פרוטוקול זה מתאר את הייצור, האפיון והיישום של מדבקות מיקרו-מחטים ממיס טעונות ב-3BDO למסירת תרופות דרך העור במודל של צמיחה מחודשת של פרווה בעכברים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
* These authors contributed equally
פרוטוקול זה מתאר את הייצור, האפיון והיישום של מדבקות מיקרו-מחטים ממיס טעונות ב-3BDO למסירת תרופות דרך העור במודל של צמיחה מחודשת של פרווה בעכברים.
לטיפולים קונבנציונליים להמראת שיער אנדרוגנית (AGA) יש מגבלות, דבר המניע לחיפוש גישות חלופיות להולכת תרופות. פרוטוקול זה מתאר את הייצור, האפיון והיישום של מדבקות מיקרו-מחטים (MN) ממיסות העשויות מחומצה היאלורונית/כיטוזן (HA/CS) וטעונות ב-3BDO, במודל של צמיחה מחודשת של שיער בעכברי C57BL/6. השיטה משתמשת בתהליך יציקה דו-שלבי בתבנית פולידימეთילסילוקסן (PDMS) כדי לרכז את ה-3BDO בקצות המחטים, תוך יצירת שכבת גב של HA/CS ללא תרופה. המדבקה מאופיינת באמצעות דימות במיקרוסקופ אלקטרונים סורק (SEM), בדיקות מכניות, בדיקות החדרה לעור והמיסות, בדיקות שחרור in vitro, בדיקות אנטי-בקטריאליות, בדיקות ציטוטוקסיות והערכת צמיחה מחודשת של שיער in vivo. עם ההחדרה, קצות ה-MN נמסים ומשחררים 3BDO באופן מקומי. הערכה in vivo הראתה כי לקבוצת ה-MN הטעונה ב-3BDO הייתה צמיחה מחודשת אחידה יותר של שיער בהשוואה לקבוצות ההזרקה התת-עורית והביקורת שנבדקו. פרוטוקול זה תומך גם בהערכת מורפולוגיית המדבקה, ביצועי ההחדרה והביקומיליביליות המקומית. שיטה זו מספקת תהליך עבודה פרה-קליני להערכת הולכה מתווכת-MN של 3BDO ליישומי צמיחה מחודשת של שיער.
אלפציה אנדרוגנית (AGA) היא אחת מהפרעות ההשפעה הקליניות השכיחות ביותר, והיא מאופיינת בעיקר כדילול הדרגתי ואיבוד שיער בקרקפת. השכיחות שלה במהלך החיים נותרת גבוהה באופן עקבי בקרב גברים, מה שהופך אותה לסוגיה בריאותית קריטית הדורשת פתרון דחוף1,2. כיום, טיפולים קליניים ל-AGA מסווגים בעיקר להתערבויות פרמקולוגיות ולהשתלה כירורגית, שלשתיהם חסרונות משמעותיים. תרופות טיפוליות מהקו הראשון, כגון finasteride ו-minoxidil, מראות השפעות טיפוליות מסוימות אך הן קשורות לתופעות לוואי מוגדרות כמו דספונקציה מינית, גרד בקרקפת ויובש בקרקפת1,3. למרות שהשתלת שיער יכולה להשיג צמיחה מקומית של שיער, היא מוגבלת על ידי עלויות טיפול גבוהות, כמות שיער לא מספקת באזורי התורם ושיעורי הישרדות משתנים של הש transplanted grafts, מה שמקשה על הפצתה הרחבה בפרקטיקה הקלינית1. בהינתן מגבלות אלו, קיים צורך באסטרטגיות טיפוליות חדשניות המשלבות יעילות, בטיחות והסכמה של המטופל לטיפול.
3BDO הוא מפעיל mTOR מסוג מולקולה קטנה המתחרה עם rapamycin4. הוא נמצא בשימוש נרחב כמעכב אוטופגיה במערכות שונות5,6,7. לדוגמה, טיפול ארוך טווח ב-3BDO עשוי לשפר את תפקודי הזיכרון על ידי הפחתת מספר האוטופגוזומים8. בנוסף, ראיות מצטברות מצביעות על כך ש-3BDO עשוי לפעול באופן עצמאי כמפעיל mTOR. לדוגמה, 3BDO עיכב מוות של תאים אנדותליאליים והתפתחות של טרש Arteriosclerosis בעכברים, ללא תלות בפעילות mTOR9. עם זאת, תפקידו הפוטנציאלי בצמיחת זקיקי שיער לא דווח עד כה. באופן בולט, במחקרינו המקדמיים נמצא כי 3BDO מקדם צמיחה מחדש של שיער. עם זאת, לשיטות מסורתיות להגשה טופית של תרופות יש מגבלות ברורות. השכבה הקרנית (stratum corneum) של העור מגבילה את היעילות הטרנסדרמלית, מה שמקשה על הובלת תרופות לאתר היעד של זקיק השיער בדרמיס. למרות שג'לים טרנסדרמליים יכולים להאריך את זמן השהייה של התרופה, הם עלולים להשאיר שאריות לא רצויות. היעילות הקלינית של שתי אסטרטגיות הטיפול שהוזכרו לעיל נותרת תת-אופטימלית10,11.
מיקרו-מחטים (MNs) הן טכנולוגיה חדשנית וחסרת כאב להולכת תרופות, שיתרונן המרכזי טמון ביכולתן לחדור בקלות את השכבה הקרנית (stratum corneum) ולהביא תרופות באופן מדויק למיקרו-סביבה הפרי-פוליקולרית (perifollicular) בחיבור שבין האפידרמיס לדרמיס. בנוסף, ה-MNs מתאפיינות בשימוש נוח, פולשנות מינימלית ועלות סבירה12,13,14. כדי להתגבר על צוואר הבקבוק בהולכה התת-עורית של 3BDO מקומי, פותח מדבקת MN המשתמשת בחומצה היאלורונית (HA) כמטריצה ובקיטוזן (CS) כרכיב הפונקציונלי. שילוב ה-CS נועד לספק רכיב פונקציונלי בעל פוטנציאל אנטי-בקטריאלי. יתרה מכך, יישום של HA על עור של עכברים עם אלפציה יכול לעודד באופן משמעותי את התפתחות זקיקי השיער15. לפיכך, פרוטוקול זה מתאר את הייצור ואפיון של מערכת MN מסיסה טעונה ב-3BDO ואת יישומה במודל של צמיחת שיער מחדש בעכברי C57BL/6 לאחר הסרת שיער. מודל זה שימושי להערכת תגובות צמיחת שיער לאחר הסרת שיער, אך הוא אינו מהווה כשלעצמו הוכחה ליעילות קלינית עבור AGA.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחקר אושר על ידי ועדת אתיקה לבעלי חיים של Shandong First Medical University & Shandong Academy of Medical Sciences (W202112030345). כל השיטות בוצעו בהתאם להנחיות ולתקנות הרלוונטיות.
1. ייצור מדבקות 3BDO@MN
2. אפיון של מדבקות 3BDO@MN
3. ניסויי בעלי חיים
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה מציג את הייצור והאפיון של מדבקת ה-3BDO@MN. איור 1 מציג את הסכימה של תהליך הייצור של מדבקת ה-3BDO@MN. 3BDO עורבב לתוך פורמולציית ה-CS/HA, ותערובת המטריצה הוספה לאחר מכן לתבנית ה-PDMS MN ועברה צנטריפוגה כדי למלא את קודקודי המחטים. תערובת מטריצת CS/HA ללא 3BDO הוספה למשטח התבנית ועברה צנטריפוגה כדי למלא את שכבת התמיכה. לאחר ייבוש מלא, המדבקות קולפו כדי לקבל את מדבקות ה-3BDO@MN. המורפולוגיה של ה-MNs אופיינה באמצעות SEM, כפי שמוצג ב- איור 2A
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כיום, טיפולים קליניים עבור AGA מסווגים בעיקר להתערבויות פרמקולוגיות ולהשתלה כירורגית. במחקר זה, MNs טעונים ב-3BDO קידמו צמיחה מחודשת של שיער במודל עכברים מסוג C57BL/6. עם זאת, לשיטות מסורתיות להולכת תרופות יש מגבלות, כגון התפלגות לא אחידה של התרופה. הפרוטוקול המרכזי במחקר זה הוא שיטה דו-שלבית לייצור MNs טעונים ב-3BDO. HA ו-CS הם הרכיבים העיקריים של ה-MNs. מספר שלבים קריטיים דורשים תשומת לב כדי להבטיח את איכות ה-MNs.
ראשית, כדי למנוע לכוד בועות אוויר בתמיסת הפולימר, נעשה שימוש בתבנית שקוללה מרא...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין להם ניגודי עניינים.
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעים טבעיים של סין (82273554), הפרויקט לפיתוח מדע וטכנולוגיה של רפואה ובריאות של מחוז שאנדונג (מס' 202304030716), התוכנית הלאומית להכשרה של סטודנטים במיכללות לחדשנות ויזמות של סין (מס' 202410439001), והפרויקט לפיתוח חדשנות במדע וטכנולוגיה של טאי'אן (מס' 2023NS232).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 3BDO | Yuanye Bio-Technology Co., שנגחאי, סין | 890405-51-3 | הכנת פורמולציית CS/HA טעונה ב-3BDO |
| פלטה בעלת 6 בארות | Corning Incorporated, ארה"ב | סימוכין 3516 | בדיקה אנטיבקטריאלית ובדיקת שחרור תרופות במבחנה (in vitro) |
| 75% אתנול | Shandong Lircon Medical Technology Co., Ltd. | 1202050004 | חיטוי |
| פלטה בעלת 96 בארות | Corning Incorporated, USA | REF3599 | הערכות ציטוטוקסיות של תאים ובדיקה אנטיבקטריאלית |
| עכברי C57BL/6 | Charles River Laboratories | 7 שבועות | ניסויים בבעלי חיים |
| ערכה לספירת תאים 8 (CCK-8) | Dojindo, יפן | CK04 | הערכות ציטוטוקסיות |
| צנטריפוגה | Thermo Fisher Scientific | 75007204 | צנטריפוגה לניסוחים |
| קיטוזן (CS) | Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd | 9012-76-4 | הכנת פורמולציית CS/HA |
| קרם להסרת שיער | Veet | 3059944023307 | הסרת שיער |
| דימתיל סולפוקסיד (DMSO) | Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd | 67-68-5 | הכנת פורמולציית CS/HA טעונה ב-3BDO |
| מאזניים אלקטרוניים | Radwag | AS 220.R2 | שקילת אבקה |
| Escherichia coli (E. coli) | ATCC | / | בדיקה אנטיבקטריאלית |
| אבקת חומצה היאלורונית (HA) | Bloomage Biotechnology Co. סין | 9067-32-7 | הכנת פורמולציית CS/HA |
| תוכנת ImageJ | המכונים הלאומיים לבריאות (National Institutes of Health) | / | ניתוח סטטיסטי |
| מנערת עם אינקובטור | Thermo Scientific | 50163013 | דגירה בקטריאלית |
| מאיף איסופלורן | גן&I | ספקטרומטריית מסות עם מאיץ (AMS) | הרדמה של בעלי חיים |
| מצע LB | Sigma Life Science | L3022 | בדיקת פעילות אנטיבקטריאלית |
| מערבל מגנטי | Hangzhou MiuLab Instrument Co., Ltd. | SP-16 | ערבוב הפורמולציה |
| ספקטרופוטומטר ללוחות מיקרו Multiskan SkyHigh | Thermo Fisher Scientific | / | מדידת OD |
| תנור | Shanghai Huitai Instrument Manufacturing Co., Ltd | DHG-9260A | ייבוש מיקרו-מחטים |
| Parafilm M | Amcor | PM-996 | איטום מחטים זעירות (Microneedles) |
| תמיסת בופר פוספט (PBS) | Biosharp | BL302A | בדיקת שחרור תרופות במערכת in vitro |
| Staphylococcus aureus (S. aureus) | ATCC | / | בדיקת פעילות אנטיבקטריאלית |
| מנתח מרקם (Texture Analyzer) אוניברסלי של TA | Shanghai Tengba Instrument Technology Co., Ltd | / | בדיקת חוזק מכני |
| תא ואקום | Shanghai Huitai Instrument Manufacturing Co., Ltd | DZF-6050 | ייבוש בוואקום |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.