Génération d'alginate de microsphères pour des applications biomédicales

Dans les sections suivantes, nous décrivons les procédures pour la préparation d'alginate de microsphères pour une utilisation dans des applications biomédicales. Nous spécifiquement illustrent une technique pour créer alginate multicouche microsphères dans le double but de la cellule et l'encapsulation de protéines en tant que traitement potentiel pour les diabétiques de type 1.

Je m’appelle Goldie Ana et je suis une étudiante de premier cycle qui travaille dans le laboratoire du Dr Eric Bras à l’Institut de technologie de l’Illinois. Dans cette présentation vidéo, je décrirai les techniques d’utilisation des microbilles d’algine en génie biomédical, plus précisément dans le domaine de l’ingénierie cellulaire et tissulaire. Tout le travail décrit ici a été réalisé en collaboration avec le laboratoire du Dr Emmanuel OPA de l’Institut de médecine régénérative de Wake Forest.

Je présenterai des techniques de fabrication de microbilles de gin pour l’administration de médicaments et l’encapsulation cellulaire. Enfin, je vais faire la démonstration d’une nouvelle procédure que nous avons mise au point dans notre laboratoire pour générer des microcaps d’algèbre multicouches qui peuvent être utilisés à la fois comme cellule et comme protéine. L’alginate est composé de résidus d’acide bêta-D onique et d’acide alpha-luronique dans des séquences variables.

solution d’alginates se réticulent pour former un gel en présence d’un cation multivalent, tel que le calcium deux plus, qui est le plus couramment utilisé. Des chercheurs ont étudié l’utilisation de microbilles d’algues pour l’encapsulation de cellules et de protéines. Les propriétés des hydrogels d’algues peuvent varier en fonction de leurs conditions de synthèse avec des propriétés intrinsèquement différentes, qui, par exemple, peuvent être utilisées pour régler la cinétique de libération.

Les microbilles d’alginate ont été utilisées pour de nombreuses applications très diverses, notamment l’encapsulation de protéines, l’administration de médicaments, l’encapsulation cellulaire et comme ingrédient dans les sciences alimentaires telles que la gastronomie moléculaire. Nous commençons par préparer une solution d’alginate de couche interne. Ajoutez 25 millimolaires de heis, 118 millimolaires de chlorure de sodium, 5,6 millimolaires de chlorure de potassium et 2,5 millimolaires de chlorure de magnésium à de l’eau désionisée et agitez soigneusement pour vous assurer que tous les réactifs sont dissous.

Ajustez le pH à 7,4, ce qui est cohérent avec les conditions physiologiques. Mesurez toute la poudre pour obtenir la concentration souhaitée et transférez-la dans la solution inter-allergènes préparée. Placez la solution sur une machine vortex jusqu’à ce que toute la poudre soit dissoute, ce qui donne une solution visqueuse claire.

Préparez la solution de réticulation en ajoutant 10 millimolaires de tampon heis et 100 millimolaires de chlorure de calcium dans de l’eau désionisée. Agitez soigneusement la solution et ajustez son pH à 7,4. Ajouter 10 millilitres de solution de réticulation dans un bécher.

Transférez l’alginate dans une seringue munie d’une aiguille du calibre souhaité. Positionnez l’aiguille perpendiculairement à la solution de réticulation et éjectez lentement les gouttelettes dans la solution de réticulation, permettant la formation de billes sphériques afin de fabriquer un grand volume de microbilles de taille constante. Une micro-encapsulation d’erreur à deux canaux peut être utilisée.

Chargez la solution d’algénate dans la seringue et ouvrez la valve de l’enveloppe d’air, puis la valve de l’enveloppe d’alginate, ce qui permet d’éjecter les gouttelettes dans un ballon contenant la solution de réticulation. Laisser incuber les billes Dans la solution pendant 15 minutes. Les microbilles doivent être lavées trois fois avec une solution de 22 millimolaires.

Le chlorure de calcium et les algènes salins normaux Microcaps ont fait l’objet de recherches approfondies pour l’encapsulation des cellules. Par exemple, une méthode proposée pour traiter le diabète de type 1 consiste à transplanter des paupières de donneur chez un patient afin d’éviter le rejet des cellules autologues. Cependant, les patients doivent prendre des médicaments immunosuppresseurs qui compromettent leur système immunitaire.

Encapsulation d’alis dans un bac. Des matériaux tels que l’alginic peuvent éviter le besoin de médicaments immunosuppresseurs. Un enrobage de polyol, d’ornithine ou de PLO est ajouté autour du microbe alginique qui servirait de membrane semi-perméable.

Une fine monocouche d’alginate est ajoutée autour de l’enrobage PLO qui aide à limiter la réponse inflammatoire. Le PLOI, chargé positivement, interagit ironiquement avec l’alginate, ce qui donne lieu à un revêtement autour du cordon qui sert de membrane sélective permanente. Une monocouche d’alginate est ensuite créée autour de l’enrobage de PLO afin de masquer sa charge positive et de limiter la réponse inflammatoire.

Après la transplantation, créer une solution à 0,1 % de poly l ornithine en dissolvant PLO dans une solution saline normale. Ajouter la solution PLO aux microbilles d’alginate et placer sur un vortex pendant 30 minutes pour laisser aux microbilles d’algues suffisamment de temps pour interagir avec la solution PLO. Retirez le liquide environnant et effectuez trois lavages pendant deux minutes chacun avec 22 millimolaires de chlorure de calcium dans une solution saline normale.

Ajoutez une solution d’alginate aux microbilles enrobées de PLO et placez-les sur un vortex pendant cinq minutes. Effectuez trois lavages de deux minutes chacun, en utilisant une solution saline normale de 0,9 pour éliminer tout alginique non lié. Une fois les lavages terminés, vous pouvez stocker les billes en les plaçant dans une solution de chlorure de calcium.

L’une des limites de la cellule est que de nombreuses cellules meurent en raison d’un manque d’approvisionnement en sang breveté qui fournit de l’oxygène, du glucose et d’autres nutriments vitaux aux cellules lors de la transplantation angiogenèse, la croissance des vaisseaux sanguins à partir de vaisseaux sanguins préexistants peut être stimulée par l’administration de protéines angiogéniques thérapeutiques telles que le facteur de croissance des fibroblastes un ou FGF un, ou facteur de croissance de l’endothélium vasculaire ou VEGF. Notre laboratoire a précédemment montré qu’un faible niveau constant de libération de FGF un favorise une vascularisation stable par rapport à une dose de bolus élevée. Nous avons mis au point un nouveau procédé pour créer des microbilles d’algues multicouches, la couche alginique externe importante au lieu d’une simple couche mince et unique traditionnellement utilisée.

Notre système d’administration de médicaments a le double objectif d’encapsulation cellulaire et protéique, où, par exemple, le s peut être encapsulé dans le noyau interne et les protéines angiogéniques telles que le FGF one dans la région alginique externe. La libération de protéines thérapeutiques coûterait la formation de nouveaux vaisseaux sanguins vers les sites de greffe, augmentant ainsi la viabilité des cellules insulaires. L’allergène multicouche au niveau des microbilles sert à la fois l’encapsulation des cellules et des protéines.

Une région allergène externe importante au lieu d’une monocouche monocouche utilisée de manière conventionnelle est créée autour du revêtement PLO et peut être utilisée comme région pour l’encapsulation des protéines. La libération de protéines thérapeutiques de la région alginique externe servirait à provoquer la germination des vaisseaux vers le site de transplantation. Cela fournirait, en théorie, un apport sanguin breveté qui distribue des nutriments vitaux aux cellules encapsulées, augmentant ainsi la viabilité de la cellule.

La procédure de fabrication de microbilles d’algénate multicouches est similaire à celle décrite précédemment. Des microbilles d’algénate contenant des cellules sont synthétisées, suivies de la construction d’un revêtement A PLO. Cependant, dans la dernière étape, la couche externe est créée en réticulant l’alginate dans une solution de chlorure de calcium au lieu d’une solution saline.

Pour créer des microbilles de ginotte multicouches, commencez par transférer les microbilles enrobées de PLO contenues dans la solution dans une passoire cellulaire pour éliminer l’excès de liquide, transférez les billes sur une surface plane telle que du perfil ou une boîte de Pétri, transférez la solution allergène externe sur les microbilles et laissez-la incuber pendant 45 minutes. Ensuite, retirez l’excès de solution allergène externe à l’aide d’une pipette, transférez les microbilles dans une solution de chlorure de calcium, réticulant ainsi l’alginate pour former la couche externe. Effectuez trois lavages de deux minutes chacun.

À l’aide d’un panel de chlorure de calcium de deux millimolaires et de solution saline. A montre la surface d’une microbille de ginotte, qui contraste avec le panneau B, où l’on peut voir une importante couche externe d’allergènes. Le panneau C montre une image d’une microbille d’algénate multicouche avec une protéine marquée par fluorescence encapsulée dans la couche externe.

La taille de la couche externe d’algénate peut varier en fonction de la composition et de la concentration de l’algénate utilisé, il a utilisé le profil de libération du FGF un à partir d’alginate multicouche. Les microbilles peuvent varier en fonction des conditions utilisées pour synthétiser la couche externe. Dans toutes les conditions, la libération en rafale se fait dans les quatre premières heures, mais la libération du FGF one se poursuit jusqu’à 30 jours.

La libération à long terme de FGF a le potentiel de stimuler une vascularisation persistante qui servirait à augmenter la viabilité des cellules encapsulées. Cela nous amène à la fin de notre présentation. Nous espérons que vous le trouverez informatif. Vous.