يوضح البروتوكول المقدم هنا تخليق جيلاتين هيدروجيل لاصق قوي o-nitrosobenzaldehyde (الجيلاتين-NB). يتمتع Gelatin-NB بقدرة سريعة وفعالة على التصاق الأنسجة ، والتي يمكن أن تشكل حاجزا ماديا قويا لحماية أسطح الجروح ، لذلك من المتوقع أن يتم تطبيقه في مجال التكنولوجيا الحيوية لإصلاح الإصابات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تخليق هيدروجيل لاصق قوي ، جيلاتين O-نيتروسوبنزالديهيد
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
أصبحت المواد اللاصقة مواد حيوية شائعة في مجال الهندسة الطبية الحيوية والأنسجة. في عملنا السابق ، قدمنا مادة جديدة - الجيلاتين o-nitrosobenzaldehyde (الجيلاتين-NB) - والتي تستخدم أساسا لتجديد الأنسجة وتم التحقق من صحتها في النماذج الحيوانية لإصابة القرنية ومرض التهاب الأمعاء. هذا هيدروجيل جديد يتكون عن طريق تعديل الجيلاتين البيولوجي مع o-nitrosobenzaldehyde (NB). تم تصنيع الجيلاتين-NB عن طريق تنشيط مجموعة الكربوكسيل من NB-COOH والتفاعل مع الجيلاتين من خلال 1- (3-ثنائي ميثيل أمينوبروبيل) -3-إيثيل كاربوديميد هيدروكلوريد (EDC) و N-hydroxysuccinimide (NHS). تم تنقية المركب الذي تم الحصول عليه لتوليد المنتج النهائي ، والذي يمكن تخزينه بثبات لمدة 18 شهرا على الأقل. NB لديه التصاق قوي ب -NH2 على الأنسجة ، والتي يمكن أن تشكل العديد من روابط C = N ، وبالتالي زيادة التصاق الجيلاتين-NB بواجهة الأنسجة. تتضمن عملية التحضير خطوات لتوليف مجموعة NB-COOH ، وتعديل المجموعة ، وتوليف الجيلاتين-NB ، وتنقية المركب. الهدف هو وصف عملية التوليف المحددة للجيلاتين-NB بالتفصيل وإظهار تطبيق الجيلاتين-NB لإصلاح الضرر. علاوة على ذلك ، يتم تقديم البروتوكول لزيادة تعزيز وتوسيع طبيعة المواد التي ينتجها المجتمع العلمي لسيناريوهات أكثر قابلية للتطبيق.
المقدمة
هيدروجيل هو نوع من البوليمر ثلاثي الأبعاد يتكون من تورم الماء. على وجه الخصوص ، يستخدم الهيدروجيل المشتق من مصفوفة خارج الخلية على نطاق واسع في مجال التخليق الحيوي والطب التجديدي بسبب توافقه الحيوي الممتاز وفعاليته العلاجية1. تم الإبلاغ عن الهلاميات المائية لعلاج قرحة المعدة والتهاب الأعصاب واحتشاء عضلة القلب2،3،4 وأمراض أخرى. علاوة على ذلك ، فقد ثبت أن الجيلاتين-NB يمكن أن يعزز نتائج التهاب الأمعاء غير الالتهابي (IBD)5. تشمل الهلاميات المائية التقليدية صمغ جيلان ، جيلاتين ، حمض الهيالورونيك ، بولي إيثيلين جلايكول (PEG) ، طبقات ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم شراء الفئران C57BL / 6 من كلية الطب بجامعة تشجيانغ مستشفى السير ران ران شو. تم شراء الأرانب النيوزيلندية من جامعة تشجيانغ. تم الحفاظ على الحيوانات في ظروف دورة الضوء والظلام الطبيعية وأعطيت الطعام ومياه الشرب بحرية. تمت الموافقة على جميع الإجراءات التجريبية أخلاقيا من خلال المبادئ التوجيهية المؤسسية للمبادئ التوجيهية القياسية للجنة أخلاقيات جامعة تشجيانغ (ZJU20200156) وكلية الطب بجامعة تشجيانغ السير ران ران شو مستشفى رعاية واستخدام الحيوان ، والتي تتوافق مع دليل المعاهد الوطنية للصحة لرعاية واستخدام المختبر (SRRSH202107106).
1. توليف NB-COOH
- تحضير 4-هيدروكسي-3- (ميثوكسي-D3) بنزالديهايد (8.90 جم ، 58.5 مللي مول ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
يوضح الشكل 2 أ مخططا للتفاعلات الكيميائية الرئيسية التي ينطوي عليها تخليق الجيلاتين-NB ، والذي يعزز تكامل الأنسجة عن طريق تطعيم مجموعات NB على الجيلاتين. يوضح الشكل 2B أن O-nitrobenzene الخاص بهيدروجيل الجيلاتين-NB يتحول إلى مجموعة NB مباشرة بعد تشعيع الأشعة فوق البنفسجية ، ومن ثم يمكن ربط مجموعة الألدهيد النشطة بمجموعة أمينية لتشكيل قاعدة شيف. يشير الشكل 2C إلى أن النسب المختلفة لمجموعات NB يمكن أن تؤدي إلى هياكل متشابكة مختلفة من .......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
المواد اللاصقة هي فئة جديدة من المواد. يلتزم المزيد والمزيد من الباحثين بتوليف أنواع مختلفة من المواد اللاصقة ، ويحاولون العثور على تطبيقاتهم في التكنولوجيا الحيوية وهندسة الأنسجة والطب التجديدي وغيرها من المجالات ، مما أدى إلى تطور قوي في السنوات الأخيرة. بالإضافة إلى التركيز على الالتصاق القوي للمواد اللاصقة ، يولي الباحثون أيضا مزيدا من الاهتمام للخصائص الأخرى ، مثل قابلية الحقن ، والشفاء الذاتي ، والرقئ ، ومضاد للبكتيريا ، والإزالة الخاضعة للرقابة ، وما إلىذلك 13. توسع هذه التطبيقات الجديدة بش.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| 1- (3 ثنائي ميثيل أمينوبروبيل) -3-إيثيل كاربوديميد هيدروكلوريد (EDC) | علاء الدين | L287553 | |
| 4-هيدروكسي -3- (ميثوكسي -D3) بنزالديهايد | شنغهاي Acmec Biochemical Co.، Ltd | H946072 | |
| DCM | علاء الدين | D154840 | |
| ثنائي كلورو ميثان | سيجما ألدريتش | 270997 | |
| ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) | سيجما ألدريتش | 20-139 | |
| ثنائي ميثيل فورماميد (DMF) | سيجما ألدريتش | PHR1553 | |
| الجيلاتين | سيجما ألدريتش | 1288485 | |
| كبريتات المغنيسيوم | سيجما ألدريتش | M7506 | |
| MeOH | سيجما ألدريتش | 1424109 | |
| ميثيل 4- (4-فورميل -2-ميثوكسي فينوكسي ميثوكسي فينيل) حمض البيوتانويك إستر ميثيل | كيمسآر سي | 141333-27-9 | |
| ميثيل 4-بروموبوتيرات | علاء الدين | M158832 | |
| NaBH4 | سيجما ألدريتش | 215511 | |
| N-هيدروكسي سوكسينيميد (NHS) | علاء الدين | D342712 | |
| حمض النيتريك | سيجما ألدريتش | 225711 | |
| كربونات البوتاسيوم | سيجما ألدريتش | 209619 | |
| SEM (نوفا نانو 450) | Thermo FEI | 17024560 | |
| THF / EtOH | علاء الدين | D380010 | |
| حمض ثلاثي فلورو أسيتيك (TFA) | سيجما ألدريتش | 8.0826 |
المراجع
- Tam, R. Y., Smith, L. J., Shoichet, M. S. Engineering cellular microenvironments with photo- and enzymatically responsive hydrogels: toward biomimetic 3D cell culture models. Accounts of Chemical Research. 50 (4), 703-713 (2017).
- Xu, X., et al.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
