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방법 논문

후두절협증을 가진 마우스에 있는 생체 적합성 약 용출 기관 스텐트의 디자인

6.3K 조회수

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DOI:

10.3791/60483

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2020년 1월 21일

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이 논문에서

요약

Laryngotracheal 협착증은 기관 기도를 비판적으로 좁히고 효과적인 의학 치료가 결여되는 병리학적인 흉터 침착에서 유래합니다. PLLA-PCL (70% 폴리-L-락티드 및 30% 폴리카프롤락톤) 스텐트를 국소 약물 전달 시스템으로 사용하여, 기관내 흉터 증식을 감소시키는 것을 목표로 하는 잠재적치료법을 연구할 수 있다.

초록

후두 척막증 (LTS)은 외인성 방해및 호흡곤란으로 이어지는 기관및 기관의 병리학적 협착입니다. LTS는 기관에서 이물질에서 점막 손상으로 인해 조직 손상및 병리학 적 흉터 조직의 침착으로 이어지는 국소 염증 반응을 초래합니다. LTS에 대한 치료는 효과적인 의료 치료의 부족으로 인해 수술이다. 이 방법의 목적은 LTS를 사용하여 마우스에 배치하기 위해 소형화 될 수있는 생체 적합성 스텐트를 구성하는 것입니다. 우리는 PLLA-PCL (70 % 폴리 L-락티드 및 30 % 폴리 카프로 롤락톤) 구성이 최적의 생체 역학 적 강도를 가지고 있으며 생체 적합성, 생체 내 배치 스텐트에 대한 실용성 및 용출 약물을 할 수 있음을 입증했습니다. 이 방법은 염증을 국소적으로 억제하고 기도 섬유증을 감소시키기 위해 다양한 면역 조절제를 테스트하기 위한 약물 전달 시스템을 제공한다. 스텐트를 제조하는 데는 28-30h가 소요되며 쉽게 재현할 수 있으므로 대형 코호트를 실험할 수 있습니다. 여기에서 우리는 섬유증과 콜라겐 침착을 감소시키는 그것의 효력을 시험하기 위하여 스텐트의 안에 약 rapamycin를 통합했습니다. 결과는 PLLA-PCL 텐트가 신뢰할 수 있는 라파마이신 방출을 보여주었고, 생리학적 조건에서 기계적으로 안정되었으며, 생체 적합성이 있었으며, 기관에서 염증 반응을 거의 유도하지 않는 것으로 나타났습니다. 또한, 라파마이신 용출 PLLA-PCL 스텐트는 생체 내 기관에서 흉터 형성을 감소시켰습니다.

서론

후두 절제 (LTS)는 자궁 내 외 삽관 손상으로 인해 기관의 병리학 적 협착이 가장 빈번합니다. 세균성 식민지화의 조합, 기관 절제술 또는 내시경 관에 대한 이물질 반응 및 환자 별 요인은 비정상적인 염증 반응으로 이어집니다. 이러한 부적응 면역 반응은 기관내 의 콜라겐 침착으로 이어지며, 기관 및 후속 협착의 발광 을 초래합니다1,2. 이 질병에 대한 현재의 치료는 주로 외과적이기 때문에, 과도한 콜라겐 침착으로 이어지는 비정상적인 염증 및 성섬유성 경로를 대상으로 하는 대체 의학 기반 치료 패러다임을 개발하는 것이 연구되고 있다. MTOR 신호 복합체를 억제하는 라파마이신은 면역 억제 효과뿐만 아니라 강력한 항섬유아세포 효과가 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 라파마이신이 체계적으로 투여되면 일반적인 부작용(예를 들어, 고지혈증, 빈혈, 혈소판 감소증)이 발음될 수있다 3. 우리의 방법론의 목적은 이러한 전신 효과를 줄이는 기도에서 사용하기 위해 실용적 인 국소 약물 전달을위한 차량을 개발하는 것입니다. 우리의 평가는 섬유아세포 기능을 억제하고 국소 면역 미세 환경을 변경하는 능력뿐만 아니라 약물 전달 구조에 대한 국소 면역 반응을 조사하는....

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프로토콜

참고 : 여기에 설명 된 모든 방법은 존스 홉킨스 대학 동물 관리 및 사용위원회 (MO12M354)에 의해 승인되었습니다.

1. PLLA-PCL에서 라파마이신의 준비

  1. 70:30 PLLA-PCL 폴리머 용액(고유점도 1.3−1.8 DL/G)의 두 개의 유리 바이알(캡)을 준비합니다. 재료 표) 1.0% 라파마이신을 함유한 유리병과 라파마이신이 없는 다른 바이알이 있습니다.
    1. 유리 병에 600 mg의 70:30 PLLA-PCL에 6 mg의 라파마이신을 첨가하여 폴리머 용액을 함유하는 1.0% 라파마이신을 만듭니다.
    2. 라파마이신(제어)이 없는 폴리머 용액의 경우 유리 바이알에 70:30 PLLA-PCL 600 mg만 추가하십시오.
  2. 연기 후드 아래에 각 유리 병에 6 mL의 디클로로메탄을 추가하십시오.
    주의: 디클로로메탄은 부식성 물질이며 유리 파이펫만 사용해야 합니다. 적절한 안전 예방 조치에는 개인 눈 보호 및 장갑이 포함됩니다.
  3. 각 유리 병(2% 글리세롤 용액의 경우)에 120 μL의 글리세롤을 추가합니다.
    참고: 글리세롤을 첨가하면 스텐트 구성물의 유연성이 향상되고 강성이 감소합니다.
  4. ....

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결과

본 연구에 사용된 라파마이신을 적재한 생분해성 PLLA-PCL 스텐트 생성물은 생리학적 조건에서 일관되고 예측 가능한 방식으로 라파마이신을 용출할 수있었다(도 1). 도 2는 LTS의 뮤린 모델에서 사용하기 위해 22 G angiocatheter 주위에 캐스팅된 PLLA-PCL 스텐트를 나타낸다. 기관에서 라파마이신 용출의 효과가 섬유증 감쇠에 효과적인지 확인하기 위해, 급성 염증의 섬유증 관련 유전자 발현 및 마커의 측정 된 변화는 유전자 발현 분석, 유세포 분석, 면역 형광 및 ELISA를 통해 평가 될 수있다. 전술한 방법을 사용하여 마우스의 기관내로 소형화된 스텐트를 성공적으로 배치하는 것이 입증되었다. 이 방법의 개략적인 그림은 그림 3에나와 있습니다. 도 4는 스텐트의 검은 마커에 의해 지시된 바와 같이 기.......

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토론

생체 내에서 약물 용출 스텐트를 성공적으로 생성하고 사용하기 위한 가장 중요한 단계는 1) 바람직한 약물 용출 속도에 대한 최적의 PLLA-PCL 비율을 결정하고, 2) 용출될 약물의 적절한 농도를 결정하는 것, 3) 스텐트를 성형하는 것입니다. 생체 내 사용을 위한 angiocatheter 의 주위에, 및 4) 치명적인 기도 방해를 일으키지 않고 LTS 유도 후에 마우스로 스텐트를 장전하게 전달한다.

기도 질환의 동물 모델에서 스텐트를 사용하여 약물을 전달하는 몇 가지 방법이 있지만, 병들린 뮤린 모델에서 약물 전달이 가능한 생체 적합성 스텐트의 개발이 첫 번째입니다. 약물 전달을 위한 이 방법을 개발할 때, 이 방법에 대한 몇 가지 변형이 이루어졌다. 생리적 분비에도 불구하고 기관에 배치될 수 있을 정도로 기계적으로 단단한 스텐트를 만들기 위한 적절한 PLLA-PCL 조성물을 결정하는 것이 중요했습니다. PLLA-PCL의 70:30 조성물은 난치산테터 성형을 통해 라파마이신을.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없다.

감사의 글

수상 번호 1K23DC014082 및 1R21DC017225 (알렉산더 힐렐)에서 건강의 국립 연구소의 청각 장애 및 기타 통신 장애에 대한 국립 연구소. 이 연구는 또한 재정적으로 삼과 학회와 외과 의사의 미국 대학 (알렉산더 힐렐), 미국 의학 협회 재단, 시카고, 일리노이 (Madhavi Duvvuri) 및 T32 NIDCD 교육 보조금 (케빈 모츠)에 의해 지원되었다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
<강한>1. 스텐트
22 게이지 혈관 카테터Jelco4050
디클로로메탄시그마 알드리치270997-100ML
글리세롤피셔 사이언티픽56-81-5다른 공급업체에서도 구입할 수 있습니다.
PDLGA시그마 Aldrich739955-5G
PLLA-PCL (70 : 30)Evonik Industries AG65053
RapamycinLC LaboratoriesR-5000
2. 동물 수술 < / 강력 >
와이어 브러시Mill-Rose Company320101
3. 면역조직화학 염색
항원 레트리브리벌 완충액Abcamab93678다른 공급업체에서도 사용 가능; 필요한 산성 pH DAPI
세포 신호전달 8961S
DMEMThermoFisher Scientific11965-092다른 공급업체에서도 사용 가능.
FBS (Fetal Bovine Serum)MilliporeSigmaF4135-500ML
염소 항토끼-488 항체Lif 기술a11008
염소 항-쥐-633 항체Lif 기술a21094
친수성 플러스 슬라이드BSB7028
PBSThermoFisher Scientific100-10023다른 공급업체에서도 구입할 수 있습니다.
토끼 항-CD3 항체Abcamab5690
쥐 항F4/80 항체Biolengend123101
Zeiss LSM 510 메타 컨포칼 현미경Zeiss
4. 정량적 PCR
0.5mm 유리 구슬OMNI International19-645
비드 밀 균질화기, OMNI International
유전자 특이적 정방향/역방향 프라이머,Genomic Resources, 핵심 시설,
Nanodrop 2000 분광 광도계, Thermo Scientific
Power SYBR 그린 마스터믹스라이프 테크놀로지4367659
RNeasy 미니 키트Qiagen80404
StepOnePlus Real Time PCR 시스템라이프 테크놀로지
용 의 경우 스 스

참고문헌

  1. Minnigerode, B., Richter, H. G. Pathophysiology of subglottic tracheal stenosis in childhood. Progress in Pediatric Surgery. 21, 1-7 (1987).
  2. Wynn, T. A. Fibrotic disease and the T(H)1/T(H)2 paradigm. Nature Reviews Immunology. 4 (8), 583-594 ....

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