Name: דור של אלגינט microspheres עבור יישומים ביו (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-12T14:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 33 s
Description: למד כיצד לייצר microspheres אלגינט רב-שכבתיים לקליטת תאים וחלבונים. שיטה זו מציעה פתרונות מתקדמים למערכות שחרור תרופות וטיפול בסוכרת מסוג 1.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מחקר זה נתמך על ידי משרד החוץ האמריקני לענייני יוצאי צבא (וושינגטון), מענקים 0852048, 0731201, 0854430 ו מן הקרן הלאומית למדע (Arlington, VA), וכן מענק RO1 DK080897 מן המכון הלאומי לבריאות (Bethesda, MD) . מר קאנה קיבל תמיכה תרומה נדיבה של מר אדוארד רוס וד&quot;ר מוניקה מויה מן ביל ומלינדה גייטס (סיאטל, וושינגטון).

הפרוטוקול מתאר כאן תהליך בן שלושה שלבים ליצירת microbeads אלגינט שכבות (איור 1). ראשית, microbeads אלגינט נוצרים (איור 2 א). הליך זה המתואר בסעיף 1 להלן. תאים או חלבונים ניתן להוסיף את microbeads בשלב זה כדי לשמש מערכת המסירה. השלב הבא כולל היווצרות של שכבת permselective על microbeads ועל המתואר בסעיף 2. השלב האחרון כולל את היווצרות שכבת אלגינט נוסף המתואר בסעיף 3. צורות השכבה על החלק החיצוני של פני השטח של החרוזים (איור 2 ב) ניתן לתמצת ולספק המולקולות הפעילות מבחינה רפואית (איור 2 ג) לכוון בתגובה הסלולר השתלת המערכת הבאה. 1. Microbead אלגינט הכנה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון 1.5% (W / V) LVM אלגינט ידי המסת 15 גרם אלגינט LVM ב 1 מ"ל שלהשכבה הפנימית פתרון אלגינט (25 mM HEPES חיץ, 118 mM NaCl, KCl mM 5.6, ו 2.5 מ"מ MgCl 2 במים DI, מותאם pH 7.4). מערבבים על Vortexer עד הכוח אלגינט נמס לחלוטין כדי ליצור פתרון ברור, צמיגה. הערה: פרוטוקול זה מתאר תנאים אופטימליים אנקפסולציה איון בתוך microcapsules אלגינט 1 ריכוז והרכב של אלגינט microspheres ניתן לשנות לכוון המאפיינים של יישומים אחרים (למשל, אספקת סמים, הנדסת רקמות, וכו ') הערה: אנקפסולציה איון איים ניתן להוסיף פתרון אלגינט בשלב זה לפני טעינה microencapsulator. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מכינים את הפתרון crosslinking (22 מ"מ CaCl 2 במים DI) על ידי המסת 100 מ"מ CaCl 2 ו - 10 mM HEPES חיץ במים DI והתאמה pH 7.4. הערה: divalent קטיונים אחרים כגון Br 2 +, Sr 2 + וכו 'יכול לשמש במקום Ca 2 +, בהתאם לאופי של gelation אלגינט דesired. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדרת שני ערוצים אלגינט אוויר microencapsulator מעיל ידי הוספת מחט 25-מד אל המזרק, ולהתאים את שסתומים בכל צד כדי לוודא שהמחט נמצאת במרכז מעיל האוויר. מחטים מד שונים יכולים לשמש בשלב זה, בהתאם לגודל של microbeads אלגינט ממוקדות. שלב זה יכול להתבצע בעזרת מזרק, microencapsulator לא צריך להיות זמין. מוסיפים את הפתרון אלגינט אל המזרק, ובחר מחט מד מבוססת על גודל של microbeads הרצויות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הניחו בקבוק המכיל 10 מ"ל של תמיסת crosslinking ישירות מתחת למחט. מניחים פס ומערבבים בתמיסה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מזריקים טיפות ישירות לתוך פתרון 2 CaCl כדי crosslink אלגינט כדי ליצור microbeads. דגירה החרוזים בתמיסה crosslinking לרפא לפחות רבע שעה, עם ערבוב רצוף. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את החרוזים לצינור צנטריפוגות 15 מ"ל. הסר את הפתרון שיורית,ולבצע שלושה שוטף עם 2 CaCl 0.2% ב תמיסת מלח רגיל במשך שתי דקות כל אחד. </li></ol> 2. ציפוי microbeads עם פולי-L-ornithine <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 3 מ"ל של תמיסת 0.1% (W / V) של פולי-L-ornithine (אש"ף) ב מלוחים נורמלי. מניחים את פתרון מערבולת עד שהוא נמס לגמרי, יוצרים פתרון ברור. פולי-L-ליזין (PLL) יכול לשמש במקום אש"ף של שלב זה, שתוצאתה רמות דומות של permselectivity. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את microbeads אלגינט בפתרון אש"ף. מניחים על וורטקס במשך 30 דקות כדי לאפשר זמן מספיק אש"ף לתקשר עם אלגינט, ויצרו מתחם polycation-polyanion. בתום 30 דקות, צריך להיות ציפוי לבן נראה בבירור סביב microbeads אלגינט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הפתרון אש"ף, ולבצע שלושה שוטף עם 2 CaCl 0.2% בשנת מלוחים רגיל במשך שתי דקות כל אחד. </li></ol> 3. יצירת אלגינט החיצונית הנחאה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון אלגינט ריכוז הרצוי כי יש להשתמש כדי ליצור את השכבה החיצונית. פתרון מוכן כמתואר (1.1) לעיל. הגודל של השכבה החיצונית מושפעת הרכב וריכוז אלגינט שימוש (איור 3). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את microbeads אלגינט כדי מסננת תאים. השתמש Kimwipe לספוג פתרון העולה כדי לייבש את microbeads ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את microbeads אל פני השטח Parafilm. משטחים חלקים אחרים כגון זכוכית או אפילו צלחת פטרי פלסטיק יכול להיות תחליף Parafilm, אם תרצה בכך. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מעבירים את הפתרון אלגינט ערוכים (3.1) על גבי microbeads אלגינט. היקף הפתרון אלגינט להיות צריך לכסות לחלוטין את microbeads אלגינט. בואו microbeads נשארים בתמיסה אלגינט במשך 45 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש פיפטה כדי להסיר את הפתרון אלגינט עודף לא חייב את microbeads. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר את microbeads בלפתרון של CaCl 22 מ"מ 2. זה crosslinks פתרון אלגינט סביב microbeads, וכתוצאה מכך היווצרות של שכבת אלגינט ברורה החיצונית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ביצוע שוטף שלושה מ"מ 22 CaCl 2 ב מלח רגיל במשך שתי דקות כל אחד. הצגת microbeads תחת מיקרוסקופ צריך לאפשר שכבת אלגינט ברורה החיצוני להיראות שנוצר סביב microbead הליבה. </li></ol> 4. נציג תוצאות <img src="/files/ftp_upload/3388/3388fig1.jpg" alt="איור 1" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 1"> באיור 1. סכמטי של הליך ליצירת microbeads אלגינט שכבות. בתמונות באישור קאנה et al. J ביומד מאטר מיל א 'נובמבר 95 (2), 632-40 (2010). <img src="/files/ftp_upload/3388/3388fig2.jpg" alt="איור 2" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 2"> איור 2 (א) ו - (ב) הם בניגוד שלב תמונות של microbeads אלגינט. (א) מראה microbeadלאחר שלב הסינתזה (1.7), ואילו (ב ') מציג שכבה ברורה אלגינט החיצוני הנוכחי לאחר השלמת שלב (3.7). (ג) היא תמונה FITC של החלבון BSA fluorescently שכותרתו הגלום השכבה החיצונית. בתמונות באישור קאנה et al. J ביומד מאטר מיל א 'נובמבר 95 (2), 632-40 (2010). <img src="/files/ftp_upload/3388/3388fig3.jpg" alt="איור 3" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 3"> איור 3. גודל של השכבה החיצונית אלגינט יכולים להיות מגוונים על בסיס ההרכב ואת הריכוז של אלגינט בשימוש. התוצאות שלנו מראות את זה, הן LVM ו אלגינט LVG, גודל השכבה החיצונית עולה עם הגדלת ריכוז אלגינט, וכי אלגינט LVG מניב השכבות החיצוניות עבות יותר מאשר אלגינט LVM בריכוזים שווים. בתמונות באישור קאנה et al. J ביומד מאטר מיל א 'נובמבר 95 (2), 632-40 (2010). <img src="/files/ftp_upload/3388/3388fig4.jpg" alt="איור 4" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 4"> איור 4. שחרור של FGF-1, צמיחה angiogenic גורם חלבון, מהשכבה החיצונית השתנתה אלגינט מבוסס על ריכוז של LVM ו אלגינט LVG בשימוש. (א) ו - (ב) אחוז שחרור הופעה, ו (ג) ו - (ד ') לציון שחרור המוני המקביל FGF-1 לעומת הזמן ניסוחים שונים השכבה החיצונית. יש לשחרר פרץ הציג את כל התנאים בתוך הראשונית 5 שעות (A ו-C), במינון נמוך שחרור מתמשך של עד 30 יום (B ו-D). בתמונות באישור קאנה et al. J ביומד מאטר מיל א 'נובמבר;. 95 (2), 632-40 (2010) <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/3388/3388fig4large.jpg" target="_blank">לחץ כאן כדי להציג דמות גדולה</a> .

<ol><li>Darrabie, M. D., Kendall, W. F., Opara, E. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characteristics+of+Poly-L-+Ornithine-coated+alginate+microcapsules%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Characteristics of Poly-L- Ornithine-coated alginate microcapsules.</a> Biomaterials. 26, 6846-6852 (2005).</li>
<li>Yamagiwa, K., Kozawa, T., Ohkawa, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+alginate+composition+and+gelling+conditions+on+diffusional+and+mechanical+properties+of+calcium-alginate+gel+beads%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chem.+Eng.+Jpn%22%5BJournal%5D)">Effects of alginate composition and gelling conditions on diffusional and mechanical properties of calcium-alginate gel beads.</a> J. Chem. Eng. Jpn. 28, 462-467 (1995).</li>
<li>Amsden, B., Turner, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffusion+characteristics+of+calcium+alginate+gels%5BTitle%5D)+AND+%22Biotechnol.+Bioeng%22%5BJournal%5D)">Diffusion characteristics of calcium alginate gels.</a> Biotechnol. Bioeng. 65, 605-610 (1999).</li>
<li>Uriel, S., Brey, E. M., Greisler, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+low+levels+of+fibroblast+growth+factor-1+promote+persistent+microvascular+network+formation%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Surg%22%5BJournal%5D)">Sustained low levels of fibroblast growth factor-1 promote persistent microvascular network formation.</a> Am. J. Surg. 192, 604-609 (2006).</li>
<li>Moya, M. L., Lucas, S., Francis-Sedlak, M., Liu, X., Garfinkel, M. R., Huang, J. J., Cheng, M. H., Opara, E. C., Brey, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sustained+delivery+of+FGF-1+increases+vascular+density+in+comparison+to+bolus+administration%5BTitle%5D)+AND+%22Microvasc.+Res%22%5BJournal%5D)">Sustained delivery of FGF-1 increases vascular density in comparison to bolus administration.</a> Microvasc. Res. 78, 142-147 (2009).</li>
<li>Moya, M. L., Cheng, M. H., Huang, J. J., Francis-Sedlak, M. E., Kao, S. W., Opara, E. C., Brey, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+FGF-1+loaded+alginate+microbeads+on+neovascularization+and+adipogenesis+in+a+vascular+pedicle+model+of+adipose+tissue+engineering%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">The effect of FGF-1 loaded alginate microbeads on neovascularization and adipogenesis in a vascular pedicle model of adipose tissue engineering.</a> Biomaterials. 31, 2816-2826 (2010).</li>
<li>Khanna, O., Moya, M. L., Greisler, H. P., Opara, E. C., Brey, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multilayered+Microcapsules+for+the+Sustained-Release+of+Angiogenic+Proteins+From+Encapsulated+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Surg%22%5BJournal%5D)">Multilayered Microcapsules for the Sustained-Release of Angiogenic Proteins From Encapsulated Cells.</a> Am. J. Surg. 200, 655-658 (2010).</li>
<li>Khanna, O., Moya, M. L., Opara, E. C., Brey, E. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Synthesis+of+multilayered+alginate+microcapsules+for+the+sustained-release+of+fibroblast+growth+factor-1%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biomed.+Mater.+Res.+A%22%5BJournal%5D)">Synthesis of multilayered alginate microcapsules for the sustained-release of fibroblast growth factor-1.</a> J. Biomed. Mater. Res. A. 95, 632-640 (2010).</li>
</ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

אלגינט הוא פוליסכריד טבעי, המופק מאצות חומצי והוא מורכב יחידות 1,4 &#39;-β-D-mannuronic חומצה (M) ו α-L-guluronic חומצה (G) 2,3. Gelation פשוט מתרחשת כאשר קטיונים divalent, כגון Ca 2 +, Sr 2 +, או Ba 2 + אינטראקציה עם ה-G-מונומרים יוצרים גשרים יוניים בין רשתות אלגינט סמוכים. Microbeads של אלגינט כבר נוצלו כדי לספק מגוון של חלבונים, כולל גידול פיברובלסטים גורם-1 (FGF-1), גורם הגדילה העצבי, גורם מעכב לוקמיה, גידול כלי דם גורם אנדותל (VEGF)...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> הערות (לא חובה) </td></tr><tr><td> Pronova ultrapure אלגינט LVG </td><td> Nova-Matrix </td><td> 4200006 </td><td> מגוון של ניסוחים אלגינט זמינים. הבחירה של אלגינט משפיע על תכונות קצה של microbeads, כולל גודל, תכונות מכניות, ותחבורה. הרכב בשימוש צריך להיות מותאם עבור יישום נתון. </td></tr><tr><td> Pronova ultrapure אלגינט LVM </td><td> Nova-Matrix </td><td> 4200206 </td><td> מגוון של ניסוחים אלגינט זמינים. הבחירה של אלגינט משפיע על תכונות קצה של microbeads, כולל גודל, תכונות מכניות, ותחבורה. הרכב בשימוש צריך להיות מותאם עבור יישום נתון. </td></tr><tr><td> פולי-L-ornithine hydrochloride </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> P2533 </td><td></td></tr></tbody></table>

דור של אלגינט microspheres עבור יישומים ביו

Generation of Alginate Microspheres for Biomedical Applications

אלגינט חומרים מבוססי קיבלו תשומת לב רבה עבור יישומים ביו בגלל אופי הידרופילי שלהם, biocompatibility, ואדריכלות פיזי. היישומים כוללים אנקפסולציה התא, החדרת תרופות, תא גזע ותרבות, הנדסת רקמות פיגומים. למעשה, הניסויים הקליניים נמצאים בשלבי ביצוע, שבו איים הם הגלום microbeads אש&quot;ף אלגינט מצופה כטיפול בסוכרת מסוג אני. עם זאת, מספר רב של איים נדרשים עבור יעילות עקב השתלת הישרדות העניים הבא. היכולת מקומית לעורר היווצרות רשת כלי הדם סביב התאים כמוס עלול להגביר יכולת הקיום שלהם באמצעות תחבורה משופרת של חמצן, גלוקוז וחומרים מזינים חיוניים אחרים. גידול פיברובלסטים גורם-1 (FGF-1) הוא גורם הגדילה באופן טבעי כי הוא מסוגל לעורר היווצרות כלי דם ולשפר את רמת החמצן ברקמות איסכמי. היעילות של FGF-1 משופר כאשר מועבר sustאופנה ained ולא הממשל גדול בולוס אחד. המהדורה המקומית ארוכת הטווח של גורמי גדילה ממערכות אנקפסולציה איון יכולה לעודד את הצמיחה של כלי דם ישירות אל התאים המושתלים, פוטנציאל לשיפור התוצאות שוחד תפקודית. במאמר זה, אנו המתאר הליכי ההכנה של אלגינט microspheres לשימוש ביישומים ביו. בנוסף, אנו מתארים את השיטה שפיתחנו ליצירת microbeads אלגינט שכבות. תאים ניתן הגלום הליבה אלגינט פנימית, חלבונים angiogenic בשכבה החיצונית אלגינט. שחרורו של חלבונים מן השכבה החיצונית היתה לעורר את היווצרותם של כלי הדם רשתות מקומיות ישירות לעבר איים המושתלים.

בסעיפים הבאים, אנו המתאר הליכי ההכנה של אלגינט microspheres לשימוש ביישומים ביו. אנחנו במיוחד להמחיש את הטכניקה ליצירת אלגינט microspheres רב שכבתי למטרה כפולה של התא אנקפסולציה חלבון כטיפול פוטנציאלי לסוכרת מסוג 1.

חומרים מבוססי אלגינאט זכו לתשומת לב ניכרת עבור יישומים ביו-רפואיים בשל טבעם ההידרופילי, התאימות הביולוגית שלהם ו...

שמי גולדי אנה, ואני סטודנטית לתואר ראשון במעבדתו של ד"ר Eric Bras במכון הטכנולוגי של אילינוי (Illinois Institute of Technology). במצגת וידאו זו, אתאר טכניקות לשימוש במיקרו-חרוזי אלגינט בהנדסה ביו-רפואית, ובמיוחד בתחום הנדסת תאים ורקמות. כל העבודה המתוארת כאן בוצעה בשיתוף עם מעבדתו של ד"ר Emmanuel OPA במכון Wake Forest לרפואה רגנרטיבית.אציג טכניקות לייצור מיקרו-כדוריות אלגינאט לשימוש הן בהולכת תרופות והן באנקפסולציה של תאים. לבסוף, אני אני הדגים פרוצדורה חדשנית שפיתחנו במעבדה שלנו ליצירת מיקרו-קפסולות אלגינאט רב-שכבתיות שניתן להשתמש בהן למטרה הכפולה של אנקפסולציה של תאים וחלבונים. אלגינאט מורכב משאריות של beta-D-guluronic acid ו-alpha-L-guluronic acid ברצפים משתנים.תמיסות אלגינאט עוברות קשירה צולבת ליצירת ג'ל בנוכחות קטיוני רב-ערכי, כאשר הנפוץ ביותר שבהם הוא סידן דו-ערכי (calcium two plus). חוקרים בחנו את השימוש במיקרו-כדוריות אלגינאט לאנקפסולציה של תאים וחלבונים. ניתן לשנות את תכונות ההידרוג'לים של האלגינאט בהתבסס על תנאי הסינתזה שלהם, כך שיתקבלו תכונות שונות מיסודן, אשר יכולות לשמש, למשל, לכיוונון של קינטיקת השחרור.מיקרו-חרוזי אלגינאט שימשו למגוון רחב של יישומים, כולל כליאה של חלבונים, הובלת תרופות, כליאת תאים, וכמרכיב במדעי המזון, כגון בגסטרונומיה מולקולרית. נתחיל בהכנת תמיסת אלגינאט לשכבה הפנימית. יש להוסיף למים דה-יוניזים 25 millimolar של heis, 118 millimolar של sodium chloride, 5.6 millimolar של potassium chloride, ו-2.5 millimolar של magnesium chloride, ולנער היטב כדי להבטיח שכל הריאגנטים נמסו.כווננו את ה-pH ל-7.4, תואם לתנאים פיזיולוגיים. מודדו את כל האבקה כדי להגיע לריכוז הרצוי והעבירו אותה אל תמיסת ה-inter allergen שהוכנה. הניחו את התמיסה על מכשיר vortex עד להמסה מלאה של כל האבקה, כך שתתקבל תמיסה צמיגית וצלולה.הכינו את תמיסת הקשירה הצולבת על ידי הוספת 10 millimolar של heis buffer ו-100 millimolar של calcium chloride למים דה-יוניים. נערו את התמיסה היטב והביאו את ה-pH שלה ל-7.4. הוסיפו 10 milliliters של תמיסת קשירה צולבת לכלי כימי (beaker).העבירו את האלגינאט למזרק המצויד במחט בקוטר (gauge) הרצוי. מקמו את המחט בניצב לתמיסת הצילוב והזריקו לאט טיפות אל תוך תמיסת הצילוב, כדי לאפשר יצירת חרוזי כדור. על מנת לייצר נפח גדול של מיקרו-חרוזים בעלי גודל אחיד, ניתן להשתמש במערכת מיקרו-כמיסה בעלת שני ערוצים.טענו את תמיסת האלגינאט למזרק ופתחו את שסתום מעטפת האוויר, ולאחריו את שסתום מעטפת האלגינאט, כדי לאפשר הזרקת טיפות לתוך בקבוק המכיל תמיסת קשירה צולבת. השאירו את החרוזיים לדגירה בתמיסה למשך 15 דקות. יש לשטוף את המיקרו-חרוזיים שלוש פעמים בתמיסה של 22 millimolar.מיקרוקפסולות של סידן כלורי וסליין נורמלי נחקרו רבות לצורך אנקפסולציה של תאים. לדוגמה, שיטה מוצעת אחת לטיפול בסוכרת מסוג 1 כוללת השתלה של עפעפונות תורם למטופל במטרה למנוע דחייה של התאים האוטולוגיים. עם זאת, על המטופלים ליטול תרופות מדכאות חיסון הפוגעות במערכת החיסון שלהם.כליאה של תאי בטא (alis) בתוך תא. חומרים כגון אלגינאט עשויים לבטל את הצורך בתרופות מדכאות חיסון. ציפוי של פולי-לייזין אורנית'ין (PLO) המתווסף סביב המיקרוכדור האלגינאטי ישמש כממברנה חדירה באופן חלקי.שכבה דקה של אלגינט מתווספת מסביב לציפוי ה-PLO כדי לסייע בהגבלת התגובה הדלקתית. ה-PLOI, בעל המטען החיובי, מקיים אינטראקציה עם האלגינט, מה שיוצר ציפוי סביב החרוד המשמש כממברנה ברירת-חדירה (perm selective membrane). לאחר מכן, נוצרת שכבה של אלגינט מסביב לציפוי ה-PLO כדי להסוות את מטענו החיובי ולהגביל את התגובה הדלקתית.לאחר השתלה, הכין תמיסה של 0.1% poly l ornithine על ידי המסה של PLO במי מלח פיזיולוגיים. הוסף את תמיסת ה-PLO למיקרו-חרוזי האלגינאט והנח על וורטקס למשך 30 דקות כדי לאפשר למיקרו-חרוזי האלגינאט זמן מספיק לאינטראקציה עם תמיסת ה-PLO. הסר את הנוזל שסביבם ובצע שלושה שטיפות של שתי דקות כל אחת עם תמיסת calcium chloride בריכוז 22 millimolar במי מלח פיזיולוגיים.הוסיפו תמיסת alginate למיקרו-חרו지를 המצופים ב-PLO והניחו על vortex למשך חמש דקות. בצעו שלושה שטיפות של שתי דקות כל אחת, תוך שימוש בתמיסת saline 0.9 normal כדי להסיר alginic שאינו קשור. לאחר השלמת השטיפות, ניתן לאחסן את החרו지를 על ידי הנחתם בתמיסת calcium chloride.אחת המגבלות של תאים היא שתאים רבים מתים בשל היעדר אספקת דם תקינה המספקת חמצן, גלוקוז וחומרים מזינים חיוניים אחרים לתאים לאחר השתלה. ניתן לעודד אנגיוגנזה, צמיחה של כלי דם מכלי דם קיימים, על ידי הובלה של חלבונים אנגיוגניים טיפוליים כגון fibroblast growth factor one או FGF one, או vascular endothelial growth factor או vegf. המעבדה שלנו הראתה בעבר כי שחרור עקבי ברמה נמוכה של FGF one מקדם וסקולריזציה יציבה בהשוואה למינון בולוס גבוה. פיתחנו פרוצדורה חדשנית ליצירת מיקרו-חרוזי אלגינט רב-שכבתיים, בעלי שכבת אלגינט חיצונית משמעותית במקום שכבה בודדת דקה שנעשה בה שימוש באופן מסורתי.מערכת הובלת התרופות שלנו משמשת למטרה הכפולה של אנקפסולציה של תאים וחלבונים, כאשר, לדוגמה, ניתן לאנקפסול את s בליבה הפנימית ואת חלבונים אנגיוגניים כגון FGF one באזור האלגינאטי החיצוני. שחרור של חלבונים טיפוליים יעודד היווצרות של כלי דם חדשים לעבר אתרי השב transplanted, ובכך יגביר את החיוניות של תאי האיים. חרוזי מיקרו אלרגנים רב-שכבתיים משמשים למטרה הכפולה של אנקפסולציה של תאים וחלבונים.במקום השכבה הבודדת (mono monolayer) המשמשת בדרך כלל, נוצר סביב ציפוי ה-PLO אזור אלגינאט חיצוני נרחב שיכול לשמש כאזור לכליאת חלבונים. שחרור של חלבונים טיפוליים מהאזור האלגינאטי החיצוני יסייע לעודד צמיחה של כלי דם לעבר אתר ההשתלה. הדבר יספק, תיאורטית, אספקת דם פתוחה המפיצה חומרי הזנה חיוניים לתאים הכלואים, ובכך תגדיל את חיוניות התאים.ההליך להכנת מיקרו-חרוזי אלגינאט רב-שכבתיים דומה לזה שנדון קודם לכן. תחילה מסנתזים מיקרו-חרוזי אלגינאט המכילים תאים, ולאחר מכן בונים ציפוי PLO. עם זאת, בשלב הסופי, השכבה החיצונית נוצרת על ידי קשירה צולבת של האלגינאט בתמיסת calcium chloride במקום בתמיסת Saline.כדי ליצור מיקרו-כדוריות ג'ינט (ginnet) רב-שכבתיות, התחילו בהעברת מיקרו-כדוריות מצופות PLO שנמצאות בתמיסה למסננת תאים, סננו את עודפי הנוזלים, העבירו את הכדוריות למשטח שטוח כגון משטח פילטר או צלחת פטרי, העבירו את תמיסת האלרגן החיצונית מעל המיקרו-כדוריות והמתינו לדגירה במשך 45 דקות. לאחר מכן, הסירו את עודפי תמיסת האלרגן החיצונית באמצעות פיפטה, העבירו את המיקרו-כדוריות לתמיסת סידן כלוריד, ובכך צלבו את האלגינאט ליצירת השכבה החיצונית. בצעו שלושה שטיפות של שתי דקות כל אחת.שימוש בלוח של תמיסת מלח וסידן כלורי בריכוז 2 mM. תמונה A מציגה את פני השטח של מיקרו-חרוז אלגינט, בניגוד לתמונה B, שבה ניתן לראות שכבה חיצונית משמעותית של אלרגן. תמונה C מציגה תמונה של מיקרו-חרוז אלגינט רב-שכבתי עם חלבון מסומן פלואורסצנטית העטוף בשכבה החיצונית.ניתן לשנות את הגודל של שכבת האלגינאט החיצונית בהתבסס על ההרכב והריכוז של האלגינאט שנעשה בו שימוש; כך ניתן לשנות את פרופיל השחרור של FGF one ממיקרו-חרו지를 אלגינאט רב-שכבתיים בהתאם לתנאים ששימשו לסנתז השכבה החיצונית. כל התנאים גורמים לשחרור מהיר (burst release) בתוך ארבע השעות הראשונות, אך השחרור של FGF one נמשך עד 30 ימים.שחרור ארוך טווח של FGF1 הפגין פוטנציאל לע กระตุ้น וסקולריזציה מתמשכת, אשר תסייע להגביר את חיוניות התאים העטופים. בכך הגענו לסוף המצגת שלנו. אנו מקווים שמצאתם אותה למעניינת ומלמדת.

generation-of-alginate-microspheres-for-biomedical-applications

Research

JoVE Journal

Medicine

רפואה

הקמנו שיטה לעטיפת תאי גזע פלוריפוטנטיים (תאי PS) לכמוסות הידרוג'ל אלגינט באמצעות זרבובית קו-אקסיאלית.  זה מונע מהתאים להצטבר יתר על המידה ומגביל את מתח הגזירה שחווים התאים בתרבית השעיה.  הטכניקה ישימה לייצור המוני של תאי PS כמו גם למחקר על נישת תאי גזע.

Encapsulation אלגינט של תאי גזע pluripotent שימוש נחיר Co-הצירית

פיגום הנדסת רקמות בזריקות מורכב פולי (N-isopropylacrylamide) סולפט -graft-כונדרואיטין (PNIPAAm-ז-CS) microparticles אלגינט המכילים הוכן. כוחו הדבק, נפיחות נכסים ב biocompatibility במבחנה מנותח במחקר זה. טכניקות האפיון שפותחו כאן עשויות לחול על מערכות thermogelling אחרות.

סינתזה של Thermogelling midi (N-isopropylacrylamide) מרוכבים -graft-כונדרואיטין סולפט עם אלגינט microparticles עבור הנדסת רקמות

קומפלקסים פוליאלקטרוליטים בהרכבה עצמית (PEC) המיוצרים מהפרין ופרוטמין הופקדו על חרוזי אלגינט כדי ללכוד ולווסת את שחרורם של גורמי גדילה אוסטאוגניים. אסטרטגיית אספקה זו מאפשרת הפחתה של פי 20 של מינון BMP-2 ביישומי איחוי עמוד השדרה. מאמר זה ממחיש את היתרונות והייצור של PECs.

קומפלקס polyelectrolyte למשלוח גורם הגדילה osteogenic דומיין כריכה הפרין

הנדסה וניתוח של רקמות נושאות עומס עם אוכלוסיות תאים הטרוגניות עדיין מהווים אתגר. כאן, אנו מתארים שיטה ליצירת דיסקי הידרוג'ל אלגינט דו-שכבתיים כפלטפורמה לתרבית משותפת של אוכלוסיות תאים מגוונות בתוך מבנה אחד.

בונה אלגינט Layered: פלטפורמה עבור Co-תרבות של אוכלוסיות תאים הטרוגניות

זה וידאו כתב היד לתאר שיטה המבוססת על תחליב לתמצת תאים יונקים 0.5% עד 10% חרוזים alginate אשר ניתן לייצר בקבוצות גדולות באמצעות כלי זעיר זעיר. תאים המארז יכול להיות מתורבת במבחנה או המושתלים עבור יישומים טיפול סלולרי.

אנקפסולציה תא יונקים ב Alginate חרוזים באמצעות כלי פשוט מתערבל

פרוטוקול זה ממחיש שיטת עטיפת תא על-ידי הגגנציה פיזית מהירה של קילוף פלסטיצידיות כדי לשתק תאים. מיקרוחרוזי מיקרו מאפשרים הפרשה מבוקרת ומתמשכת של עמילואיד-β לאורך זמן, ניתן להשתמש כדי ללמוד את ההשפעות של המופרש עמילואיד-β ב מבחנה ומודלים vivo.

הייצור של עמילואיד-β-הפרשה Alginate מיקרו חרוזי לשימוש ב דוגמנות מחלת אלצהיימר

המוצג כאן הוא שיטה עבור ביופסיה 3D של ג'לטין מתיאקריל.

פרוטוקולים של 3D ביוריטינג ג'לטין הידרוג'ל מבוסס-דיו

מוצג כאן היא טכניקת הדפסה 3D מתון מונע על ידי כוחות צמיגים-אינרציאליים לסירוגין כדי לאפשר את הבנייה של מיקרוקארים הידרוג'ל. חרירים תוצרת בית מציעים גמישות, ומאפשרים החלפה קלה לחומרים וקטרים שונים. מיקרוקארים מחייבים תא בקוטר של 50-500 מיקרומטר ניתן להשיג ולאסוף עבור culturing נוסף.

הדפסה תלת-ממדית של מיקרוקארים הידרוג'ל במבחנה על ידי סילון כוח צמיג-אינרציאלי לסירוגין

הפרוטוקול הנוכחי מתאר ייצור של מיקרוספרות נקבוביות פתוחות מאוד (HOPMs) המבוססות על פולי(חומצה לקטית-קו-גליקולית) באמצעות טכנולוגיית מיקרופלואידית מבוססת תחליב יחיד. למיקרוספרות אלה יש יישומים פוטנציאליים בהנדסת רקמות ובבדיקת תרופות.

ייצור מיקרוספרות נקבוביות פתוחות במיוחד (HOPMs) באמצעות טכנולוגיה מיקרופלואידית

הפרוטוקול מתאר הכנה של מיקרוספרות נתרן אלגינט מוצלבות עם יוני מתכת שונים באמצעות מכשיר מיקרופלואידי לתכנון נשאות תרופות. התכונות האנטי-מיקרוביאליות והשחרור האיטי של תרופות אלה נחקרו גם כן.

הכנת מיקרוספרות נתרן אלגינט צולבות עם יוני מתכת שונים בטכנולוגיית אלקטרוספריי מיקרופלואידית

למד כיצד לייצר microspheres אלגינט רב-שכבתיים לקליטת תאים וחלבונים. שיטה זו מציעה פתרונות מתקדמים למערכות שחרור תרופות וטיפול בסוכרת מסוג 1.

דור של אלגינט microspheres עבור יישומים ביו

גלה סרטונים נוספים