حقن فوق الجزيئية البوليمر نانوجسيمات هيدروجيلس لتطبيقات توصيل الخلايا والمخدرات

يسهل بروتوكولنا صياغة هيدروجيلات البوليمر النانوية لاستخدامها كمواقع حيوية. ونأمل أن يطور الباحثون هذه المواد للتطبيقات التحويلية واستكشاف المسائل البيولوجية الأساسية. يتم حقن الهيدروجيلات PNP بسهولة من خلال الإبر الصغيرة القطر والقسطرة، ولكن بسرعة الذاتي شفاء بعد الحقن.

وهذا يسمح بتوصيل الأدوية والخلايا غير الغازية الخاضعة للرقابة على مدى جداول زمنية طويلة. هذه التكنولوجيا يدفع حدود العلاج الموضعي وإطلاق المخدرات الموسعة، مع ما يترتب على ذلك من آثار على ظروف مستعرة واسعة من السرطان لتجديد الأنسجة إلى التحصين السلبي. لتجميع جزيئات النانو عن طريق هطول الأمطار نانو، إضافة 50 ملليغرام من البوليمر PEG-PLA إلى قارورة التلألؤ الزجاج ثمانية ملليلتر وإضافة ملليلتر واحد من أسيتونيتريل إلى القارورة.

دوامة لتذوب تماما. أضف بعد ذلك 10 ملليلتر من الماء النقي للغاية إلى قارورة تلألؤ زجاجية سعة 20 ملليلتر مع شريط ضجة صغير ووضع القارورة على لوحة ضجة تم تعيينها إلى 600 ثورة في الدقيقة. استخدام ماصة 200 ميكرولتر لإضافة ملليلتر واحد من محلول المذيبات البوليمر دروبوايز إلى قارورة الماء.

سوف تتشكل الجسيمات النانوية الأساسية القشرة كما يتم توزيع محلول المذيبات البوليمر بسرعة في جميع أنحاء الماء. تحقق من حجم الجسيمات عن طريق تشتت الضوء الديناميكي وفقا للبروتوكولات القياسية. ثم نقل محلول نانو الجسيمات إلى وحدة تصفية الطرد المركزي لتركيز الحل إلى أقل من 250 ميكرولتر وإعادة إنفاق الجسيمات النانوية في عازل مناسب.

لإعداد الهيدروجيل، أضف 333 ملليغرام من محلول مخزون HPMC-C12 بنسبة 6٪ إلى حقنة قفل Luer ملليلتر واحد وأضف 500 ميكرولتر من محلول مخزون الجسيمات النانوية بنسبة 20٪ و167 ميكرولتر من PBS إلى قارورة ثمانية ملليلتر. بعد خلط, استخدام إبرة لملء آخر واحد ملليلتر لوير قفل حقنة مع محلول نانو الجسيمات المخففة وإرفاق المحاقن اثنين إلى خلاط الكوع. امزج الحلين لمدة 60 دورة تقريبا حتى تتشكل مادة هيدروجيل بيضاء متجانسة ومعتمة.

لقياس الخصائص الريولوجية للهيدروجيل المصاغ، قم بحقن الحجم المناسب من الهيدروجيل وفقا للفجوة الهندسية المختارة في مركز لوحة الريمتر المسننة واستخدم اختبارات التذبذب والتدفق لقياس الخصائص الميكانيكية للعينة. لتوصيف إطلاق المخدرات من الهيدروجيل، أولا، وإعداد الشعيرات الدموية الزجاج باستخدام الايبوكسي لختم نهاية واحدة من كل أنبوب. عندما تم تعيين الايبوكسي، واستخدام إبرة قياس 22 أربعة بوصة تحت الجلد لحقن 100 إلى 200 ميكرولتر من الهيدروجيل في ما لا يقل عن ثلاثة أنابيب لكل عينة، وإضافة بعناية 200 إلى 300 ميكرولتر من برنامج تلفزيوني على كل حجم من الهيدروجيل.

في النقاط الزمنية المناسبة ، وفقا للمقياس الزمني المتوقع لإطلاق المخدرات ، استخدم إبرة لإزالة برنامج تلفزيوني بعناية من كل الشعيرات الدموية دون إزعاج سطح الهيدروجيل وإضافة حجم جديد من برنامج تلفزيوني. عند الانتهاء من الدراسة، وتحليل aliquots PBS التي تم جمعها مع طريقة مناسبة لتحديد كمية الدواء الصادرة في كل نقطة زمنية. لتوصيف الاستقرار الحراري للأنسولين المغلفة هلام، تحميل كل من الأنسولين وتيوفلافين T في هيدروجيل كما هو موضح واستخدام إبرة قياس 21 لحقن 200 ميكرولتر من البضائع والتحقيق تحميل هيدروجيل في ما لا يقل عن ثلاثة آبار من لوحة سوداء 96 جيدا لكل عينة.

ثم ختم لوحة مع ختم لوحة لاصقة واضحة بصريا لمنع التبخر وإدراج لوحة في قارئ لوحة مجهزة التحكم في درجة الحرارة، والهز والبرمجة قراءة الحركية. لتقييم قابلية الخلية المغلفة الهيدروجيل، استخدم إبرة قياس 21 لحقن 150 ميكرولتر من الهيدروجيل تحتوي على التركيز المناسب للخلايا في كل بئر من الآبار الثلاثة لكل عينة في لوحة صافية من 96 بئرا وإضافة 100 ميكرولتر من وسط الخلية المناسبة إلى كل مجلد من الهيدروجيل. في اليوم الأول من الثقافة، استبدل الناموست على كل هيدروجيل في النقطة الزمنية المناسبة لكل مجموعة عينة ب 50 ميكرولتر من محلولين من ميليمولار كالسين AM.

بعد حضانة لمدة 30 دقيقة ، صورة مركز كل بئر عن طريق المجهر confocal. لتقييم قدرة الخلايا المغلفة على الاستقرار في حقنة قبل الحقن ، تمييع الخلايا ذات الأهمية إلى مرة واحدة 10 إلى ست خلايا لكل ملليلتر في تركيز PBS ووصمة عار الخلايا مع 50 ميكرولتر من اثنين من المليمولار Calcein AM لمدة 10 دقائق في درجة حرارة الغرفة. في نهاية الحضانة، اخلطي الخلايا مع 500 إلى 700 ميكرولتر من الهيدروجيل كما هو موضح واستخدم إبرة قياس 21 لحقن 100 إلى 200 ميكرولتر من الخلايا التي تحتوي على الهيدروجيل في الجزء السفلي من كوفيت واحد على الأقل لكل عينة.

ثم صورة cuvettes الكذب شقة على جانبيها على خشبة المسرح من المجهر الكونف البؤري مباشرة بعد الحقن وفي ساعة وأربع ساعات بعد البذر لمراقبة ما إذا كانت الخلايا قد استقرت في الهيدروجيل أو ما إذا كانت قد ظلت معلقة. يمكن ملاحظة ترقق القص وقدرات الشفاء الذاتي للجل باستخدام اكتساح التدفق وبروتوكولات القص التدريجي ، على التوالي. إن توصيف معامل التخزين والخسارة باستخدام تجربة اكتساح تردد القص المتذبذب في النظام اللزوجي الخطي عند التردد يتراوح من 0.1 إلى 100 راديان في الثانية يكشف عن الخصائص الصلبة الشبيهة.

لا ينبغي أن يكون هناك عادة كروس من تخزين القص وفقدان moduli لوحظ في ترددات منخفضة لصياغات أكثر صلابة، في حين يمكن توقع أحداث كروس لصياغات هيدروجيل أضعف. ويمكن أن يكون لتفاوت محتوى البوليمر في الهيدروجيلات PNP تأثير مباشر على انتشار البضائع من خلال شبكة البوليمر ومعدل الإطلاق من المواد. كما يمكن أن تعمل الهيدروجيلات PNP على تثبيت البضائع المعرضة لعدم الاستقرار الحراري، مما يؤدي إلى إطالة عمر صلاحية الشحن بشكل كبير وتقليل الاعتماد على تخزين السلسلة الباردة وتوزيعها.

إدراج زخارف integrin يمكن أن تكون مفيدة لتكييف الهيدروجيلات PNP للعلاجات الخلوية. يمكن تسمية الخلايا المغلفة بفلورسنت لتسهيل تصورها وتحديدها كميا. على سبيل المثال، التركيبات التي تفتقر إلى مواقع الالتصاق سيكون لها قدرة منخفضة على البقاء في الخلية حيث تفشل الخلايا المغلفة في الانتشار مقارنة بالخلايا المغلفة والصياغات ذات زخارف التصاق، مثل RGD.

ما زلنا نستكشف كيف تؤثر التغيرات في التركيبة على الخصائص الريولوجية والشبكة الديناميكية لمصفوفة البوليمر. نحن نستخدم أيضا FRAP لدراسة انتشار الجزيئات داخل الهيدروجيل. ويمكن استخدام هذه المواد لطرح أسئلة بيولوجية جديدة حول كيفية تأثير الولادة المستدامة على تسليم الأدوية أو تطوير اللقاح أو العلاج المناعي للسرطان.