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Methodenartikel

Thrombozyten-abgeleitete extrazelluläre Vesikelfunktionalisierung von Ti-Implantaten

2.1K Aufrufe

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DOI:

10.3791/62781

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5. August 2021

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Hier stellen wir eine Methode zur Isolierung von extrazellulären Vesikeln (EVs) vor, die von den Thrombozytenlysaten (PL) abgeleitet sind, und deren Verwendung zur Beschichtung von Titan (Ti) Implantatoberflächen. Wir beschreiben das Drop-Casting-Beschichtungsverfahren, das EVs-Freisetzungsprofil von den Oberflächen und die In-vitro-Biokompatibilität von EVs beschichteten Ti-Oberflächen.

Zusammenfassung

Extrazelluläre Vesikel (EVs) sind biologische Nanovesikel, die eine Schlüsselrolle in der Zellkommunikation spielen. Ihr Inhalt umfasst aktive Biomoleküle wie Proteine und Nukleinsäuren, die ein großes Potenzial in der regenerativen Medizin darstellen. In jüngerer Zeit haben EVs, die von Thrombozytenlysat (PL) abgeleitet wurden, eine osteogene Fähigkeit gezeigt, die mit PL vergleichbar ist. Außerdem werden Biomaterialien häufig in der Orthopädie oder Zahnrestauration eingesetzt. Hier stellen wir eine Methode zur Funktionalisierung von Ti-Oberflächen mit PL-abgeleiteten EVs zur Verfügung, um ihre osteogenen Eigenschaften zu verbessern.

EVs werden durch Größenausschlusschromatographie von PL isoliert, und anschließend werden Ti-Oberflächen mit PL-EVs durch Drop-Casting funktionalisiert. Die Funktionalisierung wird durch die Freisetzung von EVs und ihre Biokompatibilität durch den Laktatdehydrogenase (LDH) -Freisetzungsassay nachgewiesen.

Einleitung

EVs sind Membranvesikel (30-200 nm), die von jeder Zelle sezerniert werden und eine Schlüsselrolle in der Zell-zu-Zell-Kommunikation spielen, indem sie ihre Fracht liefern. Sie enthalten eine Vielzahl von aktiven Biomolekülen, die Nukleinsäuren, Wachstumsfaktoren oder bioaktive Lipide enthalten können1. Aus diesen Gründen wurden EVs auf ihren potenziellen Einsatz in Therapeutika hin untersucht. In Bezug auf Orthopädie und Knochenregeneration wurden EVs aus verschiedenen Quellen getestet. Unter ihnen wurde gezeigt, dass Thrombozyten-abgeleitete EVs einen Differenzierungseffekt auf Stammzellen induzieren und gleichzeitig ein niedriges zytotoxisch....

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Protokoll

Thrombozytenlysat (PL) wird wie zuvor beschrieben in Übereinstimmung mit den institutionellen Richtlinien3 unter Verwendung von frischen Büffelmänteln gewonnen, die von der IdISBa Biobank als Ausgangsmaterial zur Verfügung gestellt werden. Ihre Verwendung für das aktuelle Projekt wurde von ihrer Ethikkommission genehmigt (IB 1995/12 BIO).

1. EVs Isolierung von PL

  1. Entfernung größerer Körper
    1. PL bei Raumtemperatur auftauen.
    2. Zentrifuge PL bei 1.500 x g für 15 min bei 4 °C. Entsorgen Sie das Pellet, da es Zellablagerungen enthält.
    3. Sammeln Sie den Überstand und führen Sie z....

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Ergebnisse

Die in diesem Artikel vorgestellte Methode ermöglicht es, funktionalisierte Titanscheiben von Elektrofahrzeugen zu erhalten. EVs sind physisch an die Oberfläche gebunden, was eine anhaltende Freisetzung im Laufe der Zeit ermöglicht. Die Anzahl der freigesetzten EVs kann durch NTA an Tag 2, 6, 10 und 14 gemessen werden. Die ersten Messungen an Tag 2 zeigen, dass rund 109 EVs freigesetzt werden, gefolgt von einer anhaltenden Freisetzung an Tag 6 (~ 108 EVs); Tag 10 (~107 EVs) und Tag 14 (~<.......

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Diskussion

Dieses Protokoll zielt darauf ab, klare Anweisungen für die Funktionalisierung von Elektrofahrzeugen auf Ti-Oberflächen bereitzustellen. Das vorgestellte Verfahren basiert auf einer Tropfengießstrategie, bei der es sich um eine Physisorptionsart der Funktionalisierung handelt. Es gibt eine schlechte Bibliographie in Bezug auf die Funktionalisierung von Elektrofahrzeugen auf Ti-Oberflächen, obwohl es nur wenige Studien gibt, die unterschiedliche Vorteile durch die Immobilisierung von Elektrofahrzeugen auf

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Offenlegungen

Die Autoren haben nichts preiszugeben.

Danksagungen

Diese Forschung wurde vom Instituto de Salud Carlos III, Ministerio de Economía y Competitividad, kofinanziert durch den Europäischen Sozialfonds ESF und den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung EFRE (MS16/00124; CP16/00124; PI17/01605), die Direcció General d'Investigació, Conselleria d'Investigació, Govern Balear (FPI/2046/2017), und PROGRAMA JUNIOR del projecte TALENT PLUS, construyendo SALUD, generando VALOR (JUNIOR01/18), finanziert durch die nachhaltige Tourismussteuer der Balearen.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
0,8 &Mikro; m SpritzenfilterSartorius16592K
1,5 mL ZentrifugenröhrchenSPL life sciencesPLC60015
1mL SpritzeBD303174
96-Well-KulturplatteSPL life sciencesPLC30096
Absolut ethanolScharlauET0006005PWird zur Herstellung von 20 %  Ethanol mit Milli-Q® Wasser
AKTA verwendet ReinigerSystem GE Healthcare8149-30-0014
Allegra X-15R ZentrifugeBeckman Coutler392934SX4750A schwingender Rotor
Zentrifuge 5430 REppendorf5428000210F-45-48-11 Rotor
Konisches Röhrchen, konischer Boden, 50mlSPL Life SciencesPLC50050
Zytotoxizitätsnachweis Kit (LDH)Roche11644793001
Einwegspritzen 10 mlBecton DickinsonBDH307736
DMEM Low Glucose GlutamaxGIBCO21885025
Dulbecco's PBS (1x)Capricorn ScientificPBS-1A
Fetal Bovine Serum (FBS) Embrionic CertifiedGIBCO16000044
Filtropur S 0,2 µ mSpritzenfilter Sarstedt83.1826.001
HiPrep  16/60 Sephacryl  S-400 HRGE Healthcare28-9356-04Fertigteilsäulen
mesenchymalen Stammzellen der menschlichen Nabelschnur (hUC-MSC)IdISBa Biobank
Nanodrop 2000 SpektralphotometerThermoFisherND-2000
NanoSight NS300 Nanopartikel-Tracking-AnalyseMalvernNS300Gerät mit eingebettetem Laser bei λ= 532 nm und Kamera sCMOS
NadelTerumo946077135
Salpetersäure 69,5%ScharlauAC16071000
Optima L-100 XP UltrazentrifugeBeckman Schar8043-30-1124SW-32Ti Rotor
Penicillin-Streptomycin Lösung 100XBiowestL0022
pH Teststreifen 4,5-10,0SigmaP-4536
Thrombozytenlysat (PL)IdISBa BiobankGewonnen aus  Buffy-Mänteln, die nach einer Blutspende entsorgt
Zentrifugenwannen aus PolypropylenBeckman Coutler326823
Power Wave HTBioTek10340763
Schraubverschlussröhrchen, 15 ml, (LxØ): 120 x 17 mm, PP, mit AufdruckSarstedt62554502
NatriumhidroxidSharlauSO04251000
Repliken von TitanimplantatenImplantmedia, SANATitan Grad IV. Durchmesser: 6,2 mm. Höhe: 1,95 mm
Trypsin-EDTA 1 xBiowestL0930
Tryton X100SigmaT8787
aus wurden

Referenzen

  1. Van Niel, G., D'Angelo, G., Raposo, G. Shedding light on the cell biology of extracellular vesicles. Nature Reviews. Molecular Cell Biology. 19 (4), 213-228 (2018).
  2. Torreggiani, E., et al. Exosomes: novel effectors of human platelet lysate activ....

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Nachdrucke und Genehmigungen

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