Inicio e imágenes de cavitación de agentes de contraste de eco infundidos a través del catéter EkoSonic

Scientific Reports volumen 13, Número de artículo: 6191 (2023) Citar este artículo

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La administración mejorada por ultrasonido de liposomas ecogénicos con carga terapéutica está en desarrollo para aplicaciones vasculares utilizando el sistema endovascular EkoSonic. En este estudio, los liposomas ecogénicos dirigidos a fibrina cargados con un agente antiinflamatorio se caracterizaron antes y después de la infusión a través de un catéter EkoSonic. La actividad de cavitación fue nucleada por Definity o liposomas ecogénicos cargados de fármaco dirigidos a fibrina infundidos e insonificados con catéteres EkoSonic. Se utilizaron imágenes de cavitación pasiva para cuantificar y mapear la actividad de las burbujas en un fantoma de flujo que imitaba el flujo arterial porcino. La cavitación se mantuvo durante infusiones de 3 min de Definity o liposomas ecogénicos a lo largo de la zona de tratamiento distal de 6 cm del catéter. Aunque el catéter EkoSonic no se diseñó específicamente para la nucleación por cavitación, se puede emplear la infusión de liposomas ecogénicos cargados de fármaco para desencadenar y mantener la actividad de las burbujas para mejorar la administración intravascular del fármaco.

La enfermedad arterial periférica (EAP) representa un problema clínico desafiante que afecta al 15-20 % de las personas mayores de 70 años debido a la naturaleza difusa del depósito de ateroma en todo el lecho arterial1. El manejo de la PAD con angioplastia y stents metálicos desnudos se complica por la reestenosis. El uso de stents liberadores de fármacos en la EAP ha mostrado resultados desalentadores a largo plazo2. Las estrategias innovadoras que previenen la acumulación de placa adicional en el área de intervención, reducen la inflamación en el lecho de ateroma circundante y promueven un flujo sanguíneo saludable pueden mejorar los resultados clínicos.

Una de esas estrategias es la entrega de agentes para estabilizar el ateroma en el área peri-stent3. Los liposomas ecogénicos (ELIP) son agentes de bicapa lipídica que abarcan una microburbuja monocapa llena de gas que hace que las partículas sean sensibles a la sonoridad4,5. La sensibilidad al ultrasonido (US) permite que ELIP sea visible en las imágenes de US. Además, ELIP puede ser activado por EE. UU. para la liberación y entrega de productos terapéuticos3,5,6,7,8,9. El octafluoropropano (OFP) se puede usar para estabilizar ELIP contra la disolución debido a la baja solubilidad de OFP en soluciones acuosas, incluida la sangre4,10. ELIP se puede funcionalizar mediante el recubrimiento de la superficie de la cubierta con fármacos o agentes dirigidos3,11. A medida que las microburbujas oscilan en la vasculatura, estos efectos pueden abrir las uniones estrechas endoteliales12,13,14, inducir la microtransmisión15 y aumentar el transporte de fármacos a través del endotelio16,17. Se ha demostrado que la pioglitazona (PGN), un fármaco antiinflamatorio, limita la inflamación en la vasculatura18,19,20. Se ha demostrado la administración terapéutica en un modelo porcino con la estabilización del ateroma resultante utilizando esta estrategia (Fig. 1)9.

Concepto para la administración medicada con ultrasonido de liposomas ecogénicos cargados con pioglitazona infundidos a través de un catéter EkoSonic en la vasculatura arterial iliofemoral porcina.

Se están desarrollando ELIP cargados con pioglitazona y dirigidos a la fibrina con un nonapéptido personalizado, OFP-PAFb-PGN-ELIP, para proporcionar un complemento a los stents después de la intervención percutánea en las arterias3,21 para estabilizar el ateroma. El sistema endovascular EkoSonic (Boston Scientific, Maple Grove, MN, EUA) es un catéter aprobado por la FDA para la infusión de terapias mediada por ultrasonido en la vasculatura periférica y las arterias pulmonares. Lafond et al. demostraron que Definity infundido a través del catéter EkoSonic podría usarse para nuclear la cavitación sostenida durante 3 min.22,23 Debido a la nucleación de la cavitación inercial y estable de los agentes de contraste infundidos y el potencial de efectos secundarios perjudiciales para los tejidos, la FDA requiere una caracterización cuidadosa de la cavitación generada por OFP-PAFb-PGN-ELIP infundida e insonificada por el catéter EkoSonic antes de que puedan comenzar los ensayos clínicos.

El propósito de este estudio fue determinar si la infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP puede nuclear la cavitación sostenida con el catéter EkoSonic. La distribución de tamaños, la atenuación acústica dependiente de la frecuencia y el contenido de PGN en cada vial de ELIP se determinaron antes y después de la infusión a través del catéter EkoSonic. Se realizaron imágenes de cavitación pasiva (PCI) a lo largo de los seis pares de transductores activos distales del catéter EkoSonic durante infusiones de 3 minutos de Definity o OFP-PAFb-PGN-ELIP. Tanto la actividad de cavitación estable como la inercial se cuantificaron y mapearon en el rango de potencias de accionamiento eléctrico de EkoSonic (4 a 47 W) utilizadas en el protocolo de ultrasonido pulsado clínico aprobado por la FDA.

La Figura 2 muestra (a) la distribución de tamaño ponderada por número y volumen y (b) la atenuación de ultrasonido en función de la frecuencia para la OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituida pipeteada directamente del vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic inactivos de 135 cm . Medido directamente del vial, el 98,5 ± 0,3 % de OFP-PAFb-PGN-ELIP tenía un diámetro inferior a cinco micras. Después de la infusión a través del catéter de reposo, el 98,9 ± 0,1 % tenía menos de cinco micras. Antes de la infusión, la concentración máxima ponderada en número de 5,0 × 108 ± 0,6 × 108 microburbujas por ml del vial (media ± desviación estándar, sd, n = 3) correspondía a un diámetro de 1,0 µm. La concentración máxima ponderada en número después de la infusión disminuyó a 3,8 × 108 ± 0,5 × 108 microburbujas por ml (media ± DE, n = 3) y el diámetro modal fue de 1,0 µm. El pico de densidad numérica ponderada por volumen de OFP-PAFb-PGN-ELIP se produjo a un diámetro de 1,8 µm y el pico disminuyó de 8,5 × 108 ± 1,4 × 108 μm3 por ml del vial a 5,9 × 108 ± 0,6 × 108 μm3 por mL después de la infusión (media ± sd, n = 3 cada uno). Se utilizaron pruebas t de Welch de dos colas para comparar la densidad máxima ponderada en número (alfa = 0,05, p = 0,076) y ponderada en volumen (alfa = 0,05, p = 0,064). El OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido exhibió una atenuación de 30 a 40 dB en un rango de frecuencias de 2 a 25 MHz. La frecuencia central de los pares de transductores EkoSonic es de 2,25 MHz. La atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituida a 2,2 MHz disminuyó de 37,8 ± 4,4 dB/cm a 11,4 ± 1,9 dB/cm después de la infusión. OFP-PAFb-PGN-ELIP del vial exhibió atenuación máxima en frecuencias resonantes en el rango de 5,0 a 10,0 MHz y OFP-PAFb-PGN-ELIP infundido exhibió atenuación máxima en 1,6 a 2,2 MHz (máximo ± 1 dB/cm, n = 3 cada uno).

(a) Distribución de tamaños y (b) mediciones de espectroscopia de atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP del vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. Las distribuciones de tamaño medias ponderadas en número (líneas continuas) y ponderadas en volumen (líneas de puntos y rayas) se representan frente al diámetro de las partículas. Los valores medios de atenuación se trazan en función de la frecuencia. Las barras de error representan ± 1 desviación estándar (sd), n = 3 viales cada una.

Mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), la dosis de PGN se midió directamente a partir de tres viales reconstituidos de OFP-PAFb-PGN-ELIP y tres viales adicionales después de la infusión a través del catéter EkoSonic. La Figura 3 muestra las dosis de PGN de 432,0 ± 128,3 µg y 202,0 ± 51,2 µg (media ± sd, n = 3 cada una), cuantificadas directamente desde el vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic inactivos, respectivamente. Con una correlación intraclase de 0,50, las dosis de PGN directamente del vial y después de la infusión a través del catéter se correlacionaron, por lo que se debe considerar esa correlación para examinar sus diferencias. La diferencia es significativa (alfa = 0,05, p = 0,0007).

Dosis media de PGN de un vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituida medida directamente del vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. Cada vial contiene 0,5 ml de solución reconstituida y 10 mg de lípidos/ml de solución. Las barras de error representan ± sd, n = 3 viales cada una.

La microscopía de interferencia de luz espacial (SLIM) de Definity y OFP-PAFb-PGN-ELIP se muestra en la Fig. 4. El blanco representa los núcleos de gas y el negro representa el recubrimiento de lípidos de las partículas del plano de imagen. La naturaleza esférica de las microburbujas cubiertas de lípidos se revela con las adquisiciones de la pila z (Figuras complementarias S3 y S4 en línea). A medida que el plano de imágenes del microscopio se mueve a través de cada partícula, se observa la estructura de la cubierta lipídica y el núcleo gaseoso. El anillo de fase exterior alrededor de las partículas es un artefacto de difracción.

Imágenes de microscopía de interferencia de luz espacial (SLIM) de (a, b) Definity y (c, d) OFP-PAFb-PGN-ELIP usando un objetivo de 10 ×. Se tomaron imágenes de microburbujas extraídas directamente de los viales (sin infusión). Las flechas negras indican capas de lípidos y las flechas rojas indican artefactos de difracción que aparecen como anillos blancos.

En la Fig. 5 se representan gráficamente la energía de cavitación ultraarmónica e inarmónica nucleada por Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP infundidos a través del catéter EkoSonic impulsado a potencias eléctricas entre 4 y 47 W (n = 3 cada uno). Cada máximo local corresponde a la alineación de la matriz L11-5v pasiva con uno de los seis pares de transductores activos en el catéter EkoSonic durante la retirada. Las emisiones de cavitación ultraarmónicas e inarmónicas se mantuvieron en todas las potencias de accionamiento eléctrico. Para las infusiones Definity con potencias de impulsión de 18 y 47 W, la energía de cavitación inarmónica superó la energía de cavitación ultraarmónica. Además, para las infusiones Definity, la energía de cavitación inarmónica aumentó con la potencia de accionamiento eléctrico. Sin embargo, para las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP con potencias de accionamiento superiores a 9 W, las energías ultraarmónicas e inarmónicas fueron similares. En general, Definity nuclea de uno a dos órdenes de magnitud más energía de cavitación que OFP-PAFb-PGN-ELIP con potencias de accionamiento equivalentes.

Se infundió energía de cavitación a lo largo de los seis pares de transductores distales activos del catéter EkoSonic como OFP-PAFb-PGN-ELIP o Definity. La cavitación media ultraarmónica (verde) e inarmónica (roja) con potencias de accionamiento eléctrico de (a) 4, (b) 9, (c) 18 y (d) 47 W. Tenga en cuenta que el protocolo de posprocesamiento PCI traza la ultraarmónica energía en exceso de la energía inarmónica. Las barras de error representan ± 1 desviación estándar, n = 3 cada una.

La Figura 6 muestra la distribución espacial de la ecogenicidad de las microburbujas y la energía de cavitación dentro de la luz del tubo cuando se infundieron Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de los catéteres EkoSonic. Las imágenes se adquirieron cuando la matriz L11-5v estaba sobre el tercer par de transductores activos en el catéter EkoSonic. Se observaron emisiones ultraarmónicas e inarmónicas en todas las potencias de accionamiento eléctrico para ambos agentes infundidos. Las emisiones de cavitación nucleadas por Definity se observaron fácilmente en todo el lumen con potencias de accionamiento de 18 W y 47 W y las emisiones inarmónicas fueron prominentes a 47 W para el rango dinámico de 55 dB utilizado en estas imágenes. Se observaron emisiones de cavitación nucleadas por OFP-PAFb-PGN-ELIP en todo el lumen a 9, 18 y 47 W. Se visualizaron emisiones de cavitación ultraarmónicas e inarmónicas a lo largo de la zona de tratamiento del catéter en todas las potencias de accionamiento eléctrico durante Definity u OFP-PAFb-PGN -Infusiones ELIP (consulte las figuras complementarias S1-S2 en línea). Cuando el L11-5v se alineó sobre cada uno de los seis pares de transductores activos durante la retirada, se maximizaron los niveles de energía de cavitación en los videos PCI compuestos (es decir, las superposiciones de color se iluminaron). Se observó una mayor cantidad de emisiones de cavitación ultraarmónica e inarmónica con Definity que con infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP a través del catéter EkoSonic.

Imágenes compuestas de PCI y modo B de emisiones ultraarmónicas (verde) e inarmónicas (roja) de cavitación nucleadas por Definity infundido u OFP-PAFb-PGN-ELIP insonificadas por un par de transductores EkoSonic accionados con 4, 9, 18 o 47 W energía eléctrica. Las imágenes en modo B (que visualizan solo la ecogenicidad) se muestran en las filas 1 y 3, y las imágenes compuestas correspondientes se muestran en las filas 2 y 4.

La presión hidrodinámica dentro del lumen de administración de fármacos del catéter EkoSonic cuando se infundieron microesferas Definity o OFP-PAFb-PGN-ELIP se muestra en la Fig. 7. Una presión hidrodinámica luminal promediada en el tiempo de 468,5 ± 12,5 mmHg o 434,7 ± 5,6 mmHg (media ± sd, n = 12 cada uno) se midió a lo largo de las infusiones de Definity o solución salina, respectivamente, a 2,0 ml/min (Fig. 7a). En cada momento individual, la presión hidrodinámica luminal durante las infusiones de Definity no fue estadísticamente diferente de las infusiones de solución salina (múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov, n = 12 por momento, alfa = 0,05, p > 0,05). Se mantuvo una presión promediada en el tiempo de 193,6 ± 3,4 mmHg en la luz del fármaco del catéter durante las infusiones de solución salina a 0,6 ml/min (media ± DE, n = 12), pero la presión aumentó durante el curso de OFP-PAFb-PGN-ELIP infusiones a 0,6 ml/min (fig. 7b). En puntos de tiempo durante el retroceso, las presiones hidrodinámicas luminales de solución salina y OFP-PAFb-PGN-ELIP fueron estadísticamente diferentes (múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov, n = 12 por punto de tiempo, alfa = 0.05, p <0.05).

Presión hidrodinámica dentro del lumen de administración de fármacos del catéter EkoSonic como (a) se infundieron microesferas Definity o solución salina a 2,0 ml/min o (b) se infundieron OFP-PAFb-PGN-ELIP o solución salina a 0,6 ml/min, respectivamente. Las barras de error representan ± desviación estándar, n = 12 cada una.

Se han investigado microburbujas con carga terapéutica para aplicaciones clínicas24, incluida la administración intravascular de fármacos3,25 y la sonotrombolisis8,11. La caracterización previa de la distribución de tamaños de los liposomas ecogénicos con carga terapéutica usando el principio de Coulter ha arrojado una gama de tamaños de partículas de 0,6 µm a 7 µm3,8,9,11,25,26. El tamaño mínimo que se puede medir con esta técnica es de 0,6 µm y es posible que estén presentes partículas más pequeñas. Las densidades numéricas máximas de los liposomas ecogénicos con carga terapéutica en la bibliografía varían de 2,6 × 106 a 1,4 × 1012 partículas por ml, según la formulación3,8,9,11,25,26,27. El tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP en este estudio osciló principalmente entre 0,6 y 3,0 µm y la densidad numérica máxima fue de 5,0 × 108 liposomas ecogénicos por ml (Fig. 2a), lo que es consistente con mediciones previas de liposomas con carga terapéutica. liposomas ecogénicos3,8,9,11,26. En el adulto humano, los capilares tienen un diámetro de 4 a 8 µm y los glóbulos rojos tienen un diámetro de 6 a 8 µm28,29. Alrededor del 99 % de OFP-PAFb-PGN-ELIP en este estudio tenían menos de cinco micrones de diámetro (Fig. 2a) y pasarían fácilmente a través de los capilares. Después de infusiones intraarteriales de Definity en músculos de rata, las microesferas de más de cinco micrones de diámetro quedaron atrapadas transitoriamente (~ 10 min) en las arteriolas y capilares pequeños30. Debido a que el tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP es ligeramente mayor que Definity, se necesitan estudios futuros para evaluar el paso de las infusiones intraarteriales de OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de los lechos capilares. También se necesitan estudios preclínicos farmacocinéticos-farmacodinámicos para determinar la biodistribución de los lípidos, OFP y PGN después de la infusión.

La atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP disminuyó después de la infusión a través del catéter EkoSonic (Fig. 2b), lo que es consistente con la pérdida de atenuación de Definity después de la infusión a través del mismo catéter22,23. Se observó aglomeración de OFP-PAFb-PGN-ELIP después de la dilución y la infusión, pero solo después de varias horas. Este tipo de aglomeración no se observó para Definity. Así, la dilución podría haber afectado la estabilidad de la OFP-PAFb-PGN-ELIP durante las medidas de atenuación con el método de impulso26. Se desconocía la cantidad exacta de dilución durante la infusión en bolo de OFP-PAFb-PGN-ELIP y el lavado con solución salina en el catéter, pero no excedió 1:10 v/v. La disminución tanto en la densidad numérica como en la atenuación tras la infusión (Fig. 2) probablemente se debió a la retención o destrucción de OFP-PAFb-PGN-ELIP dentro del catéter EkoSonic. Suponemos que la retención se debe a la interacción del material o a una discrepancia de tamaño entre el OFP-PAFb-PGN-ELIP y los orificios de inserción del catéter, que tienen un diámetro de 38 a 46 µm. Lafond et al.22,23 encontraron que la tasa de infusión afectaba la distribución del tamaño de la infusión de Definity a través del catéter EkoSonic. Talu et al.31 informaron que las microburbujas encapsuladas en lípidos y llenas de perfluorocarbono eran sensibles al tamaño del orificio y la velocidad de infusión. La disminución del tamaño del orificio y el aumento de las tasas de infusión causaron una disminución en la densidad y el diámetro del número de microburbujas31. El ensuciamiento de los orificios de administración del fármaco del catéter EkoSonic con lípidos anfifílicos o PGN hidrófobo probablemente fue responsable del aumento de la presión hidrodinámica durante cada infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP (Fig. 7b).

Se necesitan estudios futuros para determinar si la dosis total de PGN administrada después de la infusión a través del catéter EkoSonic es suficiente para el efecto terapéutico. Klegerman et al.9 informaron que cada vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP (también con un lípido conjugado con biotina para permitir la formación de imágenes fluorescentes) contenía 86,9 ± 11,9 µg de PGN/mg de lípido (media ± DE). Cada vial utilizado en nuestro estudio contenía 5 mg de lípidos y 432,0 ± 128,3 µg de PGN (Fig. 3), o 86,4 ± 14,2 µg de PGN/mg de lípidos, lo que coincidía con los resultados de Klegerman et al.9, para una formulación liposomal similar. . En un modelo porcino de reestenosis peri-stent, Klegerman et al.9 infundieron nitroglicerina y PAFb-PGN-ELIP marcado con dinitrofenilo a través del catéter EkoSonic y encontraron que la exposición al ultrasonido aumentó la penetración del PAFb-PGN-ELIP marcado con dinitrofenilo en las paredes arteriales. . Kee et al.3 también encontraron que la infusión secuencial de liposomas ecogénicos cargados con óxido nítrico (NO) y liposomas ecogénicos cargados con PGN conjugados con anticuerpo anti-molécula de adhesión intercelular-1 (ICAM-1) a través del catéter EkoSonic fue suficiente para prevenir la lesión neointimal. Hiperplasia en arterias con stent.

La salida acústica de las cuatro potencias eléctricas de accionamiento del catéter EkoSonic fue suficiente para sostener la cavitación de las infusiones de Definity o OFP-PAFb-PGN-ELIP a lo largo de los seis pares de transductores distales del catéter (Fig. 5). Tenga en cuenta que nuestra estrategia de infusión requería que los primeros seis pares de transductores estuvieran inactivos para permitir que los agentes de contraste de eco se administraran en el lumen del tubo antes de la exposición al ultrasonido22. La salida acústica del catéter EkoSonic en función de la potencia de accionamiento eléctrico se proporciona en la Tabla 1. A medida que la potencia de accionamiento aumentó de 4 a 18 W, tanto la energía ultraarmónica como la inarmónica aumentaron (Fig. 5). Por encima de una potencia de impulso de 18 W, la energía inarmónica también aumentó para las infusiones Definity. Tenga en cuenta que solo se traza la energía ultraarmónica que excede la energía inarmónica, lo que proporciona una estimación de la energía de cavitación estable. La energía máxima de cavitación ultraarmónica e inarmónica nucleada por Definity infundido durante la retirada a una potencia de accionamiento eléctrico de 9 W fue del orden de 1 mJ µV2/MPa2 (Fig. 5). Tenga en cuenta que el nivel de energía de cavitación calculado por Lafond et al.22 contenía errores en el código y el algoritmo de procesamiento PCI23. La cantidad de energía de cavitación sostenida por Definity infundido superó la de OFP-PAFb-PGN-ELIP en 1 a 2 órdenes de magnitud, probablemente debido a la diferencia en la atenuación y la ecogenicidad de Definity (un agente de contraste para la acumulación de sangre) versus ecogénico cargado con fármaco. liposomas (un agente teragnóstico).

Sorprendentemente, las emisiones ultraarmónicas e inarmónicas indicativas de cavitación inercial y estable sostenida32, respectivamente, se ven en las infusiones de Definity impulsadas a 47 W, visualizadas en amarillo en imágenes y videos compuestos de cavitación pasiva (Fig. 6, Figs. Suplementarias S1-2 en línea ). Con la misma potencia de salida, se visualizó cavitación principalmente estable durante las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP, aunque también hubo algo de cavitación inercial. La cantidad de cavitación estable sostenida por Definity infundido a las potencias de accionamiento de 9, 18 y 47 W fue equivalente, aunque la cavitación inercial aumentó con la potencia de accionamiento (Figs. 5, 6). En cuanto a la distribución espacial de la actividad de cavitación, a medida que aumenta la potencia se detectan emisiones de cavitación en un mayor porcentaje de la luz del tubo para ambos agentes. Las infusiones Definity generaron emisiones de cavitación nucleadas en todo el lumen durante toda la infusión de 3 minutos (Fig. S1 complementaria en línea). El mapeo de la actividad de las burbujas tiene el potencial de informar la relación entre la cavitación (estable e inercial) y la respuesta celular. En este momento se desconoce la contribución específica de la cavitación inercial y estable para mejorar el suministro terapéutico más allá del endotelio.

Se ha demostrado que la cavitación media en la administración de fármacos a través de la barrera hematoencefálica33 y mejora la administración de fármacos al tejido vascular25,34, los tumores35 y la biopelícula36. La interacción mecánica de microburbujas acústicamente activas y células endoteliales ha sido estudiada extensamente por Beekers et al.14,37,38,39. Beekers et al. observaron diferentes grados de apertura de las uniones estrechas según la excursión radial de las microburbujas individuales en la vecindad de las células endoteliales. Belcik et al.40 demostraron que el aumento del flujo inducido por la cavitación en ratones estaba mediado por la liberación de trifosfato de adenosina (ATP) dependiente del cizallamiento del endotelio y los eritrocitos, y la posterior producción de NO, prostaglandinas y adenosina. Müller et al. también observó la liberación de ATP y NO activada por ultrasonido de los eritrocitos expuestos al catéter EkoSonic alineado sobre la arteria femoral murina41. La producción de NO inicia el transporte paracelular más allá de las células endoteliales que recubren la vasculatura34, una clave para la administración de fármacos mejorada por ultrasonido. Por lo tanto, mantener la cavitación en todo el lumen con la exposición al ultrasonido del catéter EkoSonic, observada en nuestro estudio con potencias de impulso superiores a 9 W (Fig. 6), probablemente mejorará la administración de PGN. De hecho, tanto Kee et al.3 como Klegerman et al.9 demostraron un suministro mejorado al tejido arterial con stent infundido con ELIP cargado con PGN dirigido y expuesto al catéter EkoSonic impulsado con una salida de impulso eléctrico de 9 W (presión máxima de rarefacción de 0,62 MPa, Tabla 1) en un modelo de cerdo en miniatura aterosclerótico. Sin embargo, en este momento se desconoce la energía y el tipo de cavitación específicos necesarios para mejorar la captación de pioglitazona y evitar efectos nocivos. Se necesitan más estudios para determinar la seguridad a largo plazo de la administración de pioglitazona mediada por ultrasonido en el tejido arterial.

Una limitación del presente trabajo fue que la sensibilidad dependiente de la frecuencia de la matriz PCI no estaba calibrada42, lo que permitiría comparar cuantitativamente la actividad de cavitación de otros laboratorios. La medición cuantitativa de las emisiones de energía absoluta se puede utilizar para monitorear los efectos biológicos mediados por la cavitación espacialmente43,44 y temporalmente45,46. El uso de PCI junto con una evaluación de la hiperplasia neointimal después de la administración de pioglitazona permitiría optimizar la elección de los parámetros acústicos para obtener este bioefecto beneficioso. Publicaciones recientes sugieren que tanto la cavitación inercial como la cavitación estable promueven la administración de fármacos47,48,49,50. La cavitación inercial abre las uniones estrechas endoteliales12,13,14 y la transmisión acústica provocada por la cavitación estable o inercial51,52,53,54 aumenta el transporte de fármacos a través del endotelio16,17. La resolución axial deficiente en PCI con arreglos lineales que utilizan la técnica de formación de haz de retardo, suma e integración22,23,32 puede limitar la capacidad de guía de imagen. Se necesita un mayor desarrollo de estrategias para mejorar la resolución espacial y la precisión de PCI utilizando el factor de coherencia de fase55,56 o la formación de haces de Capon57 robusta.

El catéter EkoSonic descrito en este trabajo fue aprobado por la FDA para la administración de fluidos especificados por médicos, incluidos trombolíticos, en la vasculatura periférica. Nuestros datos respaldan una aplicación emergente de administración terapéutica mediada por ultrasonido a través de una formulación liposomal que incluye gas octafluoropropano que nuclea la actividad de las burbujas durante infusiones de 3 minutos. Es importante destacar que la OFP-PAFb-PGN-ELIP infundida a través del catéter EkoSonic produjo una cantidad escasa de cavitación inercial y promovió la cavitación estable, lo que podría allanar el camino para los primeros estudios en humanos. Esta estrategia de administración de fármacos intraarterial basada en catéter tiene el potencial de estabilizar el ateroma en la región peri-stent, evitando la aterogénesis de la neoíntima en el momento de la intervención. Se necesitan más estudios para correlacionar la cantidad y el tipo de cavitación con la penetración del fármaco en el tejido vascular con efecto terapéutico.

El catéter EkoSonic de 5,4 F (1,8 mm de diámetro) utilizado en este estudio tenía una zona de tratamiento de 12 cm con 12 pares de transductores de EE. UU. de 2 mm de largo ubicados dentro del catéter. Los pares de transductores se espaciaron a 10 mm de distancia, y los puertos de administración de fármacos de 38 a 46 µm de diámetro se ubicaron 5 mm distalmente a cada par de transductores (Fig. 8). Se utilizó una unidad programable proporcionada por Boston Scientific para impulsar los pares de transductores de frecuencia central de 2,25 MHz con pulsos de 15 ms a una frecuencia de repetición de pulso de 10 Hz. La presión hidrodinámica luminal dentro de la luz del fármaco del catéter EkoSonic se midió con un sensor en línea (PRESS-S-000, PendoTECH, Princeton, NJ, EE. UU.) durante el transcurso de infusiones de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP.

Esquema del diseño del transductor y el orificio de administración de fármacos del catéter EkoSonic. A lo largo de la zona de tratamiento de 12 cm del catéter, los primeros seis pares de transductores de ultrasonido estaban inactivos mientras que los seis pares de transductores distales estaban activos e insonificaban los liposomas ecogénicos. El primer orificio de administración del fármaco se ubicó 0,5 cm después del primero de los seis pares de transductores inactivos (modificado de Lafond et al.22).

Definity (Lantheus, Billerica, MA, EE. UU.) se preparó de acuerdo con el prospecto. Cada vial de Definity (9,2 × 109 microburbujas/mL) se mantuvo a temperatura ambiente durante una hora, se activó y se usó dentro de las diez horas posteriores a la activación. Si no se usaba dentro de los cinco minutos, el vial se invertía suavemente varias veces durante 10 s para volver a suspender las microburbujas. Para las mediciones de cavitación, los viales se ventilaron a OFP y se extrajo Definity con una aguja de 18 G conectada a una jeringa hermética a gases de 250 µl (Hamilton Co., Reno, NV, EE. UU.). El Definity se transfirió a una jeringa de 10 ml (Becton Dickinson, Franklin Lakes, NJ, EE. UU.) que contenía solución salina de NaCl al 0,9 % a temperatura ambiente para que la solución antes de la infusión tuviera una concentración de 2,33 × 108 microburbujas/ml. Esta concentración de Definity imita la dosis de infusión intravenosa recomendada por el prospecto del fabricante.

Los liposomas ecogénicos se fabricaron de acuerdo con un protocolo desarrollado por Klegerman et al.9 sin la inclusión de un lípido conjugado con biotina para permitir la formación de imágenes fluorescentes. Tres fosfolípidos, 1,2-diestearoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DSPC, Avanti Polar Lipids, AL, EE. UU.), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfoetanolamina-N-[4-(p- maleimidofenil)butiramida] (MPB-DOPE, Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.), 1,2-dioleoil-sn-glicero-3-fosfocolina (DOPC, Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.) y colesterol ( Avanti Polar Lipids, Alabaster, AL, EE. UU.) en una proporción molar de 52:8:30:10. Se disolvieron cien miligramos de la mezcla de lípidos y 10 mg de PGN (Cayman Chemical, Ann Arbor, MI, EE. UU.) en 20 ml de etanol absoluto (Fisher Scientific, Hampton, NH, EE. UU.) y se calentaron a 90 °C para mejorar la miscibilidad. del fosfolípido y PGN en el disolvente de etanol. La solución etanólica se cargó en una jeringa de vidrio de 20 mL con una aguja de 27 G y se inyectó en 115 mL de agua filtrada de 0,2 µm (Milli-Q Advantage A10, Millipore Sigma, St. Louis, MO, EE. UU.) que se sometió a autoclave (Primus , Omaha, NE, EE. UU.) y se agitó a 1000 rpm (Fisher Scientific, Hampton, NH, EE. UU.). La formación espontánea de liposomas unilamelares se produjo tan pronto como la fase orgánica estuvo en contacto con la fase acuosa. La dispersión liposomal se agitó durante 5 min a temperatura ambiente. La concentración final de etanol en la dispersión liposomal fue del 14,8 % v/v. El disolvente residual se eliminó por evaporación rotatoria (RII, Buchi, Cornaredo, Italia). Después de eliminar el disolvente residual, los liposomas se resuspendieron con manitol 0,32 M para producir una concentración de liposomas de 1 mg de PGN/10 mg de lípidos/ml.

Por cada 60 mg de lípido ELIP cargado con PGN, se añadió 1 mg de un péptido de unión a fibrina tiolado en 1 ml de tampón de citrato-fosfato de pH 6,7. Un nonapéptido hecho a medida, PAFb, H-Gly-Pro-Arg-Pro-Pro-Gly-Gly-Gly-Cys-NH2 HCl (GPRPPGGGC), contiene el pentapéptido GPRPP58,59 que se une a la fibrina, un marcador de -etapa ateroma60,61. La conjugación se logró con un enlace tioéter entre el lípido, MPB-DOPE, y el grupo cisteinil tiol del péptido carboxi-terminal (separado del resto de unión a fibrina por un espaciador de triglicilo). El pH se ajustó a 6,5–6,7 con hidróxido de sodio 1,0 M, la mezcla se cubrió con argón y se incubó con agitación a 180–190 rpm durante la noche a temperatura ambiente en la oscuridad.

Después de la reacción, la mezcla se isotónica con cloruro de sodio al 6% y se centrifugó en tubos de polipropileno de 1,5 mL en una microcentrífuga (Eppendorf miniSpin plus, Eppendorf, Hamburgo, Alemania) a 10.000 rpm durante 10 min a temperatura ambiente. Los sobrenadantes se descartaron y los sedimentos se lavaron dos veces por centrifugación con 1,0 ml de solución salina tamponada con fosfato 0,02 M, pH 7,4, por tubo. Los sedimentos se resuspendieron a más de 10 mg de lípido/ml con 0,32 M de D-manitol y se agruparon. La recuperación de lípidos con respecto a la mezcla de reacción se determinó mediante absorción óptica a 280 nm (A280) y el sedimento combinado se llevó a 10 mg de lípido/ml con D-manitol 0,32 M. Se distribuyeron alícuotas de esta mezcla (0,5 ml) en viales con tapa encapsulada de 3 ml (Wheaton, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, EE. UU.), se congelaron durante ≥ 2 h a -80 °C y se liofilizaron (FreeZone 6- L, Kansas City, MO, EE. UU.) durante 48 h. Los viales se taparon con insertos de goma, se sellaron con tapas de aluminio y se cargaron con octafluoropropano (OFP) a 1 atm de presión antes de la evaluación y el uso. Los OFP-PAFb-PGN-ELIP se enviaron durante la noche a la Universidad de Cincinnati con paquetes de refrigerante y se utilizaron para experimentos en 8,5 meses.

Antes de la reconstitución, cada vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP se dejó a temperatura ambiente durante tres horas y luego se ventiló al aire ambiente usando una aguja de 22 G. Utilizando una aguja de 18 G, se añadieron lentamente al vial 0,5 ml de agua filtrada de 0,2 micras, saturada con aire y a temperatura ambiente (Nanopure, Barnstead Thermolyne, Dubuque, IA, EE. UU.). El vial se agitó suavemente con la mano hasta que el OFP-PAFb-PGN-ELIP se resuspendió por completo. La OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituida se usó en 15 min.

Cada catéter EkoSonic se cebó con solución salina. Se infundió Definity en el puerto de fármaco del catéter EkoSonic mediante una bomba de jeringa (Legato 180, KD Scientific, Holliston, MA, EE. UU.) a 2,0 ml/min. Se ha demostrado que la tasa de 2,0 ml/min minimiza los efectos de la tasa de flujo en la distribución del tamaño de Definity y la atenuación acústica cuando se infunde a través de un catéter EkoSonic22. El volumen de 0,5 ml de OFP-PAFb-PGN-ELIP se infundió utilizando la misma bomba de jeringa a 0,6 ml/min, la velocidad de infusión utilizada por Klegerman et al. en un modelo porcino de reestenosis peri-stent9. Cuando se completó la infusión de OFP-PAFb-PGN-ELIP, se infundieron 2,5 ml de solución salina saturada con aire a temperatura ambiente a 0,6 ml/min para impulsar la OFP-PAFb-PGN-ELIP a través de los puertos de fármacos del catéter EkoSonic.

Se utilizó un analizador de tamaño de partículas Multisizer 4 (Beckman Coulter, Indianapolis, IN, EE. UU.) para medir la distribución de tamaño de OFP-PAFb-PGN-ELIP con y sin infusión a través del catéter EkoSonic. Cada catéter EkoSonic se utilizó para infundir un único vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP sin activar los pares de transductores de ultrasonido22. Durante la infusión a través del catéter se recogieron 3 mL de efluente. Después de la infusión, se agregaron 17 mL de solución salina al efluente y 0,02 mL de la solución efluente de 20 mL se agregaron a 9,98 mL de solución salina. Las alícuotas tomadas directamente del vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituido se diluyeron en serie en solución salina para lograr una dilución de 1:20 × 103 v/v, similar a la dilución de las alícuotas infundidas. La distribución de tamaños se midió usando una apertura de 30 µm. También se midió la distribución del tamaño de partícula en solución salina y se restó de las medidas de tamaño OFP-PAFb-PGN-ELIP. Los valores de desviación estándar y media de distribución de tamaño (corregidos por dilución) se evaluaron utilizando GraphPad Prism (versión 9.2.0, San Diego, California, EE. UU.).

Se utilizó un sistema de espectroscopia de atenuación acústica26 para determinar el coeficiente de atenuación de OFP-PAFb-PGN-ELIP de 2 a 25 MHz directamente desde el vial o después de la infusión a través de catéteres EkoSonic. El rango de frecuencia de atenuación de 2 a 25 MHz corresponde al ancho de banda de -20 dB del sistema. Cada catéter EkoSonic se usó para infundir un solo vial de OFP-PAFb-PGN-ELIP sin activación acústica de los pares de transductores y luego se descartó. Durante la infusión a través del catéter se recogieron 3 mL de efluente. Después de la infusión, se agregaron 17 ml de solución salina al efluente. Las alícuotas tomadas para las mediciones directamente de los viales de OFP-PAFb-PGN-ELIP reconstituidos se diluyeron en serie en solución salina para alcanzar una dilución de 1:40 v/v, similar a la dilución de las alícuotas infundidas. Las muestras de OFP-PAFb-PGN-ELIP fluyeron hacia la cámara de muestras (CLINI-cell, Mabio, Tourcoing, Francia) por gravedad y se utilizó una técnica de sustitución de banda ancha para determinar el coeficiente de atenuación dependiente de la frecuencia de cada muestra, en decibelios por centímetro26 . La atenuación media y la desviación estándar a 2,2 MHz se evaluaron mediante GraphPad Prism (versión 9.2.0).

Se corrió un estándar de control de calidad PGN en etanol al 80 % a través de un sistema de HPLC que constaba de una columna C18 de 6 × 300 mm YMC ODS-A de 5 µm (Waters, Milford, MA, EE. Detector de matriz de fotodiodos, un muestreador automático 717 Plus y un controlador Delta 600. La fase móvil fue acetonitrilo al 60% y metanol al 40%, el volumen de inyección fue de 20 µL, la longitud de onda de detección fue de 269 nm y la velocidad de flujo fue de 1 mL por minuto. Las muestras de OFP-PAFb-PGN-ELIP a una dilución de 1:40 v/v se prepararon directamente del vial o se infundieron a través de un catéter EkoSonic inactivo. Las muestras se diluyeron adicionalmente 1:5 o 1:10 v/v en etanol al 80 % y se pasaron por el sistema de HPLC. Se realizaron dos duplicados de HPLC por dilución de muestra (n = 4 por vial) y la dosis de PGN se calculó a partir de la pendiente de una curva estándar compuesta y se ajustó para el estándar de control de calidad de PGN, como AUC/(µg PGN/mL). Medida repetida, modelo lineal mixto, pruebas de Chi-cuadrado de Wald tipo II se llevaron a cabo en R (versión 4.2.1, R Foundation for Statistical Computing, Viena, Austria) para comparar las mediciones de PGN directamente desde el vial y después de la infusión a través de catéteres EkoSonic .

Las imágenes de fase cuantitativas (QPI)62 se basan en el principio de interferencia, donde las diferencias de fase entre una muestra y un campo de referencia se miden experimentalmente. Con esta técnica, se obtienen imágenes de objetos transparentes, como células vivas y microburbujas basadas en lípidos, con alto contraste y sensibilidad utilizando la información de fase del campo62. Se agregó un módulo óptico (PHI OPTICS INC., Champaign, IL, EE. UU.) al puerto de salida de un microscopio de contraste de fase (Axio Observer 7, Carl Zeiss Microscopy LLC, White Plains, NY) con un objetivo de 10 × (Objective EC " Plan-Neofluar" 10x/0.30 M27, Microscopía Carl Zeiss). Para cada adquisición de imágenes, Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP a una dilución de 1:1 × 104 v/v se transfirieron inmediatamente a una placa con fondo de vidrio de 35 mm con un micropocillo de 20 mm (Cellvis LLC, Mountain View, CA ). Se colocó un cubreobjetos #0 de 18 mm de diámetro encima de la muestra de gotas para minimizar el menisco de la muestra.

Un modelo de flujo arterial femoral porcino (Fig. 9) fue adaptado de Lafond et al.22. La solución salina contenida en un depósito a 37 °C (BW-20B, Lab Companion, Yuseong-gu, Daejeon, República de Corea) se bombeó a través de un tubo de látex de 6,35 mm de diámetro interior con un espesor de pared de 0,79 mm utilizando una bomba pulsátil (Modelo 1407 , Harvard Apparatus, Holliston, MA, EE. UU.) con un caudal volumétrico promediado en el tiempo de 100 ml/min. Un sensor de flujo (ME6PXN, Transonic, Ithaca, NY, EE. UU.) conectado a un módulo de flujo (TS410, Transonic) permitió la confirmación de la tasa de flujo promediada en el tiempo de 100 ml/min antes de la infusión del agente de contraste de eco, lo que interrumpió la función del flujo sensor. El módulo de flujo se conectó a una placa de adquisición de datos (DAQ) (PL3508 PowerLab 8/35, ADInstruments, Bella Vista NSW 2153, Australia). La presión hidrodinámica se midió con un sensor en línea (PRESS-S-000, PendoTECH, Princeton, NJ, EE. UU.) durante la infusión de Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP. El sensor de presión se conectó a la placa DAQ a través de un sensor de puente OMEGA (DMD-475, OMEGA Engineering, Inc., Stamford, CT, EE. UU.). Se usó el software LabChart (versión 8.1.11, ADInstruments, Bella Vista NSW 2153, Australia) para registrar los datos de presión hidrodinámica y flujo volumétrico, y se usó MATLAB (R2018b, The MathWorks Inc., Natick, MA, EE. UU.) para trazar los datos . Se conectó un arreglo lineal L11-5v (Verasonics, Kirkland, WA, EE. UU.) con una vista transversal del tubo de látex a un escáner Vantage 256 US (Verasonics) para obtener imágenes en modo B y datos PCI32.

Esquema de la configuración del fantoma de flujo para imágenes de cavitación pasiva. Se bombeó solución salina a 37 °C desde el reservorio, sobre el catéter, a la poscarga y al reservorio de desechos. Durante cada ejecución experimental, el catéter se retiró dentro del tubo para que la matriz L11-5v explorara los pares de transductores activos (modificado de Lafond et al.22).

La matriz lineal L11-5v se colocó de modo que el centro de la luz del tubo estuviera 4 mm más allá del foco natural de la matriz (18 mm). La ubicación y la extensión temporal de la cavitación ultraarmónica e inarmónica se adquirieron para Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP infundidos a través del catéter EkoSonic, impulsados a una potencia eléctrica promedio de pulso de 4, 9, 18 o 47 W. El protocolo de ultrasonido pulsado clínico aprobado por la FDA utilizado por el catéter EkoSonic varía entre 9 y 47 W. La Tabla 1 proporciona las mediciones del campo de presión de rarefacción pico en la superficie del catéter EkoSonic en función de la potencia de accionamiento eléctrico, así como el índice mecánico , MI. Tenga en cuenta, sin embargo, que no se cumplen los supuestos sobre las condiciones para la cavitación incluidos en la definición de la IM63. Una duración de pulso de 15 ms excede la suposición de un solo ciclo necesaria para despreciar la difusión rectificada63. Para permitir la infusión del agente de contraste desde los primeros seis puertos de administración del fármaco antes de la exposición al ultrasonido, solo se activaron acústicamente los seis pares de transductores distales. Los datos de PCI se adquirieron sobre los seis pares de transductores distales, ya que Kee et al.3 utilizaron los seis pares distales para administrar ELIP cargado con PGN dirigido a ICAM-1 para prevenir la aterogénesis peri-stent neointimal en un modelo porcino de enfermedad arterial aterosclerótica .

El catéter EkoSonic se cebó con solución salina a temperatura ambiente, se conectó a un dispositivo de retroceso Volcano R100 (Philips, Koninklijke, NV, EE. UU.) y se insertó en el tubo de flujo usando una válvula hemostática. El catéter se alineó de modo que la matriz L11-5v se colocara 10 mm antes de los seis pares de transductores distales. Se infundió Definity u OFP-PAFb-PGN-ELIP y se adquirieron los datos (consulte la Fig. S5 complementaria en línea). El análisis de datos se completó en MATLAB (R2018b) y GraphPad Prism (versión 9.2.0). Se evaluó la normalidad de la distribución de la presión hidrodinámica luminal a lo largo del tiempo durante las infusiones de Definity y solución salina (2 ml/min) mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Luego se usaron múltiples pruebas de Kolmogorov-Smirnov con un método de dos etapas de Benjamini, Krieger y Yekutieli64 para comparar las presiones hidrodinámicas luminales en cada punto de tiempo. Se usaron los mismos métodos estadísticos para comparar los datos de presión hidrodinámica luminal de OFP-PAFb-PGN-ELIP y solución salina (0,6 ml/min).

La actividad de cavitación se evaluó mediante la adquisición de datos de PCI y modo B durante las infusiones de Definity o OFP-PAFb-PGN-ELIP a través del catéter EkoSonic. Se usó un dispositivo de retroceso para mover el catéter a través del plano de imagen PCI entre el sexto par de transductores inactivos y 20 mm más allá del par de transductores activos más distales (Fig. 8). Se utilizó una tasa de retroceso de 0,5 mm/s para las infusiones de Definity y una tasa de retroceso de 1 mm/s para las infusiones de OFP-PAFb-PGN-ELIP para capturar la duración de la cavitación generada por ambos esquemas. Las emisiones acústicas se registraron cada 1,0 ± 0,2 s (media ± sd). Los espectros de emisión acústica, incluidos los inarmónicos, los subarmónicos y los ultraarmónicos, se formaron por haces de forma independiente22,23 en una computadora personal (Dell Precision 5820, Round Rock, TX, EE. UU.) utilizando un código MATLAB personalizado (R2018b). Los datos de cavitación de las infusiones de solución salina sirvieron como referencia y se restaron de los datos de cavitación de Definity y OFP-PAFb-PGN-ELIP.

La formación de haces PCI, los cálculos de energía de cavitación y las formulaciones de imágenes compuestas se adaptaron de Lafond et al.22 con correcciones en el código y el algoritmo de formación de haces23. La adquisición de datos comenzó inmediatamente después de que se activaron los pares de transductores EkoSonic. Los conjuntos de datos adquiridos se dividieron en ventanas de 288 µs para minimizar la fuga espectral65, y la segunda ventana de 288 µs de la señal sin formación de haz se procesó para evitar el transitorio inicial22. La formación de haces se realizó en el dominio de Fourier, integrando la energía en bandas de 40 kHz centradas en las frecuencias subarmónicas y ultraarmónicas entre 4,68 y 10,52 MHz. La energía de cavitación de la señal discretizada se calculó utilizando la ecuación. 1 en Lafond et al.22 con correcciones23. Para cada pulso, las imágenes de emisión ultraarmónica e inarmónica se formaron según la ecuación. 2 en Lafond et al.22 con valores de energía negativa establecidos en cero para aprovechar la reducción de motas compuestas de frecuencia66. El nivel máximo de energía de cavitación en las imágenes PCI compuestas se estableció en las emisiones inarmónicas máximas de las infusiones Definity, y el rango dinámico se estableció en 55 dB re 1 mJ µV2/MPa2 para abarcar las emisiones mínimas de las infusiones OFP-PAFb-PGN-ELIP . La energía de cavitación total se calculó de acuerdo con la ecuación. 8 en Lafond et al22,23 con valores de energía negativa también forzados a cero.

Los conjuntos de datos están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

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Descargar referencias

Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de la Salud de EE. UU. a través de la subvención R01 HL135092 a la Universidad de Cincinnati, Boston Scientific Inc. y el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston para investigar la administración de fármacos mejorada con ultrasonido utilizando el Sistema Endovascular EkoSonic con carga terapéutica. liposomas ecogénicos. Los autores desean agradecer a Boston Scientific Inc por suministrar la unidad de control y los catéteres del sistema endovascular EkoSonic. Agradecemos a Catalin Chiritescu, PhiOptics Inc., por su ayuda con la adquisición de imágenes SLIM, a Marepalli B. Rao por su ayuda con el análisis estadístico y a Hyunggun Kim por la ilustración de la Figura 1.

Maxime Lafond

Dirección actual: LabTAU, Inserm, Universidad de Lyon 1, Lyon, Francia

Departamento de Medicina Interna, División de Salud y Enfermedades Cardiovasculares, Universidad de Cincinnati, Centro Cardiovascular 3935, 231 Albert Sabin Way, Cincinnati, OH, 45267-0586, EE. UU.

Sonya R. Kennedy, Maxime Lafond, Kevin J. Haworth, Daniel Suarez Escudero & Christy K. Holland

Departamento de Ingeniería Biomédica, Universidad de Cincinnati, Cincinnati, OH, EE. UU.

Sonya R. Kennedy, Kevin J. Haworth y Christy K. Holland

Departamento de Oncología Radioterápica, Facultad de Medicina, Universidad de Cincinnati, Cincinnati, OH, EE. UU.

Dan Ionascu

Departamento de Medicina Interna, Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en Houston, Houston, TX, EE. UU.

Brion Frierson, Shaoling Huang, Melvin E. Klegerman, Tao Peng y David D. McPherson

Boston Scientific, Maple Grove, Minnesota, EE. UU.

Curtis Genstler

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ML, KJH, CG, DDM y CKH contribuyeron al diseño experimental. SH, MEK y TP fabricaron el OFP-PAFb-PGN-ELIP. SRK, KJH y CKH adquirieron datos de presión hidrodinámica e PCI. SRK y CKH adquirieron datos de atenuación y distribución de tamaños. BF adquirió datos de dosificación de pioglitazona. DI, CKH y SRK adquirieron y revisaron imágenes SLIM. ML, KJH y DSE escribieron los scripts de procesamiento de PCI. SRK y CKH escribieron el manuscrito que fue editado por todos los coautores.

Correspondencia a Christy K. Holland.

Boston Scientific proporcionó la unidad de control y los catéteres del sistema endovascular EkoSonic. CG es un empleado jubilado y accionista de Boston Scientific Inc, y CKH y KJH son consultores de Boston Scientific Inc. SH, MEK y DDM son accionistas y miembros del directorio de Zymo Pharmaceuticals, LLC. Todos los demás coautores no tienen conflictos de intereses que revelar.

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Reimpresiones y permisos

Kennedy, SR, Lafond, M., Haworth, KJ et al. Inicio y obtención de imágenes de cavitación a partir de agentes de contraste de eco infundidos a través del catéter EkoSonic. Informe científico 13, 6191 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-33164-5

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Recibido: 20 Septiembre 2022

Aceptado: 07 abril 2023

Publicado: 16 abril 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-33164-5

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