Method Article

צורה מווסתת של פוליאסטר מבוסס פולימרומים באמצעות לחץ אוסמוטי

DOI:

10.3791/62548

⸱

April 21st, 2021

 ,  , 
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Clemson University, 2Department of Biological Sciences, Clemson University, 3Department of Bioengineering, Clemson University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פולימרים הם שלטי פולימרים מורכבים בעצמם שנוצרים בצורות כדוריות כדי למזער את האנרגיה החופשית של גיב. במקרה של אספקת סמים, מבנים מוארכים יותר מועילים. פרוטוקול זה קובע שיטות ליצירת פולימרים דמויי מוט יותר, עם יחסי רוחב-גובה מוארכים, תוך שימוש במלח כדי לגרום ללחץ אוסמוטי ולהפחית את נפחי ההדבקה הפנימית.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פולימרים הם שלפוחיות דו-שכבתיות קשורות לממברנה שנוצרו מקופולימרים של בלוק אמפיפילי שיכולים לתמצת הן מטענים הידרופוביים והן מטען הידרופילי עבור יישומי אספקת תרופות. למרות ההבטחה שלהם, פולימרומים מוגבלים ביישום בשל צורתם הכדורית, אשר אינו נלקח בקלות על ידי תאים, כפי שהוכח על ידי מדעני ננו-חלקיקים מוצקים. מאמר זה מתאר שיטה מבוססת מלח להגדלת יחסי הגובה-רוחב של פולין גליקול כדורי (אתילן גליקול) (PEG)- פולימרים מבוססי PEG. שיטה זו יכולה להאריך פולימרים ובסופו של דבר לשלוט בצורתם הסופית על ידי הוספת נתרן כלורי בדיאליזה שלאחר היווצרות. ריכוז מלח יכול להיות מגוון, כמתואר בשיטה זו, בהתבסס על ההידרופוביה של קופולימר הבלוק המשמש כבסיס לפולימרים ולצורת היעד. חלקיקים מוארכים יש פוטנציאל טוב יותר למקד את אנדותל בכלי דם בקוטר גדול יותר, כמו ורידים, שבו השוליים הוא ציין. פרוטוקול זה יכול להרחיב יישומי ננו-חלקיקים טיפוליים על ידי שימוש בטכניקות התארכות בד בבד עם היתרונות של טעינה כפולה, במחזור ארוך של פולימרים.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

אפנון צורה הוא דרך חדשה ויעילה יחסית לשפר את אספקת התרופות בתיווך הננו-חלקיקים. לא רק שהשינוי במורפולוגיה מגדיל את שטח הפנים של החלקיקים, אשר בתורו מאפשר יכולת נשיאה גדולה יותר, אלא שיש לו גם השלכות על פני הלוח כדי לשפר את היציבות, זמן זרימת הדם, הזמינות הביולוגית, פילוח מולקולרי, ושחרור מבוקר1. פולימרומים, הננו-חלקיק של המיקוד בשיטה זו, נוטים להרכיב את עצמם באופן תרמודינמי לצורה כדורית, אשר הוכיחה את עצמה כבלתי מעשית בספיגה התאית ומזוהה בקלות רבה יותר במערכת החיסון כגוף זר. היכולת להאריך את המבנה לתוך פרולט או מוט תאפשר לנושא הסמים להתחמק מקרופאגים על ידי חיקוי תאים מקומיים ולספק בהצלחה רבה יותר ליעד הרצוישלהם 2,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. היווצרות פולימרית כדורית בשיטת הזרקת ממס

  1. פירוק פוליאסטרים בממס אורגני
    הערה: רק פוליאסטר אחד צריך להיות מומס בממס האורגני המתאים שלה בכל פעם כדי ליצור פולימרוזומים.
    1. להמיס פוליאסטרים PEG-PLA או PEG-b-פולי (חומצה לקטית-co-גליקולית) (PEG-PLGA) בדימתיל סולפוקסיד (DMSO) בריכוז של 1.5% משקל. באופן ספציפי, להמיס 0.015 גרם של פוליאסטר נבחר ב 1 מ"ל של DMSO (15 מ"ג / מ"ל). פירוק מלא של הפולימר עשוי לדרוש תקופות של עד 15 דקות של מערבולת.
  2. בעוד הפוליאסטר מתמוסס בממס אורגני, הקימו את מנגנון הזרקת הממסים על פי איור 1.
    1. מניחים צלחת ערבוב ישירות מתחת למשאבת המזרק האנכית. מניחים בקבוקון זכוכית בגודל 5 מ"....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

טבלה 2 מציגה תוצאות צפויות בעת ביצוע השלב 1 בפרוטוקול. שים לב כי DMSO משמש ממס הן PEG-PLA ו PEG-PLGA בהיווצרות פולימרים. סטייה מממס זה אפשרית, כמו ממיסים אחרים מים miscible יהיה להמיס את הקופולימרים אבל צפוי לשנות את התוצאות. זה צפוי כי PDI יהיה פחות מ 0.2, המציין את היווצרות של monodisperse פולימרים17. שים לב כי הגדלת ההידרופוביה מובילה לסטייה מוגברת הן בקוטר פולימרי והן ב- PDI. אם בעת הפעלת הפרוטוקול, קטרים פולימריים משתנים באופן דרמטי מאלה שדווחו בטבלה זו; האשם הטיפוסי ביותר הו.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

מערכות בהרכב עצמי ידועות לשמצה כבלתי נשלטות. המאפיינים הסופיים שלהם, כולל גודל, צורה ומבנה, מונעים על ידי המאפיינים ההידרופוביים של האמפיפיל שנבחר וסביבת הממס שנבחרה. קופולימרים בלוק אמפיפילי נוטים לכיוון צורות כדוריות, אשר ממזער את האנרגיה החופשית של גיב ומוביל שיווי משקל תרמודינמי23, ובכך יוצר פולימרומים. בגלל אופי שיווי המשקל שלהם, פולימרים הם מאתגרים יותר באופן משמעותי להאריך או לשנות את הצורה, ולכן, פחות נחקר מאשר עמיתים ננו-חלקיק מוצק. השיטה מונחה ממס נחקרה בהרחבה בד בבד עם PEG-b-פוליסטירן מ.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

למחברים אין מה לחשוף.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

פרויקט זה מומן בחלקו על ידי פרויקט המכונים הלאומיים לבריאות מספר 5P20GM103499-19 באמצעות תוכנית פרויקט המחקר היזום לסטודנטים. עבודה זו נתמכה גם בחלקה על ידי תוכנית החקירות היצירתיות של קלמסון. אנו מכירים גם ניקולס L'Amoreaux ו Aon עלי שעבד בתחילה על יצירת פרוטוקול זה, פרסום המאמר הראשון שלהם מצוטט כאן14.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
15*45 בקבוקוני בורג חוט w/cap מצורףפישרברנד9609104000
דימתיל סולפוקסידפישר כימיD128-1
דימתיל סולפוקסידBDHBDH1115-1LP
מערבלים Isoremp, פלטות חימום וערבוב פלטותפישר מדעיCIC00008110V19
LEGATO 130 משאבת מזרקkd מדעי788130
PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock PolymerPolysciences Inc24381-1שימו לב למשקלים המולקולריים בעת שכפול
פולי (אתילן גליקול) (2000) מתיל אתר-בלוק-פולי (לקטיד-קו-גליקוליד) (4500)סיגמא אולדריץ'764825-1Gשימו לב למשקלים המולקולריים בעת שכפול
שילוב מחט מזרק חד פעמי / BD PrecisionGlide, סטרילי, BD רפואיBD רפואיBD305620טוברקולין
נתרן כלוריBDHBDH9286
Zetasizer Nano ZSMalvern

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Varma, L. T., et al. Recent advances in self-assembled nanoparticles for drug delivery. Current Drug Delivery. 17 (4), 279-291 (2020).
  2. Salatin, S., Maleki Dizaj, S., Yari Khosroushahi, A. Effect of the surface modification, size,....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Polymersome ShapeOsmotic PressurePolyester PolymersomesDrug DeliveryShape ModulationDynamic Light ScatteringDialysis MembraneSodium Chloride GradientPEG PLA PolymersomesCellular Uptake

Related Articles