用于细胞和药物输送应用的可注射超分子-纳米粒子水凝胶

我们的协议有助于制定聚合物-纳米粒子水凝胶，用作生物材料。我们希望研究人员将开发这种材料用于转化应用，并探索基本的生物学问题。PNP水凝胶很容易通过小直径针头和导管注射，但注射后迅速自我修复。

这允许药物和细胞在很长一段时间内进行非侵入性控制分娩。这项技术突破了局部治疗和延长药物释放的界限，对从癌症到组织再生到被动免疫等广泛肆虐的疾病产生了影响。要通过纳米沉淀合成纳米颗粒，在8毫升玻璃闪烁小瓶中加入50毫克PEG-PLA聚合物，并在小瓶中加入1毫升丙酮三叶草。

漩涡完全溶解。接下来，在20毫升玻璃闪烁瓶中加入10毫升超纯净水，用一个小搅拌棒将小瓶放在搅拌板上，每分钟600转。使用 200 微升移液器向小瓶水中加入一毫升聚合物溶剂溶液。

当聚合物溶剂溶液迅速分散到水中时，将形成核心壳纳米粒子。根据标准协议，通过动态光散射验证颗粒大小。然后将纳米粒子溶液转移到离心滤芯单元中，将溶液浓缩到 250 微升以下，并将纳米粒子重新注入适当的缓冲区。

要准备水凝胶，在一毫升 Luer 锁注射器中加入 333 毫克 6% HPMC-C12 库存溶液，并在 8 毫升小瓶中加入 20% 纳米粒子库存溶液中的 500 微升和 167 微升 PBS。混合后，使用针头用稀释的纳米粒子溶液填充另一个毫升 Luer 锁注射器，并将两个注射器连接到肘部搅拌机上。将两种溶液混合约 60 个周期，直到形成均匀、不透明的白色水凝胶材料。

测量已配方水凝胶的风湿特性，根据选定的几何间隙将适量的水凝胶注入锯齿状流光计板中心，并利用振荡和流量测试测量样品的机械特性。为了描述水凝胶中释放的药物，首先，使用环氧树脂密封每个管子的一端来制备玻璃毛细管。当环氧树脂设置后，使用四英寸22米皮下针将100至200微升水凝胶注入每个样品至少三根管中，并在每个水凝胶体积中小心地加入200至300微升PBS。

在适当的时候点，根据药物释放的预期时间尺度，使用针头小心地从每个毛细管中取出PBS，而不会干扰水凝胶表面，并添加新的PBS体积。研究结束后，用适当的方法分析收集的PBS阿利库特，以量化每个时间点释放的药物数量。为了描述凝胶封装胰岛素的热稳定性，将胰岛素和硫氯乙烯 T 都加载到水凝胶中，并使用 21 号仪表针将 200 微升货物和探针装载到每个样品至少三口黑色 96 井板的井中。

然后用光学透明胶粘板密封板，以防止蒸发，并将板插入装有温度控制、震动和动能读取编程的板读取器中。为了评估水凝胶封装细胞的生存能力，使用21根量表针将含有适当浓度的液凝胶150微升注入一个透明底96井板中每个样本的三口井中，并在每个水凝胶体积中加入100微升适当的细胞介质。在培养的第一天，在每个样本组的适当时间点用50微升的两毫升Calcein AM溶液替换每个水凝胶上的超自然物。

经过30分钟的孵化，通过共聚焦显微镜对每口井的中心进行成像。要评估封装细胞在注射前在注射器中沉淀的能力，将感兴趣的细胞稀释为 PBS 浓度中每毫升 6 个细胞的 1 倍 10 倍，并在室温下用 50 微升的 2 毫摩尔钙素 AM 染色细胞 10 分钟。在孵化结束时，将细胞与500至700微升水凝胶混合，并使用21米针将含有水凝胶的100至200微升细胞注入每个样本至少一个culvette的底部。

然后在注射后立即在共焦显微镜的舞台上，在播种后的一四个小时，观察细胞是否在水凝胶中安顿下来，或者它们是否仍然悬浮。凝胶的剪切稀释和自我修复能力可以分别使用流扫描和步切口协议来观察。在频率范围从每秒0.1到100个辐射范围内，使用线性粘性变频扫描实验对存储和损失moduli进行描述，揭示了固体般的特性。

通常不应该有剪切存储和损失莫杜利观察到的低频率更硬的配方交叉，而交叉事件可以预期为较弱的水凝胶配方。改变PNP水凝胶的聚合物含量会直接影响货物通过聚合物网络的扩散和材料释放的速度。PNP水凝胶还可以稳定易受热不稳定影响的货物，大大延长货物保质期，减少对冷链储存和分配的依赖。

内含内含素图案可用于调整PNP水凝胶用于细胞疗法。封装细胞可以荧光标记，以促进其可视化和量化。例如，缺乏粘附位点的配方具有较低的细胞生存能力，因为与封装的细胞和带有粘附图案（如RGD）的配方相比，封装的细胞无法增殖。

我们仍在探索配方的变化如何影响聚合物基质的风湿特征和动态网格。我们还使用 FRAP 研究水凝胶中分子的扩散。这些材料可用于提出新的生物学问题，说明持续分娩如何影响药物输送、疫苗开发或癌症免疫治疗。