медицинских работниках;
Порядок предоставления платных медицинских услуг и формы оплаты;
;
Политика обработки персональных данных;
Прайс;
Видео.


Лекарственный электрофорез (Физиопроцедуры г. Сургут) — сочетает действие на организм постоянного гальванического тока низкого напряжения, и вводимого с его помощью лекарственного вещества. Метод позволяет создать высокую концентрацию лекарственного вещества в очаге заболевания, не насыщая им весь организм. Это свойство обеспечивает продолжительность действия препарата. Процедура оказывает противовоспалительное, обезболивающее и рассасывающее действие.

Показания:

  • лечение травм опорно-двигательного аппарата,
  • остеохондроз позвоночника,
  • заболеваний суставов (артритов, артрозов),
  • невралгии,
  • неврозы,
  • невриты,
  • нарушения сна.

Противопоказания:

  • эпилепсия,
  • тромбофлебит в стадии обострения,
  • нарушения сердечного ритма и острая сердечная недостаточность,
  • гипертиреоз,
  • тяжелые формы сахарного диабета,
  • хроническая обструктивная болезнь лёгких,
  • острые инфекционные заболевания,
  • состояния гипертермии,
  • психические заболевания,
  • состояние алкогольного или наркотического опьянения,
  • кожные инфекции, воспалительные и трофические изменения кожи в местах предполагаемых инъекций,
  • период обострения хронических заболеваний кожи,
  • беременность.

Режим работы:

Физиотерапевт — понедельник — пятница с 8.00 до 17.00,
кабинет физио- и водолечения — понедельник-суббота с 8. 00 до 20.00,
обед с 12.00 до 12.30.

Стоимость:

Прайс.

Телефоны:

+7 3462 955 300,
+7 3462 955 301.

628400, г. Сургут, ул. 50 лет ВЛКСМ д.3/1.

Электрофоретическая доставка лекарств для контроля приступов

Реферат

Устойчивость трудноизлечимых неврологических расстройств требует новых терапевтических решений. Мы демонстрируем полезность прямой электрофоретической доставки лекарств in situ для лечения неврологических расстройств. Мы представляем нейронный зонд, включающий микрофлюидный ионный насос (μFIP) для доставки лекарств по требованию и электроды для регистрации локальной нервной активности. ΜFIP работает путем электрофоретической перекачки ионов через ионообменную мембрану и, таким образом, доставляет только интересующее лекарство, а не растворитель.Эта «сухая» доставка обеспечивает точное высвобождение лекарства в область мозга с незначительным повышением местного давления. Терапевтический потенциал зонда μFIP проверяется на модели эпилепсии на грызунах. Зонд μFIP может обнаруживать патологическую активность, а затем вмешиваться, чтобы остановить приступ, доставляя тормозные нейротрансмиттеры непосредственно к источнику приступа. Мы ожидаем, что дальнейшая разработка платформы μFIP позволит использовать дополнительные приложения для нейронного интерфейса и лечения неврологических расстройств.

ВВЕДЕНИЕ

Неспособность системного медикаментозного лечения лечить многочисленные неврологические расстройства стимулировала разработку альтернативных подходов к локализованному лечению. Эти локализованные методы лечения фокусируют терапию на области мозга, пораженной патологией, тем самым повышая эффективность лечения при одновременном снижении побочных эффектов, присущих системному лечению. Некоторые из этих подходов, такие как оптогенетика ( 1 4 ) и дизайнерские рецепторы, активируемые исключительно дизайнерскими препаратами ( 5 ), оказались многообещающими, но были ограничены соображениями безопасности относительно необходимости вирусного переноса сконструированных белков и молекул. ( 6 ).Другие методы лечения, такие как инъекция шприца или доставка лекарств с усилением конвекции, склонны к закупориванию или рефлюксу, а также могут вызывать местные отеки из-за повышения давления в точке инъекции ( 7 9 ).

В этой работе мы показываем, что электрофоретическая доставка лекарств может преодолеть вышеуказанные проблемы, сочетая преимущества высоко локализованного лечения по требованию с лекарствами, которые специфически контролируют клеточные функции. Мы демонстрируем терапевтический потенциал, используя эпилепсию в качестве модельной системы.Эпилепсия, от которой страдает 1% населения мира и остается лекарственно-устойчивой в 30% случаев ( 10 , 11 ), является типичным примером того, как системные лекарства не помогли в клинике, несмотря на их сильные противоэпилептические эффекты, потому что об их побочных эффектах, токсичности и / или неспособности преодолеть гематоэнцефалический барьер ( 12 ). Прерывистый характер эпилептических припадков делает расстройство особенно подходящим для терапевтического подхода, такого как электрофоретическая доставка лекарств, которая действует только тогда, когда это необходимо, например, непосредственно перед началом припадка.

Здесь мы представляем устройство для электрофоретической доставки лекарств на основе органического электронного ионного насоса (OEIP), которое предлагает возможность доставки лекарств с точным пространственно-временным контролем ( 13 , 14 ). В отличие от других устройств для доставки лекарств, ионный насос работает путем электрофоретической перекачки ионов через ионообменную мембрану и, таким образом, доставляет только интересующее лекарство, а не растворитель (за исключением нескольких молекул воды на ион, которые составляют гидратную оболочку).Эта «сухая» доставка имеет первостепенное значение для биологического взаимодействия, поскольку она обеспечивает тесную границу между выходом для доставки лекарственного средства и клетками-мишенями, обеспечивая доставку больших количеств лекарства с незначительным повышением местного давления. Предыдущие отчеты OEIP показали многообещающие возможности взаимодействия с биологией; однако проблемы с уменьшением масштабов этих устройств на сегодняшний день ограничивают их применение in vivo в мозге ( 15 19 ).

С этой целью мы разработали нейронные зонды, включающие ионный насос для доставки лекарств по требованию и электроды для регистрации локальной нервной активности (рис.1А). Имплант имеет модифицированную версию OEIP, известную как микрофлюидный ионный насос (μFIP), который значительно снижает напряжение, необходимое для доставки ионов (лекарств), и упрощает пополнение / замену ионного резервуара ( 20 ). Имплант μFIP имеет микрожидкостный канал U-образной формы (поперечное сечение 50 мкм × 40 мкм), сформированный с использованием фотоотверждаемых эпоксидных (SU8) слоев для основы и стенок (толщиной 10 и 40 мкм соответственно) и верхней части из парилена-C. слой (толщиной 4 мкм). Изготовление микрофлюидного канала на основе SU-8 / парилен стало возможным благодаря новому подходу к изготовлению твердого тела на жидкости ( 21 ) с использованием капиллярного рисунка, как показано на рис.S1 и описан в разделе «Материалы и методы». Небольшие отверстия (диаметром 15 мкм), протравленные через слой парилена-C на конце имплантата, покрытого анионообменной мембраной на основе поли (стиролсульфоната) (PSS) (толщиной 6 мкм), служат выходом для доставки лекарств для μFIP. в то время как золотой электрод (150 нм) в основании жидкостного канала служит электродом источника ионного насоса. Выходы ионного насоса окружены двумя электродами с поли (3,4-этилендиокситиофеном): PSS (PEDOT: PSS) с покрытием (толщиной 2 мкм) для регистрации локальной электрофизиологической активности с превосходным соотношением сигнал / шум ( 22 ).

Рис. 1 Обзор зонда μFIP.

( A ) Имплантированный конец устройства (внутренняя шкала, 100 мкм; внешняя шкала, 1 мм). ( B ) Чистый переносимый заряд через ионный мост при активной накачке ГАМК при 1 В (линия, левая ось), [ГАМК] пассивно рассеивается из устройства при отсутствии напряжения (светлые символы, правая ось) и [ ГАМК] активно откачивается из устройства при 1 В (закрашенные символы, правая ось). ( C ) Схема, показывающая размещение шприца для инъекции 4AP, зонда глубины Si и зонда μFIP в гиппокампе.( D ) Концептуальная иллюстрация, показывающая предполагаемый эффект 4AP на каналы K + и потенциалы действия ( 31 ) вместе с аналогичными эффектами ГАМК. ( E ) Репрезентативная запись интенсивных СКВ после инъекции 4AP в двух разных временных масштабах.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Способность зонда к доставке лекарств была протестирована в ванне с искусственной спинномозговой жидкостью (ACSF) путем загрузки микрожидкостного канала водным раствором интересующего лекарственного средства и приложения напряжения до 1 В между электродом источника и электродом. внешний целевой электрод.Мы обнаружили, что зонд μFIP способен перекачивать различные небольшие положительно заряженные ионы с важными биологическими функциями, включая K + , Ca 2+ , ацетилхолин и γ-аминомасляную кислоту (ГАМК). Если взять в качестве примера доставку ГАМК, чистый переносимый заряд через устройство, работающее при 1 В, как функция времени, показан на рис. 1В (сплошная линия, левая ось и ) вместе с чистым количеством ГАМК, доставленного из устройства. (закрытый символ, правая ось). Тесное соответствие между чистым переносимым зарядом и количеством доставленной ГАМК указывает на то, что μFIP работает с эффективностью накачки, приближающейся к единице, что означает, что почти все ионы, переносимые через анионообменную мембрану, представляют интерес. Рисунок 1B показывает, что зонд может доставить более 10 -3 нмоль ГАМК в течение секунд. Принимая объем, определяемый длиной диффузии катионного нейромедиатора ( 23 , 24 ), μFIP может, таким образом, быстро настроить локальную концентрацию ГАМК выше 10 -5 M, что находится в пределах диапазона, продемонстрированного для ингибирования нервной системы. деятельность ( 25 , 26 ). Пассивная диффузия ГАМК из μFIP в отсутствие приложенного смещения была примерно на два порядка меньше, чем скорость активной накачки (рис.1B, открытые символы, правая ось y ). Это говорит о том, что, даже игнорируя существующие мощные механизмы захвата ГАМК, пассивная диффузия сама по себе не может повысить внеклеточные концентрации ГАМК настолько, чтобы ингибировать локальную активность ( 20 ).

Проверив эффективность доставки лекарств, мы использовали эпилепсию в качестве модельной системы для проверки терапевтического потенциала имплантата μFIP. Приступоподобные события (СКВ) вызывались локальной инъекцией 4-аминопиридина (4AP) в гиппокамп анестезированных мышей в соответствии с ранее описанными процедурами (рис.1С) ( 27 30 ). Было высказано предположение, что 4AP блокирует определенные потенциалзависимые каналы K + , что увеличивает необходимое время реполяризации для нейронов, по существу оставляя внутриклеточный потенциал положительным на более длительные периоды времени, что приводит к синхронному возбуждению больших популяций нейронов (рис. 1D) и, в конечном итоге, SLE ( 31 ). Мы решили использовать ГАМК в качестве терапевтического агента, потому что это эндогенное ингибирующее соединение, которое может быстро метаболизироваться после доставки, тем самым ограничивая потенциальные пагубные эффекты длительного отключения сетевой активности.ГАМК подавляет нервную активность, индуцируя поглощение Cl (рис. 1D), тем самым снижая внутриклеточный потенциал и, соответственно, способность нейрона активироваться. Предыдущая работа in vitro показала, что ГАМК может быть эффективным для остановки 4AP-индуцированной эпилептиформной активности ( 16 , 18 ). Модель индуцибельной СКВ была разработана путем тестирования диапазона концентраций 4AP с одновременной имплантацией зонда μFIP, загруженного ГАМК, в место инъекции 4AP (см. «Материалы и методы»).На рисунке 1E показана репрезентативная запись нервной активности в гиппокампе из одного из каналов 32-канального кремниевого датчика глубины, имплантированного в пространство, непосредственно прилегающее к месту инъекции 4AP (рис. 1C). Участки регистрации Si-зонда были расположены в линейном массиве со 100 мкм между участками регистрации, что позволяло одновременную регистрацию в коре головного мозга, а также в гиппокампе. Межпозвоночные спайки, наблюдаемые на всех каналах регистрации Si-зонда, наблюдались в течение 20 минут после инъекции, что указывает на то, что локальная инъекция 4AP привела к скоординированным патологическим событиям далеко за пределами места инъекции. За началом межприступных спайков обычно следовало усиление СКВ, продолжавшееся несколько секунд, а при больших дозах — начало эпилептического статуса (непрерывная СКВ продолжительностью более 1 часа). Ответ на инъекцию 4AP был одинаковым независимо от присутствия неактивированного имплантата μFIP, что указывает на то, что ни физическое присутствие имплантата, ни пассивная диффузия ГАМК из зонда не оказали значительного влияния на индукцию СКВ.

После проверки модели СКВ мы проверили терапевтическую способность электрофоретической доставки лекарств с помощью зонда μFIP для доставки ГАМК в место инъекции 4AP.Электрофизиологические записи с электродов ионного насоса наблюдались после инъекции 4AP, и ионный насос был включен сразу после первых патологических событий. Репрезентативные записи с места инъекции показывают резкий контраст между случаем отсутствия лечения μFIP (рис. 2A) и лечением μFIP, начатым сразу после первой SLE (рис. 2B). В случае вмешательства μFIP не наблюдалось никаких дополнительных SLE после начала доставки GABA (рис. 2B, зеленая стрелка), тогда как у мышей с дозировкой 4AP и без вмешательства μFIP развились дополнительные приступы продолжительностью более часа.

Рис. 2 Репрезентативные записи электрофизиологии гиппокампа.

( A ) Запись в отсутствие обработки μFIP с СКВ, начинающейся примерно через 30 мин после инъекции 4AP, с последующим эпилептическим статусом. ( B ) Запись случая, когда лечение μFIP было начато сразу после первой СКВ, при этом не было выявлено никаких дальнейших патологических событий после начала лечения. ( C ) Запись, в которой лечение μFIP было начато перед инъекцией 4AP, не показывающая патологических событий.Красная стрелка указывает на инъекцию 4AP. Сплошные зеленые стрелки указывают на начало обработки μFIP, а белые зеленые стрелки обозначают конец обработки μFIP. Острые пики с интервалами 100 с, следующие за зеленой стрелкой, являются артефактами обработки μFIP.

Какими бы многообещающими ни были эти результаты, лечение, которое могло бы предотвратить все патологические события, было бы предпочтительнее лечения, которое проводится только после того, как патологическая и потенциально опасная деятельность уже началась. Имея это в виду, способность предотвращать патологическую активность впоследствии была протестирована путем начала лечения μFIP (рис.2C, зеленая стрелка) перед инъекцией 4AP (фиг. 2C, красная стрелка). Ни интериктальных всплесков, ни судорог не наблюдалось, когда доставка ГАМК была инициирована до инъекции 4AP. На рисунке 3 представлена ​​частота патологических событий для контрольных экспериментов с инъекцией 4AP, но без доставки ГАМК ( n = 8), случай доставки ГАМК после инъекции 4AP ( n = 3) и случай доставки ГАМК до 4AP инъекция ( n = 4) (полный набор данных см. В таблице S1).Было обнаружено, что снижение патологической активности было значительным ( P <0,05) в случае доставки ГАМК до 4АР по сравнению с контрольными экспериментами. Это открытие открывает дверь для сочетания электрофоретической доставки лекарств с передовыми алгоритмами электрофизиологического анализа, которые показали многообещающие возможности для прогнозирования начала припадков ( 32 35 ), тем самым создавая замкнутую систему, которая могла бы предотвратить патологические события до их возникновения.

Инжир.3 Частота патологической активности, зарегистрированная для контрольных экспериментов только с 4AP, а также для случая доставки ГАМК после 4AP и случая GABA до 4AP.

Контрольные эксперименты с введением эквивалентной дозы Na + вместо ГАМК не оказали заметного влияния на активность, индуцированную 4AP (таблица S1), демонстрируя, что это не приложенный ток от ионного насоса, который модулирует электрофизиологическую активность, а скорее доставленные молекулы. Это иллюстрирует важность выбора подходящего интересующего препарата и эффективно исключает слабый токовый стимул (в среднем <35 нА), связанный с операцией μFIP в качестве основного терапевтического механизма.

Продолжительный эффект лечения μFIP исследовали путем введения второй инъекции 4AP через несколько минут после завершения начального периода доставки ГАМК. Как показано на фиг. 4, в отсутствие дополнительной доставки ГАМК вторая инъекция 4АР вызывала серию интенсивных СКВ. Это говорит о том, что, как и ожидалось, начальная доза ГАМК быстро метаболизировалась, что важно для предотвращения потенциальных побочных эффектов, которые в противном случае могут возникнуть при поддержании повышенных уровней ГАМК.

Фиг. 4 Типичная запись анестезированной мыши, получившей инъекцию 4AP в период доставки ГАМК (сплошная зеленая стрелка до открытой зеленой стрелки) с последующей второй дозой 4AP, введенной через несколько минут после прекращения лечения μFIP.

Графики времени / частоты для периодов до (вверху слева), во время (внизу слева) и после доставки ГАМК (внизу справа), а также во время события СКВ (вверху справа) показаны вместе с окнами записи для более коротких временных масштабов.Пунктирные линии указывают периоды времени, охватываемые каждым графиком времени / частоты и записи.

Эффект обработки μFIP был дополнительно исследован путем анализа записей в частотной области. На рисунке 4 показаны графики «время / частота» для периодов до, во время и после лечения μFIP, а также во время СКВ, вызванных второй дозой 4АР. Низкочастотная активность (от 1 до 5 Гц), характерная для физиологической активности у анестезированных мышей, наблюдалась в периоды до, во время и после операции μFIP, в то время как период СКВ характеризовался частотами до 40 Гц.Артефакты записи от операции μFIP проявлялись как периодическая низкочастотная активность (<1 Гц) на графике время / частота во время обработки μFIP. Сохранение физиологических ритмов, несмотря на доставку ГАМК, предполагает, что, хотя дозировка ГАМК была достаточной для остановки патологических событий, она оказала лишь незначительное влияние на физиологическую активность. Мы предполагаем, что это происходит из-за сильно локализованного дозирования относительно небольших количеств ГАМК (менее 1,5 нмоль за 50 мин).

В качестве окончательного анализа мы проверили локализацию трех имплантатов с помощью гистологии и оценили область воздействия зонда μFIP.Характерные следы зонда μFIP, шприца для инъекций 4AP и зонда глубины Si можно увидеть на гистологических срезах на рис. 5 (A, B и C, соответственно). Имплантаты были помечены перхлоратом 1,1′-диоктадецил-3,3,3 ‘, 3’-тетраметилиндокарбоцианина (DiI; показан красным) для визуализации следа (см. Материалы и методы). Гистология подтверждает размещение в гиппокампе, при этом выходы зонда μFIP расположены на расстоянии примерно 300 мкм от кончика шприца 4AP. Зону воздействия зонда μFIP оценивали по полусфере с центром на выходах ионного насоса с радиусом примерно 550 мкм, равным средней длине диффузии катионного нейромедиатора во внеклеточном пространстве через 1000 с (рис.5А, зеленый кружок) ( 23 , 24 ). Эта предполагаемая площадь простирается через гиппокамп и охватывает объем введенного раствора 4AP (рис. 5B, красный кружок). Мы отмечаем, однако, что это может недооценивать влияние внутренних механизмов поглощения ГАМК, которые могут уменьшить длину диффузии ( 23 , 36 , 37 ). Аналогичным образом следует ожидать, что область воздействия будет варьироваться в зависимости от интересующего лекарственного средства, при этом более мелкие молекулы, не являющиеся естественными для организма, вероятно, будут диффундировать дальше ( 23 ).

Рис. 5 Репрезентативная гистологическая оценка следов имплантата. Имплант

( A ) μFIP, ( B ) шприц 4AP и ( C ) многоканальный Si-электрод в гиппокампе. Имплантаты были помечены DiI и показаны красными линиями. Астроциты были помечены зеленым [глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP)], тогда как все клеточные ядра были окрашены синим [4 ‘, 6-диамидино-2-фенилиндол (DAPI)]. Основные области гиппокампа были помечены белым цветом [рога аммония 1 (СА1), рога аммония 3 (СА3) и зубчатой ​​извилины (DG)].Масштабная линейка 500 мкм.

ОБСУЖДЕНИЕ

Продемонстрировав здесь полезность лечения μFIP в исследовании острых состояний, мы отмечаем, что для обеспечения возможности хронического тестирования потребуются дальнейшие технологические разработки. С этой целью платформа μFIP может легко адаптировать уроки, извлеченные из разработки других медицинских имплантатов, в отношении инженерной долговременной биостабильности ( 38 , 39 ), снижая реакцию на инородное тело ( 40 , 41 ). и включающий срабатывание по замкнутому контуру ( 42 44 ).Что касается емкости резервуара для лекарственного средства, следует отметить, что имплантаты μFIP в этом исследовании не были подключены к жидкостному насосу во время лечения, и небольшое количество доставленного лекарственного средства, которое оказалось эффективным, составляет менее 1% от общей емкости лекарственного средства, загруженного в имплантаты. Это говорит о том, что хроническое лечение μFIP может потребовать лишь относительно нечастой перезагрузки резервуара с лекарством.

Забегая вперед, мы считаем, что устройства для электрофоретической доставки лекарств могут быть дополнительно адаптированы для наилучшего лечения эпилепсии и других неврологических расстройств.Хотя эпилепсия представляет собой особенно сложную проблему, поскольку она проявляется во многих формах, было обнаружено, что примерно у 60% пациентов есть одна точка фокусировки ( 45 ), и это пациенты, которые, скорее всего, сочтут обычные медикаментозные методы неадекватными ( 46 ). Таким образом, одиночный имплант μFIP в очаге припадка может оказаться жизнеспособным вариантом лечения для этих пациентов. С другой стороны, пациенты с нефокальной эпилепсией могут извлечь выгоду из использования нескольких имплантатов μFIP и / или одного имплантата с несколькими точками доставки лекарств.Помимо эпилепсии, мы предполагаем, что имплант μFIP может использоваться, например, для доставки дофамина для лечения болезни Паркинсона с возможностью использования интегрированных сайтов записи для оптимизации частоты дозирования. Точно так же имплант μFIP может доставлять химиотерапевтические агенты к неоперабельной опухоли головного мозга и / или к ткани, окружающей резецированную опухоль. Эти темы станут предметом будущих исследований.

Здесь мы представили нейронный зонд с возможностью электрофоретической доставки и регистрации лекарств.Доставка лекарств стала возможной благодаря встроенному μFIP, который может доставлять небольшие ионы, такие как нейротрансмиттеры, по запросу посредством электрофореза через ионообменную мембрану. Зонд μFIP продемонстрировал способность обнаруживать, останавливать и даже полностью предотвращать СКВ на модели животных путем своевременной доставки тормозных нейротрансмиттеров к источнику припадка. Хотя эта работа сосредоточена на лечении эпилепсии, мы ожидаем, что специализированная разработка платформы μFIP позволит использовать дополнительные приложения для электрофоретической доставки лекарств в нейронном интерфейсе и лечения неврологических расстройств.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Изготовление зонда μFIP

Зонды были изготовлены в соответствии со стандартными методами фотолитографии с использованием пластиковых фотомасок (Selba), выравнивателя контактов SUSS MJB4 и SCS Labcoater 2. Стеклянные стороны размером 50 × 76 мм были очищены и покрыт париленом-С толщиной 2 мкм. Затем базовый слой формировали селективным ультрафиолетовым (УФ) воздействием (201 мДж / см 2 ) и проявлением пленки SU8 с центрифугированием толщиной 10 мкм (серия SU-8 2000, MicroChem).Процесс снятия фоторезиста с использованием Oscar 5001 (ортогональный) был использован для создания рисунка золотых межсоединений (2 нм Cr, 150 нм Au), нанесенного термическим напылением. После отрыва Au подложки активировали плазмой 100-W O 2 (Oxford RIE 80 plus) в течение 1 мин и покрывали центрифугированием слоем SU8 толщиной 40 мкм. Селективное УФ-облучение и развитие слоя SU8 формировали стенки микрофлюидного канала. Подложки промывали ацетоном и деионизированной (DI) водой, а затем активировали в течение 15 с плазмой 30-WO 2 перед заполнением жидкостного канала 2 мкл хлорида 1-бутил-3-метилимидазолия (Alfa Aesar), растворенного в DI. вода (680 мг / мл).Примерно 4 мкм парилена-С было нанесено на подложки, тем самым инкапсулируя ионную жидкость внутри жидкостного канала. Впоследствии на AZ9260 было нанесено покрытие центрифугированием, экспонирование и проявление с использованием MF-26A с последующим реактивным ионным травлением для открытия контура зонда, отверстий электродов, отверстий для гидравлических соединений и выходов ионных насосов. Остаточный фоторезист смывали ацетоном и изопропиловым спиртом, а затем на впускные / выпускные отверстия для текучей среды наносили резиновые адгезивные жидкие соединители перед удалением зондов со стеклянных подложек, покрытых париленом, с помощью лезвия бритвы.Верхняя часть отдельно стоящих зондов была приклеена к подложкам из каптона (500HN, толщина 127 мкм) для дополнительной структурной поддержки (не включая имплантируемый стержень). После 1 мин плазменной активации 100-WO 2 первые 0,5 мм наконечников зонда были погружены в водную дисперсию PEDOT: PSS (PH 1000 от HC Stark), содержащую 5 об.% (Об.%) Этилена. гликоль, 0,1 об.% додецилбензолсульфоновой кислоты и 1 мас.% 3-глицидоксипропилтриметоксисилана. Затем устройства помещали в печь при 120 ° C на 1 час.После охлаждения до комнатной температуры микрожидкостные каналы промывали деионизированной водой со скоростью 5 мкл / мин в течение 30 мин. Затем PEDOT: PSS, закрывающий выходы ионного насоса, был выборочно подвергнут воздействию 10% раствора гипохлорита натрия (Sigma-Aldrich) путем промывки жидкостного канала раствором со скоростью 2 мкл / мин в течение 30 с, затем 45 мин. проточной деионизированной воды.

Характеристика зонда μFIP

Зонды

μFIP были охарактеризованы путем загрузки микрожидкостного канала водным раствором, содержащим интересующее лекарство (например, 0.05 M ГАМК в деионизированной воде), а затем поместите стержни зонда в раствор ACSF, содержащий винт с головкой, покрытый PEDOT: PSS, эквивалентный тому, который использовался для измерений in vivo. Блок измерения источника Keithley 2612A с настроенным программным обеспечением LabVIEW использовался для подачи напряжения между электродом источника и винтом с головкой мишени и измерения результирующего тока.

Количественное определение ГАМК в целевом электролите

Микрожидкостный канал был заполнен исходным раствором ГАМК (0.05 M в деионизированной воде), а стержень зонда помещали в 500 мкл раствора ACSF с помощью винта с головкой, покрытого PEDOT: PSS. Между электродами источника и мишени подавались импульсы в один вольт (100 с, 1 с выключено), при этом измерялся ток. Затем собирали целевой раствор и измеряли концентрацию ГАМК с использованием набора для иммуноферментного анализа (ИФА) ГАМК (ImmuSmol) в соответствии с инструкциями производителя. Для диффузионных измерений мы сначала убедились, что ионный мост уже заполнен ионами, запустив устройства при 1 В в течение 100 с.Затем мы изменили целевой раствор и начали измерения диффузии. Точки времени диффузии менее 20 минут были оценены на основе линейной экстраполяции к нулевому времени. Точки данных как активной накачки, так и диффузии представляют собой среднее значение по крайней мере трех образцов.

Модель приступа 4AP

Блокатор каналов K + с регулируемым напряжением вводили локально с помощью программируемого автоматического насоса в пирамидный слой гиппокампа CA1, чтобы вызвать локальный эпилептический припадок.Одну инъекцию 250 нл 25 или 50 мМ 4AP, растворенного в ACSF, вводили в левое полушарие гиппокампа мыши. Активность нейронов регистрировали за 1 час до инъекции 4AP для контроля. В каждом эксперименте нейронная активность регистрировалась в течение минимум 2 часов после введения лекарства.

Хирургия и регистрация

В экспериментах использовали семнадцать взрослых мышей-самцов OF1 . Мышей вовлекали в 12-часовой / 12-часовой цикл свет / темнота с пищей и водой, доступными ad libitum.Все экспериментальные процедуры были выполнены в соответствии с этическими принципами Института нейробиологии систем и одобрены местными комитетами по этике и ветеринарными службами. Операции и эксперименты проводились под анестезией кетамином / ксилазином (кетамин, 100 мг / кг; ксилазин, 10 мг / кг массы тела). Мышей фиксировали в стереотаксической рамке для мышей (Kopf Instruments). После подкожной инъекции местного обезболивающего ропивакаина была произведена трепанация черепа из брегмы (переднезадняя, ​​1.0 мм; медиолатеральный 1,2 мм; дорсовентрально, на расстоянии 2,8 мм от поверхности). Череп вскрыли; удалена твердая мозговая оболочка; и силиконовый зонд (NeuroNexus), зонд μFIP и шприц Гамильтона для инъекции 4AP с капилляром из боросиликатного стекла (внутренний диаметр 0,86 мм; внешний диаметр 1,5 мм) опускали в гиппокамп. Капилляр вытягивали съемником для пипеток (P-1000, Sutter Instrument). Кончик капилляра составлял от 50 до 100 мкм. Записи производились на 64-канальный усилитель Neuralynx.

Анализ записи электрофизиологии

Для обнаружения патологических спайков потенциал локального поля гиппокампа из пирамидного слоя CA1 подвергался понижающей дискретизации и полосовой фильтрации.Пирамидный слой СА1 был выбран на основании локализации следов на гистологических изображениях. Спайковые события были идентифицированы, когда огибающая была как минимум на 3 SD выше базовой линии полуавтоматическим методом, идентифицирующим межприступные спайки и эпилептическую спайковую активность ( 47 ). Частоту патологического всплеска активности рассчитывали через 2 часа после введения лекарства.

Гистология и иммуноцитохимия

Животным проводили транскардиальную перфузию сначала физиологическим раствором, а затем 150 мл фиксирующего раствора, содержащего 4% параформальдегида в растворе 0.1 М фосфатный буфер (ФБ). Блоки ткани разрезали на вибратоме (Leica VT1200S, Leica Microsystems) на коронковые срезы 40 мкм. После обширных промывок в PB использовали окрашивание GFAP [Моноклональные антитела GFAP (GA5), Alexa Fluor 488, Thermo Fisher]. Электроды, шприцы и ионные насосы (иногда) покрывались DiI (NeuroTrace DiI, Thermo Fisher) для визуализации следов. Срезы помещали на предметные стекла SuperFrost и покрывали монтажной средой, содержащей DAPI (VECTASHIELD Antifade Mounting Medium с DAPI, Vector Laboratories).Конфокальные изображения получали с помощью конфокального микроскопа Zeiss LSM 510 с использованием объектива 10 × или 20 × с функцией разбиения стека z программного обеспечения (ZEN).

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Дополнительные материалы к этой статье доступны по адресу http://advances.sciencemag.org/cgi/content/full/4/8/eaau1291/DC1

Рис. S1. Обзор основных этапов изготовления и материалов, используемых для изготовления зондов μFIP.

Рис. S2. Изображение с малым увеличением корональных отделов головного мозга, содержащих три устройства.

Таблица S1. Частота патологической активности в экспериментах in vivo.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе, при условии, что конечное использование составляет , а не для коммерческой выгоды и при условии, что оригинальная работа правильно процитирована.

Благодарности: Мы благодарим И. Угуза, С. Инала, В. Курто, М. Донахью, М.Ферро и З. Маглоцки за плодотворные обсуждения. Финансирование: A.K. был спонсирован внутриевропейским сообществом Марии Кюри по развитию карьеры (№ 625372). C.M.P. выражает признательность за финансирование из гранта Международного стипендиата Уитакера, администрируемого Институтом международного образования. A.W. принимает к сведению финансирование от Европейского исследовательского совета в рамках программы исследований и инноваций Horizon 2020 Европейского союза (соглашение о гранте № 716867) и от инициативы Excellence Initiative Университета Экс-Марсель (A * MIDEX), французской программы Investissements d’Avenir.C.B. благодарит за финансирование проекта A * MIDEX MIDOE (A_M-AAP-ID-13-24-130531-16.31-BERNARD-HLS). Вклад авторов: G.G.M., A.W., C.M.P. и C.B. разработали проект. C.M.P. спроектировал и изготовил устройства μFIP. A.W., C.M.P., A.S., A.G. и C.B. разработали и провели эксперименты in vivo. В ВИДЕ. и A.G. проводили операции на животных. В ВИДЕ. и А.К. выполнен гистологический анализ. В ВИДЕ. и А. проанализировали записи электрофизиологии. Ида. и А.-М.П. провели анализ набора ELISA.C.M.P. подготовил рукопись при участии всех авторов. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в документе и / или дополнительных материалах. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.

  • Copyright © 2018 Авторы, некоторые права защищены; эксклюзивный лицензиат Американской ассоциации содействия развитию науки.Нет претензий к оригинальным работам правительства США. Распространяется по некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY-NC).

Процедуры лекарственного электрофореза санаторий Усть-Качка, Россия

Процедуры лекарственного электрофореза санаторий Усть-Качка, Россия

Лекарственный электрофорез — метод комбинированного воздействия на организм постоянного тока и вводимых с ним лекарственных веществ.Процедура проводится, когда пациент лежит или сидит. Электроды с гидрофильной прокладкой и фильтровальной бумагой, покрытой лекарственным веществом, накладывают на место воздействия и фиксируют. Больной ощущает легкое покалывание. Продолжительность процедуры 10-40 минут.

С помощью постоянного тока можно вводить мелкие и крупные частицы лекарства, несущие электрический заряд. Заряженные частицы отталкиваются электродом и проникают глубоко в кожу. Лекарственные вещества, попадающие из кожи в кровь и лимфу, циркулируют по организму и поражают ткани, наиболее чувствительные к ним.Электрофорез оказывает противовоспалительное, болеутоляющее, сосудорасширяющее, спазмолитическое, седативное и секреторное терапевтическое действие, а также специфические фармакологические эффекты вводимого препарата.

Показания к применению

Процедура подходит для любых показаний к применению указанного лекарственного вещества и постоянного тока.

Противопоказания

Лекарственный электрофорез противопоказан пациентам с индивидуальной непереносимостью лекарств и самого электрического тока.

врач эндокринолог, доктор медицинских наук
Зебраныч Любовь Аркадьевна

Капиллярный электрофорез для анализа лекарств

Аннотация

Капиллярный электрофорез (КЭ) — это метод разделения с высоким разрешением, применимый к широкому спектру растворенных веществ, включая соединения, которые являются термически разлагаемыми, нелетучими и высокополярными, и поэтому хорошо подходят для анализа лекарственных средств.Методы, которые использовались в нашей лаборатории, включают электрокинетическую хроматографию (ECC), электрофорез в свободных зонах (CZE) и капиллярную электрохроматографию (CEC). ECC, в котором используется заряженная буферная добавка для прогона, которая мигрирует против осмотического потока, отлично подходит для многих приложений, включая скрининг на наркотики и анализ образцов героина, кокаина и метамфетамина. Подходы ECC включают использование мицелл и заряженных циклодекстринов, которые позволяют разделять сложные смеси.Возможно одновременное разделение кислотных, нейтральных и основных растворенных веществ и разделение оптических изомеров и позиционных изомеров. CZE использовался для анализа малых ионов (катионов и анионов) в героиновых экспонатах. Для экспериментов ECC и CZE, проведенных в нашей лаборатории, использовались капилляры без покрытия. Напротив, CEC использует капилляры, заполненные стационарными фазами для высокоэффективной жидкостной хроматографии, и предлагает как высокую емкость пиков, так и уникальную селективность. Приложения включают анализ каннабиноидов и скрининг наркотиков.Хотя КЭ страдает ограниченной чувствительностью к концентрации, он по-прежнему применим для анализа следов образцов лекарств, особенно при использовании таких методов инъекции, как укладка, или схем обнаружения, таких как индуцированная лазером флуоресценция и УФ-излучение с увеличенной длиной оптического пути.

© (1999) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE). Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Высокопроизводительный и всесторонний надзор за лекарствами с использованием многосегментной инъекции, капиллярного электрофореза и масс-спектрометрии

Здесь мы описываем высокопроизводительный метод комплексного надзора за наркотиками, который позволяет улучшить разрешение и обнаружение больших панелей злоупотребляющих наркотиков и их метаболитов с контролем качества, основанным на многосегментной инъекционной капиллярной электрофорезе-масс-спектрометрии.

Текущие стратегии скрининга на наркотики в моче являются дорогостоящими для рутинного анализа постоянно увеличивающихся групп злоупотребляющих наркотиками, необходимых для тестирования на рабочем месте, а также для приложений терапевтического мониторинга лекарств.Кроме того, методы, основанные на анализе аминогруппы, склонны к смещению и в конечном итоге ограничиваются целевым анализом известных панелей лекарственных средств. Основное преимущество нашего метода, получившего название MSI-CE-MS, заключается в том, что он позволяет проводить быстрый скрининг неограниченного количества панелей лекарств и их метаболитов с высокой точностью и минимальной обработкой образцов.

Существует острая потребность в высокопроизводительном и доступном методе скрининга для улучшения результатов лечения пациентов за счет подтверждения приверженности и оптимизации режимов дозирования лекарств при одновременном выявлении незаконного употребления наркотиков.Эта платформа мультиплексного разделения может быть применена к множеству других областей исследований, связанных с целевым или нецелевым профилированием метаболитов в сложных биологических образцах. Начните с размораживания обезличенных образцов утренней мочи, взятых у пациентов с известным анамнезом рецептурных препаратов, для хранения на льду при температуре минус 80 градусов Цельсия и встряхивания размороженных образцов в течение 30 секунд.

Затем осаждают образцы центрифугированием и объединяют три аликвоты по 10 микролитров каждого образца с 10 микролитрами дейтерированных внутренних стандартов, пять микролитров раствора 4-фтор-L-фенилаланина и 3-хлор-L-тирозина и 25 микролитров раствора. деионизированная вода.Затем центрифугируйте смеси в течение одной минуты и перенесите 20 микролитров каждого образца в отдельные полипропиленовые флаконы. Чтобы установить параметры кондиционирования капилляров из плавленого кварца без покрытия, вырежьте из катушки капилляр длиной 135 сантиметров, внутренним диаметром 50 микрометров и внешним диаметром 360 микрометров.

Используйте устройство для изготовления окон для капилляров, чтобы удалить около 7 миллиметров полиамидного покрытия с обоих концов каждого капилляра. Затем установите впускные отверстия капилляров в капиллярный электрофорез или картридж CE, закручивая каждый капилляр на два поворота на 360 градусов, следя за тем, чтобы выпускные отверстия капилляров выступали из иглы распылителя CE примерно на два миллиметра.Когда все капилляры будут установлены, осторожно загрузите картридж CE в систему CE и храните распылитель CE вне источника ионов.

Поместите жидкостную хроматографию или жидкостный распылитель в ионный источник и выберите промывку в программном обеспечении системы, чтобы настроить кондиционирование капилляров. Установите продолжительность промывки метанолом, одномолярным гидроксидом натрия, деионизированной водой и фоновым электролитом на 30 минут на промывку и переведите изократический насос в режим ожидания на период кондиционирования капилляров.После последней промывки очистите масс-спектрометр для капиллярного электрофореза или распылитель CE-MS и электрод CE с помощью салфеток, пропитанных метанолом.

Очистите интерфейс CE-MS водным раствором изопропанола один к одному, чтобы удалить любые остаточные солевые отложения. Замените распылитель LC на очищенный распылитель CE-MS и новый кондиционированный капилляр на границе раздела жидкости коаксиальной оболочки. Затем включите изократический насос и подайте напряжение 30 киловольт на 15 минут, чтобы обеспечить стабильный профиль тока CE до анализа мочи.

В системном программном обеспечении выберите предварительную подготовку, установите промывку на 600 секунд и укажите положение файла фонового электролита. Установите впрыск для гидродинамического впрыска образцов при 100 миллибар в течение пяти секунд и электрокинетического впрыска прокладок фонового электролита при 30 киловольт в течение 75 секунд. Установите подаваемое напряжение на 30 киловольт, температуру картриджа на 25 градусов Цельсия и общее время работы на 40 минут.

Затем, используя расписание, примените градиент давления два миллибара в минуту от нуля до 40 минут во время разделения.Когда сбор образца завершен, промойте капилляр при давлении 50 миллибар фоновыми электролитами в течение ночи, пока капилляр находится в распылителе CE в источнике ионов. Настройте обнаружение положительных ионов TOF-MS для охвата отношения массы к заряду от 50 до 1, 700, со скоростью сбора данных 500 миллисекунд на спектр, и убедитесь, что и профиль, и данные центроида хранятся в файле D формат.

Задайте условия ионизации электрораспылением: капиллярные и сопла с напряжением 2000 вольт каждое, распылительный газ — 10 фунтов на квадратный дюйм, а подачу сушильного газа — восемь литров в минуту при 300 градусах Цельсия с потоком газа в оболочке, равным 3.5 литров в минуту при 195 градусах Цельсия во время съемки. Затем установите параметры напряжения МС для радиочастоты фрагментера, скиммера и октаполя-1 на 120, 65 и 750 вольт, соответственно, и установите параметры управления прибором и сбора данных в соответствии с планом эксперимента. Для анализа данных откройте многосегментные данные CE-MS в системном программном обеспечении.

В разделе хроматограммы установите данные экстракции, а также форматы хроматограмм и масс-спектральных данных в режим профиля.В разделе сглаживания выберите квадратный кубик Савицкого-Голея и установите ширину функции на 15 точек. Затем нажмите «Интегрировать MS» и установите для интегратора гибкую настройку.

В фильтрах пиков установите максимальное количество пиков равным 11. В области просмотра щелкните список пиков интеграции и выберите номер пика, время удерживания, площадь пика, высоту пика и отношение сигнал / шум. Затем сохраните параметры под уникальным именем метода и примените метод к процессу для интерпретации каждого набора данных.

В этом репрезентативном анализе различных изобарических изомерных наркотиков, злоупотребляющих наркотиками, и их метаболитов было обнаружено 30 разрешенных пиков из 10 независимых образцов лекарственной смеси без переноса образцов.Два других изобарических опиоида могут быть полностью разделены как 20 различных пиков с полным сбором данных сканирования. Точно так же два позиционных изомера амфетамина были полностью разделены в этом многосегментном анализе CE-MS, чтобы отличить незаконное злоупотребление метамфетамином от потенциального злоупотребления фентермином, прописанным стимулятором, который используется в качестве подавителя аппетита для похудания.

В этом репрезентативном скрининговом анализе наркотиков положительный результат скринингового теста на метадон был выведен путем обнаружения большого пика сигнала, мигрирующего вместе с пиком метадона-d3 с небольшой ошибкой по массе.Никаких других сигналов не было обнаружено ни в каких других образцах мочи в течение того же цикла, и обнаруженная концентрация метадона превысила рекомендуемый предел отсечения в 13 раз по сравнению с измеренным соотношением ионного отклика в образце и скорректирована четырехкратным коэффициентом разведения мочи, что подтверждает приверженность пациентов лечению. на поддерживающую терапию метадоном. Здесь конфигурация последовательной инъекции в многосегментном КЭ-МС, включающем пять различных калибровочных препаратов, была проанализирована в двух экземплярах в рамках одного цикла вместе с холостой синтетической мочой.

Метаболиты лекарственного средства были обнаружены как их потенцированные молекулярные ионы, превышающие их пороговые значения для скрининга. После этой процедуры большое количество полярных и ионных метаболитов в моче также может быть проанализировано с помощью MSI CMS в поддержку основанных на открытиях исследований метаболизма. Кроме того, может быть обеспечен всесторонний надзор за широким спектром экзогенных лекарств и их метаболитов, в том числе за лекарствами, которые не назначаются по рецепту, и за запрещенными наркотиками, склонными к злоупотреблению.

Этот оптимизированный метод также можно использовать для регулярного скрининга других наркотиков, вызывающих злоупотребление.Это могут быть метаболиты каннабиса или алкоголя, и наш метод также позволяет различать синтетический или поддельный матрикс мочи и естественный, настоящий, достоверно сданный образец мочи. Не забывайте всегда соблюдать осторожность при работе с биологическими жидкостями.

Электрофорез гемоглобина: цель, процедура, риски, результаты

Электрофорез гемоглобина — это анализ крови, который измеряет различные типы белка, называемого гемоглобином, в ваших эритроцитах. Иногда это называют «оценкой гемоглобина» или «серповидно-клеточным скринингом».”

Новорожденные автоматически проходят этот тест, потому что это закон. Есть ряд причин, по которым вы можете получить его во взрослом возрасте:

  • У вас есть симптомы заболевания крови.
  • Вы подвержены высокому риску заболевания крови из-за вашей расы.
  • У вашего ребенка заболевание крови.
  • Другой ваш анализ крови показал ненормальный результат.
  • У вас серповидноклеточная анемия, и вам сделали переливание крови. В этом случае анализ покажет врачам, достаточно ли у вас нормального гемоглобина из новой крови.

Вам не нужно делать ничего особенного, чтобы подготовиться к этому тесту. Но вы должны сообщить своему врачу, если вам делали переливание крови в течение последних 12 недель. В таком случае тест может дать ложный результат.

Тест предполагает взятие крови иглой. Риски низкие и могут включать:

  • Кровотечение
  • Обморок или головокружение
  • Скопление крови под кожей (гематома)
  • Инфекция

В лаборатории техник нанесет кровь на специальную бумагу и заполни его электричеством.Гемоглобины перемещаются и образуют линии на бумаге, которые показывают, сколько у вас каждого типа.

Что нужно для электрофореза гемоглобина?

Этот тест может помочь вашему врачу определить, есть ли у вас заболевание крови и какой это тип заболевания. Обычно это делается вместе с другими анализами крови.

Ваш врач может сказать вам, что он назначил этот тест для выявления гемоглобинопатии. Это универсальное слово, обозначающее аномальный гемоглобин. Нормальный гемоглобин переносит кислород и высвобождает его, чтобы ваши мышцы и органы могли его использовать.Аномальный гемоглобин несет меньше кислорода. Эти клетки крови также имеют более короткую продолжительность жизни, чем нормальный гемоглобин. Это может привести к так называемой гемолитической анемии. Вот где ваши эритроциты умирают раньше, чем должны.

Аномальный гемоглобин также может быть признаком других состояний, например:

  • Серповидноклеточная анемия. Обычно ваши кровяные тельца плоские, круглые и немного тоньше в центре. Они выглядят как круглый кусок теста, который вы раздавили посередине между большим и указательным пальцами.Они гибкие и могут проходить через крошечные кровеносные сосуды. При серповидно-клеточной анемии они имеют форму серпа или четверти луны. Они жесткие и могут застревать в мелких кровеносных сосудах, так что кровь не может пройти. Это может вызвать сильную боль, когда ваши органы и мышцы не получают необходимого им кислорода. Афроамериканцы имеют более высокий риск серповидно-клеточной анемии, чем люди других рас.
  • Болезнь гемоглобина С. Это может вызвать легкую анемию и увеличить селезенку.Но в большинстве случаев это не вызывает особых проблем, если только у вас нет других видов аномальных гемоглобинов. Афроамериканцы имеют более высокий риск заболевания гемоглобином С.
  • Талассемия. Существует более одного типа этого расстройства. Если он у вас есть, ваше тело не вырабатывает достаточно красных кровяных телец или внутри них недостаточно гемоглобина. В зависимости от того, какой вид гемоглобина поражен, талассемия может вызвать анемию легкой, средней или тяжелой степени. Эти расстройства передаются от родителей к детям через гены.Люди итальянского, греческого, ближневосточного, южноазиатского и африканского происхождения чаще болеют талассемией.

Помехи при электрофорезе белков | AACC.org

Слайды

Загрузить слайды (pdf)

Выписка

Скачать стенограмму (pdf)

Слайд 1:

Здравствуйте, меня зовут Ану Махарджан. Я научный сотрудник по клинической химии / иммунологии в Университете штата Юта в Солт-Лейк-Сити. Добро пожаловать в эту жемчужину лабораторной медицины на тему «Вмешательства в электрофорез белков»

Слайд 2:

Во время этого выступления я рассмотрю различные форматы электрофореза белков, потенциальные источники помех и подходы к предотвращению или устранению таких помех.К концу жемчуга человек должен быть в состоянии идентифицировать различные методы электрофореза, используемые клиническими лабораториями, дифференцировать различные аналитические помехи при электрофорезе белков и обобщать подходы к минимизации влияния этих источников помех на результаты электрофореза белков.

Слайд 3:

Гель-электрофорез — один из наиболее распространенных методов электрофореза, выполняемый путем нанесения образца на гелевый носитель и разделения белка с помощью комбинации буфера и электрического поля, которое вызывает поток ионов между узлами.Гель-электрофорез состоит из поддерживающей среды, такой как агароза, ацетат целлюлозы или полиакриламидные гели с различными размерами пор. Гель агарозы — обычная вспомогательная среда, используемая в клинических лабораториях. Электрофорез часто проводят в буфере с pH 8,6, в результате чего большинство белков имеют общий отрицательный заряд. Обнаружение белков осуществляется путем визуализации с помощью красителей. Примеры красок, используемых для визуализации, включают бриллиантовый синий кумасси и амидо-черный. После окрашивания геля видимые полосы можно количественно определить с помощью денситометрии.

Слайд 4:

Капиллярный электрофорез — это метод разделения, при котором электрофорез выполняется в капиллярной трубке с приложением высокого напряжения. CE состоит из источника питания высокого напряжения, системы ввода пробы, капиллярной трубки, детектора и устройства вывода. Капиллярные трубки обычно состоят из плавленого кварца с внутренним диаметром всего 20-100 мкм. Плавленый кварц содержит силанольные группы, которые ионизируются в щелочном буфере, создавая двойной электрический слой, создающий поток буфера к катоду.Этот электроосмотический поток заставляет большинство белков двигаться в одном направлении, независимо от их заряда. Белки перемещаются от анода к катоду и обычно обнаруживаются УФ-светом с длиной волны 200 нм, а также электрохимическими методами, методами флуоресценции, проводимости или масс-спектрометрии. КЭ популярен в клинических лабораториях из-за высокой пропускной способности и использования небольшого объема образца.

Слайд 5:

Белковый электрофорез разделяет белковые структуры на альбумин или глобулины.Глобулины состоят из α-1, α-2, β и γ. Альбумин — самый распространенный белок сыворотки крови человека. Область α- 1 содержит α1-антитрипсин, кислый гликопротеин α-1, α1-антихимотрипсин и липопротеин. Область α-2 состоит из α2-макроглобулина, гаптоглобина и церулоплазмина. Область β можно разделить на β-1 или β-2. β-1 состоит из трансферрина, β-липопротеина и C4, а β-2 состоит из C3 и фибриногена. γ-область содержит иммуноглобулины и С-реактивный белок. Иммуноглобулин А (IgA) также может мигрировать в β-область.

Слайд 6:

Иммунофиксация обычно применяется при обнаружении аномального белка, известного как М-спайк, с помощью гель-электрофореза или капиллярного электрофореза. Иммунофиксационный электрофорез характеризует аномальные полосы путем нанесения специфической антисыворотки на каждую дорожку электрофоретического геля. Затем иммунный комплекс исследуют путем окрашивания. Вот примеры иммунофиксации, выполненной на 3 разных образцах. Первое изображение показывает нормальный IFE, второе изображение показывает моноклональное антитело IgG κ, а третье изображение показывает моноклональное антитело IgM κ.IFE используется для диагностики и мониторинга различных дискразий плазматических клеток, таких как множественная миелома и макроглобулинемия Вальденстрема. IFE более чувствителен с аналитической точки зрения, но количественное определение M-белков с помощью IFE невозможно. IFE также используется в тех случаях, когда электрофорез сывороточного белка не может количественно определить небольшие отклонения, как это может происходить с бета-мигрирующими M-белками или небольшими свободными легкими цепями.

Слайд 7:

Одним из наиболее часто встречающихся помех в клинических лабораториях является гемолиз, и это вмешательство может повлиять на электрофорез.Гемолиз высвобождает гемоглобин и другое цитоплазматическое содержимое красных кровяных телец. In vivo причины гемолиза включают микробиологические агенты, преэклампсию, гемолитическую анемию и серповидно-клеточную анемию. Причины In vitro включают использование игл с маленьким отверстием, которые разрывают эритроциты, чрезмерный вакуум или всасывание во время сбора образца или длительное хранение образца. Гемолиз приводит к тому, что комплексы гемоглобин и гемоглобин-гаптоглобин проявляются в виде дискретных полос в областях α2 и β.Эти полосы могут быть ошибочно приняты за моноклональные белки при интерпретации результатов электрофореза белков. Гель, показанный на рисунке справа, показывает гемоглобин, который проявляется в виде повышенного содержания белка в β-области. Визуальный осмотр образца может подтвердить наличие гемолиза. При гемолизе, который не виден глазом, можно использовать IFE, чтобы исключить присутствие моноклонального белка. Правильное обучение методам взятия крови поможет свести к минимуму такое вмешательство. Кроме того, осведомленность об этом явлении и указание на потенциальное вмешательство из-за гемолиза в отчете может быть полезно для клиницистов.

Слайд 8:

Фибриноген — это нормальный гликопротеин плазмы, который при расщеплении тромбином до фибрина образует фибриновый сгусток для заживления ран. В образцах, которые не свертываются должным образом, особенно у пациентов, получающих терапию против свертывания, может присутствовать фибриноген. Фибриноген будет мешать электрофорезу белков, если на анализ будет отправлен образец неправильного типа. Фибриноген будет мигрировать в область β / γ и может быть ошибочно интерпретирован как моноклональный иммуноглобулин. Один из способов исключить влияние фибриногена — провести иммунофиксацию.На рисунке электрофорез показывает пик в области β, который при отражении от IFE не показывает моноклональной полосы. Поскольку IFE использует специфические антисыворотки против иммуноглобулинов, IFE не подтвердит присутствие моноклонального белка, если аномальная полоса была вызвана фибриногеном. Решения по вмешательству фибриногена также включают обработку образца тромбином или осаждение этанолом для удаления фибриногена; однако клинические лаборатории обычно не применяют эти методы лечения.

Вы также можете использовать тест-полоски, такие как Quantofix EDTA, для идентификации образцов с EDTA, когда есть подозрения на предоставленный образец.Обеспечение надлежащего обучения относительно требований к образцу поможет свести к минимуму такое вмешательство.

Слайд 9:

Еще одна экзогенная интерференция, встречающаяся при электрофорезе белков, специфически влияющая на CE, — это образцы, содержащие контрастные красители. Как уже упоминалось, обнаружение белков в CE часто основано на УФ-обнаружении при 200 нм. Рентгеноконтрастные агенты, используемые при визуализации, поглощают на той же длине волны и выглядят как моноклональная полоса. Многие из этих контрастных агентов влияют на фракцию α2-глобулина или, реже, на фракцию β2-глобулина.На этих рисунках, показывающих результаты КЭ, присутствуют 3 различных контрастных красителя, урографин, телебрикс и омнипак, которые показывают повышенную область α-2. В другом исследовании рентгеноконтрастные агенты в концентрации от 11 мкл до 1 мл сыворотки, что является ожидаемой концентрацией после болюсной инъекции для рентгенологического исследования, т.е. 7,5 г / л, привели к появлению аномального пика в CE. Забор крови не должен предшествовать в течение 2-6 дней после введения пациентом контрастного вещества. Поскольку интерференция контрастного вещества происходит из-за УФ-обнаружения, интерференция не возникает при использовании других методов, таких как гель-электрофорез или иммунофиксация.

Слайд 10:

Антибиотики также вызывают помехи в CE из-за поглощения на длине волны УФ-излучения и проявляются в виде моноклональной полосы в областях α или β. Вот пример применения антибиотика пиперациллин-тазобактама, который вызвал небольшой пик в анодном участке β-глобулина. На рисунке слева нет этого пика, поскольку образец был собран до введения пиперациллин-тазобактама. Другие антибиотики, влияющие на ХЭ, включают цефтриаксон, 5-флуроцистозин и сульфаметоксазол.Чтобы исключить влияние антибиотиков, можно использовать иммунофиксацию. Помехи можно уменьшить, взяв образец для электрофореза, когда антибиотик находится в минимальных концентрациях.

Слайд 11:

Что касается интерференции, которую я описал до сих пор, IFE может отличить истинный моноклональный белок от интерференции. Однако это становится более трудным, когда вмешательство влияет на IFE, что чаще наблюдается при терапии моноклональными антителами.

Терапия с использованием моноклональных антител, таких как даратумумаб и элотузумумаб (одобренные FDA препараты), используются для лечения рецидивирующей или рефрактерной множественной миеломы.

Исатуксимаб — это новое моноклональное антитело, которое находится на рассмотрении для лечения множественной миеломы. Все эти моноклональные антитела являются антителами IgG κ; следовательно, инфузия в высоких концентрациях будет имитировать κ M-белок IgG.

Слайд 12:

Цифры IFE здесь показывают появление моноклонального IgG κ IFE в образце сыворотки здорового донора, в который добавлены различные моноклональные антитела. Вмешательство в электрофорез белков и IFE может сохраняться в течение нескольких недель после лечения.Ошибочно истолкованные результаты могут привести к ненужному дополнительному исследованию или неправильной классификации заболевания.

Слайд 13:

Существуют ограниченные возможности для подтверждения и уменьшения помех, вызванных моноклональными антителами. Из-за большого количества пациентов с множественной миеломой, получающих даратумумаб, существует специфический для даратумумаба иммунофиксационный анализ, известный как DIRA, для подтверждения и преодоления этого вмешательства.

В анализе DIRA используется даратумумаб-специфическое антитело для образования комплекса, который вызывает сдвиг в миграции даратумумаба на гель IFE.

Показанный рисунок демонстрирует анализ. Две полосы фиксации общего белка сыворотки для исходного уровня и после лечения пациента с dara показаны на дорожках 1 и 2. В анализе также используются контроли миграции даратумумаба и комплекса даратумумаб: анти-даратумумаб, обозначенные на дорожках 3 и 4. Синяя стрелка показывает расположение контроля даратумумаба, а оранжевая стрелка показывает сдвиг, который происходит, когда даратумумаб образует комплекс со специфическим антителом к ​​даратумумабу.

Антисыворотки, используемые для анализа IFE, специфичны только для IgG и κ.Базовые образцы сыворотки с или без антидартумумаба анализируются рядом с образцами сыворотки, собранными после последующей обработки даратумумабом. Красные стрелки на дорожках 7 и 11 указывают на предполагаемое вмешательство даратумумаба, обнаруженное после лечения. Дорожки 8 и 12 положительны для

.

даратумумаб: комплекс анти-даратумумаба, но отрицательный для предполагаемой полосы, что указывает на то, что образец является отрицательным по DIRA, что означает отсутствие моноклонального белка. Если бы был остаточный эндогенный белок М IgG κ, вторая полоса осталась бы в этой предполагаемой области.Это будет соответствовать положительному тесту DIRA, указывающему на присутствие моноклонального белка. DIRA ограничен тем, что анализ предназначен только для различения даратумумаба, а не других терапевтических препаратов с моноклональными антителами.

Слайд 14:

Альтернативой тесту DIRA является масс-спектрометрия MALDI-TOF, также известная как MASS-FIX. Основываясь на массе даратумумаба, этот метод позволяет отличить даратумумаб от эндогенного М-белка пациента. Однако этот метод по-прежнему подвержен ложноотрицательным результатам примерно для 16% образцов пациентов, как показано в исследовании Мура и др. В 2019 году.Поэтому MASS-FIX не может различить все сэмплы из-за плохого разрешения линейного прибора MALDI-TOF.

Существует еще один развивающийся метод масс-спектрометрии, называемый miRAMM — быстрое и точное измерение массы с использованием моноклональных иммуноглобулинов. miRAMM отличает эндогенный М-белок от моноклональных антител. Анализ основан на идентификации масс-спектров участков легкой цепи иммуноглобулинов, которые преобразованы в молекулярные массы каждого варианта легкой цепи.miRAMM может различать различия в молекулярных массах М-белков в пределах 1 Да. Этот метод отличает широкий спектр терапевтических средств с использованием моноклональных антител.

Однако он еще не используется в клинической лаборатории.

Слайд 15:

Вот пример miRAMM, позволяющий отличить М-белок от даратумумаба в образце пациента, в который добавлены различные концентрации даратумумаба. Чистый образец сыворотки с выделенным белком IgG-κ M подвергается воздействию даратумумаба различной концентрации и анализируется с помощью IFE и miRAMM.Образец сыворотки разбавляют даратумумабом различной концентрации, чтобы получить общий М-белок 0,3 г / дл. Верхняя панель результатов IFE показывает, что нет никакой разницы в выходном изображении при различных концентрациях даратумумаба. Электрофорез белков показывает, что в целом 0,3 г / дл М-белка сохраняется, даже если соотношение даратумумаб: М-белок изменилось.

Наконец, образцы с различной концентрацией даратумумаб: М-белок анализируют с помощью miRAMM. miRAMM четко различает пик для М-белка и даратумумаба.Он показывает, что пик даратумумаба увеличивается с увеличением концентрации даратумумаба, в то время как пик М-белка уменьшается.

Слайд 16:

В дополнение к DIRA и масс-спектрометрическому анализу для преодоления терапевтического вмешательства антител, новая технология, называемая антиген-специфическим терапевтическим анализом истощения моноклональных антител (ASADA), кажется многообещающей для уменьшения интерференции терапевтических антител. ASADA состоит из магнитных шариков, покрытых антигенами против специфического

терапевтических антитела.Чтобы истощить даратумумаб, магнитные шарики покрывают His-меченным CD38. Точно так же, чтобы истощить элотузумаб, магнитные шарики покрывают His-меченным SLAMF7. Использование магнитных шариков показывает потенциал для мультиплексирования различных терапевтических антител. В исследовании Liu et al., ASADA был высокоспецифичным в истощении даратумумаба в 12 образцах, которые, как известно, получали терапию даратумумабом. Только 1 образец пациента, подтвержденный терапией даратумумабом, не показал истощение запасов даратумумаба после лечения ASADA.Этот образец имел высокую концентрацию эндогенного IgG / k, который мигрировал вместе с даратумумабом, вызывая стойкий катодный IgG / k даже после лечения ASADA.

Слайд 17:

В этой таблице перечислены помехи, которые были рассмотрены, а также затронутые методы и способы устранения помех. Мешающие агенты, такие как гемолиз, фибриноген, контрастные красители и антибиотики, влияют на гель-электрофорез и капиллярный электрофорез.

Эти проблемы с помехами можно решить с помощью иммунофиксации.Терапия моноклональными антителами является одним из новейших мешающих средств, влияющих не только на гель-электрофорез и капиллярный электрофорез, но и на иммунофиксацию. Некоторые методы, такие как анализ сдвига специфического mAb, масс-спектрометрия или анализ антиген-специфического терапевтического истощения моноклональных антител (ASADA), могут быть использованы для преодоления помех терапии моноклональными антителами.

Слайд 18:

Распознавание различных помех поможет определить правильный подход к устранению проблемы.Многие помехи могут быть устранены с помощью IFE, но терапевтические препараты с моноклональными антителами могут мешать точной интерпретации IFE. Следовательно, использование DIRA, масс-спектрометрических анализов или ASADA, если доступно, может устранить помехи, вызванные терапевтическими препаратами моноклональных антител.

Слайд 19: Вот ссылки, которые я использовал для подготовки этого выступления.

Слайд 20:

Я не раскрываю информацию для этой презентации.

Слайд 21: Спасибо с www.TraineeCouncil.org

Спасибо, что присоединились ко мне на этой жемчужине лабораторной медицины «Вмешательства в электрофорез белков».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *