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El sellado y llenado de partículas son dos de los pasos más críticos en este protocolo. Las partículas se llenaron con sal de sodio fluoresceína para demostrar el llenado ideal y algunos errores comunes. Se utilizó sal de sodio fluoresceína en lugar del antígeno RABV para facilitar la visualización. Durante el llenado, es importante dispensar la solución en el fondo de los núcleos de partículas, luego dejar suficiente tiempo para que el solvente / agua se evapore. Una vez completado, un depósito del soluto permanece en el fondo del núcleo de la partícula (Figura 1A). Una vez lleno, es fundamental sellar las partículas correctamente. La Figura 1B muestra varios resultados (exitosos y no exitosos) del proceso de sellado. Después de 12 s de tiempo de sellado, queda una vía distinta desde el centro de la partícula hasta el exterior de la partícula, lo que demuestra una partícula que no está completamente sellada. Por el contrario, si se deja sellar durante 36 s, el PLGA se funde casi por completo, lo que resulta en una microestructura con un perfil poco profundo. La morfología ideal se puede visualizar cuando las partículas están selladas durante 18 y 24 s, ya que contienen carga completamente encapsulada por el polímero mientras mantienen una estructura de partícula. La Figura 1C muestra varios resultados potenciales después del llenado y sellado. Durante la dispensación, si el solvente no llega al fondo de la partícula, deja el soluto seco en el medio del núcleo de la partícula (relleno incorrectamente); Aunque estas partículas aún pueden sellarse, la carga deficiente de la carga puede limitar la eficiencia de carga. Si las partículas se llenan con demasiada carga (sobrellenadas), el proceso de sellado se inhibe, ya que la carga evita que el PLGA fluya sobre la abertura. Cuando se llenan y sellan correctamente, las partículas de esta geometría son lo suficientemente pequeñas como para caber fácilmente dentro de una aguja de 19 G. Además, 10 partículas fluyeron consistentemente a través de una aguja de 19 G (100% ± 0%) cuando se inyectaron con una solución viscosa como carboximetilcelulosa al 2% (Figura suplementaria 7).

Figura 1: Problemas comunes con el proceso de llenado y sellado . (A) Las imágenes muestran la evaporación del disolvente después de un ciclo de llenado, donde las partículas se cargan con 6 nL de sal de sodio fluoresceína de 100 mg / ml disuelta en agua. (B) Imágenes representativas de partículas de PLGA 502H eliminadas del proceso de sellado a los 0, 12, 18, 24 y 36 s. (C) Diferentes resultados del proceso de sellado cuando las partículas se llenan correctamente, incorrectamente o sobrellenadas. Las imágenes se generan apilando varias imágenes y fusionándolas utilizando el software de apilamiento de enfoque. Barra de escala = 200 μm. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Procesar el antígeno a través de un filtro de espín antes de cargarlo en las partículas es importante por dos razones. En primer lugar, la centrifugación sirve para eliminar los excipientes madre en la solución de la vacuna, que pueden limitar la capacidad de carga de partículas mientras retienen el antígeno RABV. El protocolo actual purifica el antígeno aproximadamente 50 veces. En segundo lugar, el antígeno también se concentra durante este proceso. La Figura 2A muestra una micrografía de viriones RABV intactos en la muestra concentrada de antígeno. Este antígeno está aproximadamente 4,4 veces más concentrado que la solución madre inicial (Figura 2B). La cantidad de antígeno inicialmente cargado en los filtros centrífugos de centrifugado puede modificarse para modular la concentración de pliegue final alcanzada. Por ejemplo, la carga de 40 μL de antígeno madre da como resultado una concentración aproximada de 1,75 veces. La figura suplementaria 8 demuestra la importancia del vórtice (paso 5.15) en el proceso de concentración. Descuidar el vórtice o vortex incorrectamente las muestras limita el proceso de concentración.

Figura 2: Concentración de antígeno. La concentración de antígeno por filtración centrífuga mostrada por microscopía electrónica de transmisión (A) y confirmada por ELISA (B). Las barras de error indican la desviación estándar. El análisis estadístico se realiza utilizando las múltiples pruebas de comparación de Tukey con ANOVA unidireccional. **p < 0.01, ****p < 0.0001. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
La figura 3A muestra el antígeno concentrado rellenado en partículas selladas y sin sellar. Aunque una cantidad significativa de antígeno se carga en las partículas (0,0469 ± 0,0086 UI), este material comprende el <90% de la capacidad de partículas, dejando un amplio espacio para la carga de antígeno adicional. Curiosamente, las partículas no selladas solo contienen 0.0396 ± 0.0077 UI, que comprenden solo el 85% ± el 16% de la cantidad total cargada. Aunque es una pérdida estadísticamente insignificante, parte del antígeno RABV puede haberse desnaturalizado durante la rehidratación y el secado repetidos en el proceso de llenado. Después del sellado, el 69% ± el 5% del antígeno permanece encapsulado en forma bioactiva. Aunque esto sugiere que se produce una pérdida significativa durante el proceso de sellado debido al estrés térmico, la mayor parte del antígeno viral inactivado permanece intacto (Figura 3B). La coencapsulación de excipientes estabilizadores junto con el antígeno es una posible estrategia para aumentar aún más la estabilidad del antígeno durante todo el proceso de fabricación, y anteriormente ha tenido éxito con otros antígenos de virus inactivados14,15.

Figura 3: Antígeno RABV bioactivo después de la fabricación de partículas . (A) Las imágenes muestran partículas no selladas y selladas que contienen el antígeno RABV. (B) Estabilidad del antígeno a través del proceso de fabricación de partículas (n = 4). El control de carga se genera al dispensar el antígeno directamente en la solución. Las barras de error indican la desviación estándar. Barra de escala = 200 μm. El análisis estadístico se realiza utilizando las múltiples pruebas de comparación de Tukey con ANOVA unidireccional. *p < 0,05. Las imágenes se generan apilando varias imágenes y fusionándolas utilizando el software de apilamiento de enfoque. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura complementaria 1: Dimensiones de partículas, fiduciales y matrices. La figura muestra las propiedades geométricas de la estrella fiducial de cuatro puntas (A), la micropartícula cilíndrica (B), la estrella fiducial de cinco puntas (C) y una matriz de partículas con fiduciales (D) mostradas en el software CAD. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 2: Esta figura muestra una sección transversal de la estructura colocada en el horno para curar moldes PDMS. Las flechas indican dónde se aplican las abrazaderas aglutinantes. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 3: Técnica adecuada para recuperar eficientemente antígeno concentrado. Al final del primer giro, la muestra concentrada marcada en rojo (A) se retiene en el filtro, mientras que el filtrado se recoge en el fondo del tubo de recolección (tubo exterior más grande). Para resuspender el antígeno granulado, la unidad de filtro centrífugo se tapa utilizando el tubo de recolección (B) en preparación para el vórtice. Al vortex, la punta del tubo se mantiene en contacto con la almohadilla de vórtice y el extremo de la tapa gira mientras se mantiene un ángulo de 45 ° con la almohadilla de vórtice (C). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 4: Dispensador piezoeléctrico de programación previa a la ejecución. (A) Configure la función "Buscar puntos de referencia de destino" navegando desde la "pestaña principal" a la función Configuración del robot > función >div. Miscelánea > Buscar puntos de referencia de destino. Utilice los botones resaltados en azul para establecer las marcas fiduciarias. Primero, seleccione Aprender plantilla y dibuje un cuadro alrededor de la marca fiduciaria de interés, verifique la precisión de la plantilla haciendo clic en Buscar plantilla y guarde la plantilla. Haga esto para las estrellas de cuatro y cinco puntas y guarde los nombres de archivo de acuerdo con las instrucciones en Usar dos imágenes de plantilla diferentes. A continuación, asegúrese de que todos los parámetros de las cajas negras coincidan. Cargue la estrella fiducial de cuatro puntas utilizando la plantilla de carga (cuadro verde). Guarde el programa "Buscar puntos de referencia de destino" seleccionando Lista de tareas (cuadro naranja). (B) Configure la opción Ejecutar navegando a la pestaña Configuración del robot > Tareas, luego cargue la secuencia de tareas que se muestra en el cuadro azul agregando tareas de la Lista de tareas (cuadro negro) utilizando las selecciones Tarea en ejecución (cuadro verde). Finalmente, guarde la tarea (cuadro naranja). (C) Configure el "Sustrato objetivo" navegando hasta la Configuración del robot > Sustrato objetivo, luego agregue un objetivo (cuadro azul). (D) Introduzca los parámetros que se muestran aquí y seleccione Guardar (cuadro azul). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 5: Carga del antígeno y calibración de la alineación de la desgastación. (A) Navegue hasta la pestaña Configuración de la boquilla > Tarea de tareas y aspire 10 μL del antígeno en la punta dispensadora seleccionando TakeProbe10 uL (caja negra) y haciendo clic en DO (caja negra). (B) Esto abre una ventana separada. Seleccione el pocillo en el que se cargó el antígeno concentrado y seleccione OK (cuadro azul). (C) Después de que el antígeno haya sido aspirado, lave la punta seleccionando la caja azul y repita este lavado dos veces más. Seleccione la cámara (caja negra) y determine el volumen de caída seleccionando el volumen de caída (caja verde). Asegúrese de que se está formando una caída estable con una desviación estándar de volumen (%) <2 (caja naranja). (D) Siguiendo estos pasos se abrirá la Snap Drop Cam; seleccione Imagen (cuadro azul) en el menú desplegable y seleccione Nozzle Head Camera Wizard (Asistente para cámara de cabeza de boquilla). Esto abre una nueva ventana. Realice la siguiente secuencia de pasos rápidamente. (E) Asegúrese de que el objetivo establecido en la Figura suplementaria 4 esté cargado, luego seleccione Mover al destino (cuadro azul). Ajuste las gotas a 15 y seleccione Spot (caja negra). Una vez detectado, seleccione inmediatamente Mover (cuadro verde). Asegúrese de que la opción Búsqueda automática esté seleccionada y elimine el tamaño de partícula = 12, luego haga clic en Inicio (cuadros naranjas). Si la detección automática falla, repita este proceso después de moverse a un área diferente en la diapositiva (cuadro púrpura). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 6: Programación de la matriz de detección y comienzo de la ejecución. (A) Desplácese hasta la configuración del destino > destino, luego complete los parámetros que se muestran en el cuadro azul. (B) A continuación, navegue hasta la pestaña "Configuración de campo" e ingrese 20 en el no. del campo Gotas (cuadro azul), seleccione un pocillo (cuadro negro) y, a continuación, seleccione los objetivos/partículas en los que desea dispensar (cuadro verde). Al seleccionar un pozo diferente y volver a seleccionar los objetivos / partículas, se realizan ciclos de llenado adicionales durante una sola ejecución. (C) En la pantalla principal, asegúrese de que la ejecución y el destino creados en la Figura complementaria 5 estén seleccionados. (D) Navegue hasta la pestaña "Ejecutar" y seleccione Iniciar ejecución (cuadro azul). Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 7: Inyectabilidad de micropartículas. (A-C) Imágenes estereoscópicas apiladas de enfoque de micropartículas llenas de sal de fluoresceína sódica y selladas en una aguja de 19 G. (D) Se inyectaron un total de 10 partículas a través de una aguja de 19 G utilizando una solución de carboximetilcelulosa al 2% (n = 8). Barra de escala = 1 mm. Las barras de error indican la desviación estándar. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Figura complementaria 8: Problemas potenciales con la concentración de antígenos. La línea roja indica el aumento esperado del pliegue en la concentración. Las barras de error indican la desviación estándar. El análisis estadístico se realizó utilizando las múltiples pruebas de comparación de Tukey con ANOVA unidireccional. p < 0,001, ****p < 0,0001. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Archivo complementario 1: Preparación de tampones y soluciones para RABV ELISA. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Archivo de codificación suplementario 1: archivo STL que contiene matriz de partículas. Haga clic aquí para descargar este archivo.
Archivo de codificación complementaria 2: archivo STL que contiene geometría para el portaportaobjetos personalizado utilizado para sellar partículas. Haga clic aquí para descargar este archivo.