Method Article

Forma modulante di polimerisomi a base di poliestere utilizzando la pressione osmotica

DOI:

10.3791/62548

April 21st, 2021

In This Article

Summary

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I polimerici sono vescicole polimeriche autoassemblate che si formano in forme sferiche per ridurre al minimo l'energia libera di Gibb. Nel caso della somministrazione di farmaci, le strutture più allungate sono utili. Questo protocollo stabilisce metodi per creare più polimerisomi simili a barre, con proporzioni allungate, utilizzando il sale per indurre la pressione osmotica e ridurre i volumi delle vescicole interne.

Abstract

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I polimerici sono vescicole a doppio strato legate alla membrana create da copolimeri a blocchi anfifilici che possono incapsulare carichi utili sia idrofobici che idrofili per applicazioni di somministrazione di farmaci. Nonostante la loro promessa, i polimeri sono limitati nell'applicazione a causa della loro forma sferica, che non è prontamente assorbita dalle cellule, come dimostrato dagli scienziati delle nanoparticelle solide. Questo articolo descrive un metodo a base di sale per aumentare le proporzioni dei polimeromi sferici a base di poli(glicole etilenico) (PEG). Questo metodo può allungare i polimerisomi e, infine, controllare la loro forma finale aggiungendo cloruro di sodio nella dialisi post-formazione. La concentrazione di sale può essere variata, come descritto in questo metodo, in base all'idrofobicità del copolimero a blocchi utilizzato come base per il polimero e la forma bersaglio. Le nanoparticelle allungate hanno il potenziale per indirizzare meglio l'endotelio nei vasi sanguigni di diametro maggiore, come le vene, dove si osserva la marginazione. Questo protocollo può espandere le applicazioni terapeutiche delle nanoparticelle utilizzando tecniche di allungamento in tandem con i benefici a doppio carico e a lunga circolazione dei polimerisomi.

Introduction

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La modulazione della forma è un modo relativamente nuovo ed efficiente per migliorare la somministrazione di farmaci mediata da nanoparticelle. Non solo il cambiamento nella morfologia aumenta la superficie delle particelle, che a sua volta consente una maggiore capacità di carico, ma ha anche implicazioni su tutta la linea per migliorare la stabilità, il tempo di circolazione, la biodisponibilità, il targeting molecolare e il rilascio controllato1. I polimerisomi, la nanoparticella di messa a fuoco in questo metodo, tendono ad auto-assemblarsi termodinamicamente in una forma sferica, che si è dimostrata poco pratica nell'assorbimento cellulare....

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Protocol

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1. Formazione di polimerismi sferici utilizzando un metodo di iniezione di solvente

  1. Dissoluzione di poliesteri in solvente organico
    NOTA: Un solo poliestere deve essere sciolto nel rispettivo solvente organico alla volta per formare polimerici.
    1. Sciogliere i poliesteri PEG-PLA o PEG-b-poly (acido lattico-co-glicolico) (PEG-PLGA) in dimetilsolfossido (DMSO) ad una concentrazione dell'1,5% in peso. In particolare, sciogliere 0,015 g di poliestere selezionato in 1 mL di DMSO (15 mg/mL). La completa dissoluzione del polimero può richiedere periodi fino a 15 minuti di vortice.
  2. Mentre il poliestere si dissolve in solvente organico,....

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Results

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La Tabella 2 presenta i risultati attesi quando si segue il passaggio 1 del protocollo. Si noti che DMSO è usato come solvente sia per PEG-PLA che per PEG-PLGA nella formazione di polimerisomi. La deviazione da questo solvente è possibile, poiché altri solventi miscibili in acqua dissolveranno i copolimeri ma si prevede che cambino i risultati. Si prevede che la PDI sarà inferiore a 0,2, indicando la formazione di polimerisomi monodispersi17. Si noti che l'aumento dell'idrofobicit.......

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Discussion

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I sistemi autoassemblati sono notoriamente incontrollabili. Le loro proprietà finali, tra cui dimensioni, forma e struttura, sono guidate dalle proprietà idrofobiche dell'anfifilo scelto e dall'ambiente solvente selezionato. I copolimeri a blocchi anfifilici tendono verso forme sferiche, che minimizzano l'energia libera di Gibb e portano all'equilibrio termodinamico23, formando così polimerisomi. A causa della loro natura di equilibrio, i polimerisomi sono significativamente più difficili da allun.......

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Disclosures

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Acknowledgements

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Questo progetto è stato finanziato in parte dal National Institutes of Health Project numero 5P20GM103499-19 attraverso il programma Student Initiated Research Project. Questo lavoro è stato anche parzialmente supportato dal Creative Inquiry Program di Clemson. Riconosciamo anche Nicholas L'Amoreaux e Aon Ali che inizialmente hanno lavorato alla creazione di questo protocollo, pubblicando il loro primo articolo citato qui14.

....

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
15*45 fiale filettatura a vite con tappo attaccatoFisherbrand9609104000
Dimetil solfossidoFisher ChemicalD128-1
Dimetil solfossidoBDHBDH1115-1LP
Agitatori isoremp, piastre riscaldanti e piastre riscaldanti di agitazioneFisher scientificCIC00008110V19
POMPA A SIRINGA LEGATO 130kd Scientific788130
PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock PolymerPolysciences Inc24381-1annota i pesi molecolari durante la replicazione
di poli(etilenglicole) (2000) Metil etere-blocco-poli(lattide-co-glicolide) (4500)Sigma aldrich764825-1Gnota i pesi molecolari quando si replica
combinazione di siringa monouso/ago BD PrecisionGlide, sterile, BD medicalBD medicalBD305620Tubercolina
Cloruro di SodioBDHBDH9286
Zetasizer Nano ZSMalvern
la

References

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  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,....

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

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