Name: 제어 약물 릴리스에 대한 자기장 응답 하이브리드 젤라틴 마이크로 겔을 교류 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: 배우세요 자기장 열감응성 젤라틴 마이크로겔 하이브리드를 제조하여 교류 자기장으로 약물 방출을 제어하는 방법을. 이 생분해성 플랫폼은 비침습적 자극에 반응하는 온디맨드 약물 전달 시스템 개발에 활용됩니다.

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

이 연구는 패리스 가족 혁신 상 및 MK에 NIH 1R01NR015674-01에 의해 지원되었다. 저자는 전자기 발생기 시스템뿐만 아니라 자신의 기술 자문을 제공하기 위해 호셉 Nayfach (Qteris, Inc의)에 감사드립니다. 저자는 또한 그녀의 기술적 인 조수에 대한 Huan의 연 (LCI 및 화학 물리학 협동 과정, 켄트 주립 대학) 감사합니다.

주 : 자계 응답 젤라틴 마이크로 겔의 제조 전체 공정은도 1a에 도시되어있다. 1. 준비 솔루션 및 현탁액 <ol><li> 인산염 완충 식염수 2 ㎖에 genipin 20mg을 용해시켜 가교 결합제 genipin 용액 (/ V 1 % w)을 준비 (1X PBS, pH를 7.4). 소용돌이 2 시간 동안 50 ℃의 물을 욕조에서 솔루션 및 장소는 완전히 솔루션을 용해한다. </li><li> (100)의 농도로 200 ㎖의 PBS로 (L64이라 w M = 2900 다) 폴리 (에틸렌 글리콜)의 20 mg의 폴리 (프로필렌 글리콜) - 폴리 (에틸렌 글리콜)을 용해한 계면 활성제 용액을 제조 PPM. </li><li> PBS의 0.43 ㎖에 젤라틴의 64.5 mg을 용해하여 15 % (w / v)의 젤라틴 용액을 준비합니다. 이 솔루션은 유체가되는 졸 단계에 도달 할 때까지 소용돌이 솔루션을하고 37 ℃로 물을 욕조에 놓습니다. 일을 보장하는 3 번 -이어서, 젤라틴 용액 2 와동샘플 E 균질성. </li><li> P (NIPAM- 공동 -AAm) 모델 약물과 / MNPS 용액 (BSA)의 제조 : <ol><li> PBS의 0.43 ml의 친수성 MNPS의 10.75 mg을 분산하고 3 %의 농도를 확인하기 위해 MNP 정지에 (p)의 12.9 ㎎ (NIPAM-가 -AAm 공동) 용해 (W / V). (P)의 증가 농도 (NIPAM-가 -AAm 공동) 마이크로 겔의 증가 deswelling 동작을 달성하기 위해 사용될 수있다. </li><li> 텍사스 레드 복합 소 혈청 알부민 사용 (TR-BSA를, M을 ~ 66 kDa의 와트) 모델 약물로. (p)의 혼합물 (NIPAM-가 -AAm 공동) / MNPS에서 TR-BSA의 0.5 mg을 녹이고. </li></ol></li><li> 다음 P (NIPAM- CO -AAm) 혼합물 / 젤라틴 용액으로 MNPS (0.43 mL) 중 (0.43 ㎖)을 첨가하여 젤라틴 / P (NIPAM- CO -AAm) / MNPS가 / BSA 용액 (0.86 ㎖)의 혼합물을 준비 철저하게 균일 한 혼합물을 만들기 위해 그들을 소용돌이. 따라서, 폴리머 MNP의 농도는 최종 혼합물의 초기 농도의 절반이된다. </li></ol><ol><li> 깨끗하고 멸균 비이커에 실리콘 오일 [폴리 디메틸 실록산 (점도 350 cSt 인)] 15ml를 붓고. </li><li> 즉시 실리콘 오일로 젤라틴 / P (NIPAM- CO -AAm) / MNPS가 / BSA 용액 (0.86 mL)을 미리 제조 된 수성 혼합물을 추가하고 (900)에서 자기 교반 막대로 교반하여 유상의 수성 혼합물을 유화 30 분 동안 30 ℃로 회전. </li></ol> 수용액 3. 겔화 마이크로 액적 전송 <ol><li> 50 ML 튜브로 커에서 에멀젼 (~ 16 ㎖)에 전송합니다. </li><li> 오일 미세 방울의 겔 4 ° C에서 10 분 동안 튜브를 냉각. </li><li> 50 ㎖까지 (4 ℃로) 준비 L64 솔루션 튜브를 입력하고 적극적으로 튜브를 흔들. L64은 계면 활성제의 일부는 마이크로 겔 내에 것이 가능하다. </li><li> 4 O C.에서 2,300 XG에 20 분 동안 튜브를 원심 분리기 </li><li> RegularlY는 튜브의 측면에 겔 입자의 펠릿의 존재를 확인한다. 입자가 보이지 않는 경우, 동일한 속도 및 온도에서 또 다른 20 분 동안 원심 분리. 조심스럽게 튜브의 내벽에 형성된 펠렛을 교란시키지 않고 상층 액을 제거 진행. </li><li> 단계를 반복합니다 (3.5)을 통해 (3.3) 한 번 더. 마다 마이크로 겔 현탁액 기름 방울의 포함을 피하기 위해 새로운 튜브에 시료를 옮긴다. 이 단계 후에, 계면 활성제, 기름 방울 샘플 현탁액에 존재하지 않는 것을 확인합니다. 그러나, 반복 분리 단계는 초기 재료의 손실을 초래할 수 있습니다. </li></ol> 미크로 겔 4. 공유 결합 가교 <ol><li> 겔 입자의 펠렛에 genipin 용액 (섹션 1에서 제조) 2 ㎖를 추가하고 솔루션을 텍싱하여 그들을 잘 섞는다. </li><li> 신속 DES 중에 공유 가교 결합 반응을 개시 23 O C에서 수욕 현탁액 튜브 전송(. 예를 들어, 5-120 분) IRED 가교 시간. </li><li> 가교 후 즉시, genipin 솔루션을 버리고 PBS에 미크로 겔을 재현 탁하고, 2,300 XG (4 오 C)에서 20 분 동안 튜브를 원심 분리하여 과도한 가교제를 제거합니다. 필요한 경우, 조심스럽게 떨어져 피펫 팁과 펠렛을 형성 휴식. genipin 여전히 용액에 잔류하면이 세정 공정은 3 회 이상 반복 될 수있다. </li><li> 뜨는을 취소하고 원하는 농도로 PBS에서 미크로 겔을 재현 탁 (예., 5 × 10 6 미크로 겔 / ㎖) 혈구와 수를 계산하여. </li><li> 현미경 관찰을 위해, 유리 슬라이드 및 커버 슬립 사이의 공간에서 마이크로 겔 현탁액을로드하고 에폭시 수지로 커버 슬립의 경계를 밀봉. </li></ol> 의약품 출시를 트리거링을위한 교류 자기장 5. 응용 프로그램 <ol><li> 수성 미디어에서 마이크로 겔의 원하는 농도로 함께 튜브를 배치자기 코일의 실. 필요한 경우, AMF의인가 중에 매체의 온도 변화를 모니터링하는 튜브 내로 광섬유 온도 탐침을 삽입한다. </li><li> 정의 전계 강도 (&gt; 5 kA 미만 / m)로하고 지정된 기간 동안 높은 주파수 (&gt; 100 kHz에서)를 AMF 적용합니다. AMF의 도포 후, 원심 분리기 2273 XG (4 입출력 C) 및 측정법을 사용하여 주위 매체 마이크로 겔로부터 방출 TR-BSA의 양을 정량화하는 상등액을 수집하고, 20 분 동안 샘플 튜브. 텍사스 레드의 여기 및 방출 파장은 각각 584 nm의 612 나노 미터이다. </li></ol>

<ol><li>Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+in+drug+delivery+and+tissue+engineering%3A+one+laboratory%27s+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Biomaterials in drug delivery and tissue engineering: one laboratory's experience.</a> Acc. Chem. Res. 33, 94-101 (2000).</li>
<li>Rivest, C. M., Morrison, D., Ni, B., Rubib, J., Yadav, V., Mahdavi, A., Karp, J., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscale+hydrogels+for+medicine+and+biology%3A+synthesis%2C+characteristics+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Mater+Struct%22%5BJournal%5D)">Microscale hydrogels for medicine and biology: synthesis, characteristics and applications.</a> J Mech Mater Struct. 2, 1103-1119 (2007).</li>
<li>Kawaguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoresponsive+microhydrogels%3A+preparation%2C+properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Polym.+Int%22%5BJournal%5D)">Thermoresponsive microhydrogels: preparation, properties and applications.</a> Polym. Int. 63, 925-932 (2014).</li>
<li>Vinogradov, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+microgels+in+drug+delivery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Pharm.+Des%22%5BJournal%5D)">Colloidal microgels in drug delivery applications.</a> Curr. Pharm. Des. 12, 4703-4712 (2006).</li>
<li>Liechty, W. B., Kryscio, D. R., Slaughter, B. V., Peppas, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+drug+delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Chem+Biomol+Eng%22%5BJournal%5D)">Polymers for drug delivery systems.</a> Annu Rev Chem Biomol Eng. 1, 149-173 (2010).</li>
<li>Kumari, A., Yadav, S. K., Yadav, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+polymeric+nanoparticles+based+drug+delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf.+B+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems.</a> Colloids Surf. B Biointerfaces. 75, 1-18 (2010).</li>
<li>Shibayama, M., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+Phase-Transition+and+Related+Phenomena+of+Polymer+Gels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Volume Phase-Transition and Related Phenomena of Polymer Gels.</a> Adv Polym Sci. 109, 1-62 (1993).</li>
<li>Sung, B., Kim, C., Kim, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+colloidal+microgels+with+tunable+thermosensitive+volume+phase+transitions+for+controllable+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Biodegradable colloidal microgels with tunable thermosensitive volume phase transitions for controllable drug delivery.</a> J Colloid Interface Sci. 450, 26-33 (2015).</li>
<li>Kumar, C. S., Mohammad, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+nanomaterials+for+hyperthermia-based+therapy+and+controlled+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Magnetic nanomaterials for hyperthermia-based therapy and controlled drug delivery.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 63, 789-808 (2011).</li>
<li>Mura, S., Nicolas, J., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-responsive+nanocarriers+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stimuli-responsive nanocarriers for drug delivery.</a> Nat. Mater. 12, 991-1003 (2013).</li>
<li>Kong, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+field+activated+lipid-polymer+hybrid+nanoparticles+for+stimuli-responsive+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Magnetic field activated lipid-polymer hybrid nanoparticles for stimuli-responsive drug release.</a> Acta biomaterialia. 9, 5447-5452 (2013).</li>
<li>Hayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+responsive+smart+nanoparticles+for+cancer+treatment+with+a+combination+of+magnetic+hyperthermia+and+remote-control+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Magnetically responsive smart nanoparticles for cancer treatment with a combination of magnetic hyperthermia and remote-control drug release.</a> Theranostics. 8, 834-844 (2014).</li>
<li>Suzuki, D., Kawaguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-sensitive+core%2Fshell+template+particles+for+immobilizing+inorganic+nanoparticles+in+the+core%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Stimuli-sensitive core/shell template particles for immobilizing inorganic nanoparticles in the core.</a> Colloid Polym Sci. 284, 1443-1451 (2006).</li>
<li>Bhattacharya, S., Eckert, F., Boyko, V., Pich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-%2C+pH-%2C+and+magnetic-field-sensitive+hybrid+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Temperature-, pH-, and magnetic-field-sensitive hybrid microgels.</a> Small. 3, 650-657 (2007).</li>
<li>Wong, J. E., Gaharwar, A. K., Muller-Schulte, D., Bahadur, D., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-stimuli+responsive+PNiPAM+microgel+achieved+via+layer-by-layer+assembly%3A+Magnetic+and+thermoresponsive%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interf+Sci%22%5BJournal%5D)">Dual-stimuli responsive PNiPAM microgel achieved via layer-by-layer assembly: Magnetic and thermoresponsive.</a> J Colloid Interf Sci. 324, 47-54 (2008).</li>
<li>Zhao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+scaffolds+for+on-demand+drug+and+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Active scaffolds for on-demand drug and cell delivery.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 67-72 (2011).</li>
<li>Xu, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+of+magnetic+nanoparticles+from+cell-encapsulating+biodegradable+nanobiomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+nano%22%5BJournal%5D)">Release of magnetic nanoparticles from cell-encapsulating biodegradable nanobiomaterials.</a> ACS nano. 6, 6640-6649 (2012).</li>
<li>Li, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+Hydrogels+and+Their+Potential+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Magnetic Hydrogels and Their Potential Biomedical Applications.</a> Adv Funct Mater. 23, 660-672 (2013).</li>
<li>Cooperstein, M. A., Canavan, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+cytotoxicity+of+%28N-isopropyl+acrylamide%29+and+poly%28N-isopropyl+acrylamide%29-coated+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Biointerphases%22%5BJournal%5D)">Assessment of cytotoxicity of (N-isopropyl acrylamide) and poly(N-isopropyl acrylamide)-coated surfaces.</a> Biointerphases. 8, 19(2013).</li>
<li>Jorgensen, L., Moeller, E. H., van de Weert, M., Nielsen, H. M., Frokjaer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparing+and+evaluating+delivery+systems+for+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Sci%22%5BJournal%5D)">Preparing and evaluating delivery systems for proteins.</a> Eur J Pharm Sci. 29, 174-182 (2006).</li>
<li>Holland, T. A., Tabata, Y., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+release+of+transforming+growth+factor-beta+1+from+gelatin+microparticles+encapsulated+in+biodegradable%2C+injectable+oligo%28poly%28ethylene+glycol%29+fumarate%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">In vitro release of transforming growth factor-beta 1 from gelatin microparticles encapsulated in biodegradable, injectable oligo(poly(ethylene glycol) fumarate) hydrogels.</a> J Control Release. 91, 299-313 (2003).</li>
<li>Liang, H. C., Chang, W. H., Lin, K. J., Sung, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genipin-crosslinked+gelatin+microspheres+as+a+drug+carrier+for+intramuscular+administration%3A+in+vitro+and+in+vivo+studies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Genipin-crosslinked gelatin microspheres as a drug carrier for intramuscular administration: in vitro and in vivo studies.</a> J Biomed Mater Res. Part A. 65, 271-282 (2003).</li>
<li>Solorio, L., Zwolinski, C., Lund, A. W., Farrell, M. J., Stegemann, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gelatin+microspheres+crosslinked+with+genipin+for+local+delivery+of+growth+factors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Tissue+Eng+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Gelatin microspheres crosslinked with genipin for local delivery of growth factors.</a> J Tissue Eng Regen Med. 4, 514-523 (2010).</li>
<li>Regmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperthermia+controlled+rapid+drug+release+from+thermosensitive+magnetic+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Hyperthermia controlled rapid drug release from thermosensitive magnetic microgels.</a> J Mater Chem. 20, 6158-6163 (2010).</li>
<li>Kim, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+nanoparticle+targeted+hyperthermia+of+cutaneous+Staphylococcus+aureus+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Magnetic nanoparticle targeted hyperthermia of cutaneous Staphylococcus aureus infection.</a> Ann Biomed Eng. 41, 598-609 (2013).</li>
<li>Ivkov, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+high+amplitude+alternating+magnetic+fields+for+heat+induction+of+nanoparticles+localized+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Application of high amplitude alternating magnetic fields for heat induction of nanoparticles localized in cancer.</a> Clin Cancer Res. 11, 7093s-7103s (2005).</li>
<li>Huang, S., Fu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naturally+derived+materials-based+cell+and+drug+delivery+systems+in+skin+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Naturally derived materials-based cell and drug delivery systems in skin regeneration.</a> J Control Release. 142, 149-159 (2010).</li>
<li>Malafaya, P. B., Silva, G. A., Reis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural-origin+polymers+as+carriers+and+scaffolds+for+biomolecules+and+cell+delivery+in+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Natural-origin polymers as carriers and scaffolds for biomolecules and cell delivery in tissue engineering applications.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 59, 207-233 (2007).</li>
<li>Shah, R., Kim, J., Agresti, J., Weitz, D., Chu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+monodisperse+thermosensitive+microgels+and+gel+capsules+in+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Fabrication of monodisperse thermosensitive microgels and gel capsules in microfluidic devices.</a> Soft Matter. 4, 2303-2309 (2008).</li>
<li>Hoare, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+triggered+nanocomposite+membranes%3A+a+versatile+platform+for+triggered+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+letters%22%5BJournal%5D)">Magnetically triggered nanocomposite membranes: a versatile platform for triggered drug release.</a> Nano letters. 11, 1395-1400 (2011).</li>
</ol>

저자는 공개할 것이 없습니다.

여기에 설명 된 기술은 자기 열 트리거 약물 방출을위한 나노 입자 마이크로 겔 하이브리드의 사용에 대한 개념 증명을 보여줍니다. 이것은 물리적 genipin 의해 가교 마이크로 입체 젤라틴 네트워크 내 MNPS 및 P (CO NIPAM- -AAm) 쇄 포획함으로써 달성되었다. 자계 응답 플랫폼은 차례로 모델 약물 BSA의 방출을 촉발 원격인가 AMF에 응답하여 마이크로 겔 내에 열을 발생시키기에 충분했다. MNPS 및 P (NIPAM- 공동 -AAm) 모두를 포함하는 전략 페이지의 부재에 젤라틴 / MNPS의 마이크로 겔의 BSA 자료의 범위 때문에, 젤라틴 마이크로 겔에서 원하는 약물 방출을 달성하기위한 중요한 것 같습니다 (NIPAM- 공동 -AAm)은 AMF 애플리케이션 승온 정도 미크로 겔 유형 모두에서 유사 하였다하더라도, 마이크로 겔 혼입 P (CO NIPAM- -AAm)에서보다 유의하게 낮았다 (<s...

자극 - 반응 내인성 또는 외인성 자극 중 하나에 응답하여 엄격하게 제어 약물 전달을 가능하게 약물 전달 시스템 (예., 온도, pH는) 광범위하게 약물 전달을위한 스마트 소프트 장치의 새로운 유형으로 조사되었다. 마이크로 하이드로 널리들은 제어 및 지속 약물 방출 프로파일뿐만 아니라 가변 화학적 및 기계적 특성을 부여 1-3 것을 약물 전달 플랫폼으로 사용되어왔다. 특히, 마이크로 겔, 콜로이드 인해 외부 자극 및 최소 침습적 방법 (4)에 적합한 지방 조직 입성 그들의 빠른 응답을 약물 전달 비히클로서 많은 이점을 나타낸다. 폴리는 (N-이소 프로필) (pNIPAM) 또는 공중 합체는 널리 젤라틴, 키토산, 알긴산 산, 또는 히알루 론산을 포함하여 생분해 성 / 생체 적합성 고분자와 pNIPAM을 접목하여 열 반응 미크로 겔의 합성에 채택 된 5, 6, 여기서 하부 임계 용액 온도 (LCST)에서 pNIPAM의 상전이 특성은 약물 방출 (7)의 트리거로 사용될 수있다. 우리는 최근 폴리 혼입함으로써 생분해 젤라틴 계 열 응답 성 마이크로 겔의 제조를 증명 (N-isopropylacrylamide- 공동 - 아크릴 아미드) [P (NIPAM- CO -AAm) 입체 젤라틴 네트워크 (8) 내에서 소량 성분으로서 사슬. 젤라틴 / P (CO NIPAM- -AAm) 미크로 겔 긍정적 소 혈청 알부민 (BSA)의 방출을 상호 승온에 동조 deswelling을 나타냈다. 지난 몇 년 동안, 온 디맨드 방식의 9,10- 약물의 방출을 유발할 수 자기 반응 형 약물 전달 플랫폼을 개발하기위한 노력이 증가하고있다. 자기 반응 형 약물 전달 플랫폼의 합성에 대해 기본 원리는 초상 자성 나노 입자의 특성 (이용한다그들은 온도에 민감한 약물 방출을 유발 자기장 (AMF)을 교대로 고주파를받을 때 MNPS)는 열을 발생합니다. 따라서,이 시스템은 조직 깊숙이 타겟팅 할 수있는 미래의 임상 적용을위한 유망 비 침습 원격 제어 약물 방출을 가능 온열 치료 및 자기 공명 촬상 시스템 10-12과 결합 될 수있다. 이러한 플랫폼은 다음과 같습니다 : (1) MNPS / pNIPAM 하이브리드 마이크로 젤 입자 13-15 (2) 거시적 인 하이드로 겔 지지체는 고정 된 통합시키는 MNPS 16-18. pNIPAM 기반 마이크로 겔 플랫폼은 자기 열 자극에 미세하게 조정할 수있는 볼륨 상전이 응답 성을 보여 주었다. 그러나, 여전히 잠재적으로 생체 내 응용을 제한하는 셀 (19)에 세포 독성 수 제조 및 높은 함량 pNIPAM 중합체의 사용에 복잡하고 정교한 기술에 의존한다. 거시적 발판 상대를 전시LY 느린 외부 자극에 대한 반응과는 콜로이드 마이크로 겔에 비해 침습 수술 이식을 필요로한다. 유 중수 에멀젼은 서브 밀리미터 또는 마이크로 미터 크기의 겔 입자 (20)를 제조하는 표준 방법이었다. 에멀젼의 유수 계면에서, 마이크로 젤 입자들은 기계적인 전단력 물방울의 표면 에너지의 최소화로 구형을 형성한다. 이 방법은 간단한 제조 과정에서 구상 겔 수용액 방울 대량 생산이 가능하며 성공적으로 약물 전달 응용 21-23 젤라틴 기반 마이크로 겔의 제조를 위해 채택되었다. 여기서는 유 중수 유화 방법을 이용하여 약물 전달 애플리케이션 magnetothermally 응답 젤라틴 기반 마이크로 겔을 합성하는 용이​​ 한 방법을 제시한다. 이것은 물리적으로 통합 산화철 MNPS 및 P (NIPAM- 공동으로 달성되었다 -AAM) 공유 결합 자계 (AMF) 응용 시스템 교류 고주파와 함께, 천연 유래 genipin 가교제에 의해 가교 된 구면 마이크로 젤라틴 네트워크 내의 부성분으로서 체인.

<table><tbody><tr><td>젤라틴</td><td>Sigma-Aldrich, MO, USA</td><td>G2500</td><td>젤라틴 타입 A, 돼지 피부</td></tr><tr><td>폴리(N-이소프로필아크릴아미드-코아크릴아미드)&nbsp;</td><td>시그마-알드리치, 미주리, 미국</td><td>738727</td><td>MW = 20,000, LCST = 34 - 38 &#176; C</td></tr><tr><td>실리콘 오일</td><td>Sigma-Aldrich, MO, USA</td><td>378372</td>점도 <td>350 cSt</td></tr><tr><td>Pluoronic L64</td><td>Sigma-Aldrich, MO, USA</td><td>435449</td><td>폴리(에틸렌 글리콜)-블록-폴리(프로필렌 글리콜)-블록-폴리(에틸렌 글리콜)</td></tr><tr><td>제니핀</td><td>TimTec LLC, DE, USA</td><td></td> ST080860 <td>MW = 226.23</td></tr><tr><td>자성 나노 입자(MNP)</td><td>Micromod Inc, 독일</td><td>79-00-102</td><td>nanomag-D-spio, 100nm</td></tr><tr><td>TR-BSA</td><td>생명 기술, 뉴욕 미국</td><td>A23017</td><td>소 혈청 (BSA)에서 알부민, 텍사스 레드 접합체</td></tr></tbody></table>

제어 약물 릴리스에 대한 자기장 응답 하이브리드 젤라틴 마이크로 겔을 교류

Alternating Magnetic Field-Responsive Hybrid Gelatin Microgels for Controlled Drug Release

엄격하게 제어, 온 디맨드 약물 전달을 가능하게 자기 응답 나노 / 마이크로 공학 생체 재료는 생물 의학 응용 프로그램에 대한 스마트 소프트 장치의 새로운 유형으로 개발되고있다. 자기 반응 형 약물 전달 시스템의 여러 개념 연구 또는 생체 임상 응용의 하나로 관내 증거를 통해 효능을 입증 하였지만, 임상에서의 사용이 여전히 불충분 한 생체 적합성 또는 생분해에 의해 제한된다. 또한, 기존 플랫폼의 대부분은 자신의 날조에 대한 정교한 기술에 의존하고 있습니다. 최근 물리적 입체 젤라틴 네트워크 내에서 소량 성분으로서, 폴리 (N-isopropylacrylamide- 공동 - 아크릴 아미드) 쇄 포획하여 생분해 젤라틴 계 열 응답 성 마이크로 겔의 제조를 증명했다. 본 연구에서는 자기 t 생분해 가능 약물 방출 플랫폼을 제조하기위한 용이 한 방법을 제시hermally 약물 방출을 유발. 이것은 교류 자계인가 시스템과 함께, 젤라틴 계 콜로이드 미크로 겔에서 초상 자성 산화철 나노 입자 및 열 응답 성 중합체를 도입함으로써 달성 하였다.

프로토콜이 정확하게 수행 될 때, 제조 된 미크로 겔은 20 μm의 범위에 5 ㎛의 사이 (도 1B와 C)이 직경 잘 특성화 구형 콜로이드 형태 산성을 나타내는 것이다. 형광 MNPS 또는 형광 BSA 중 하나는 MNPS이나 약물 (이 연구에서 BSA)이 제대로 마이크로 겔 (그림 1D) 내에서 캡슐화되는지 여부를 확인하는 데 사용할 수 있습니다. 제작 된 마이크로 겔은 안정하고 콜라겐 분해 효소를 포함하는 제제의 부재하에 최대 4 주 동안 4 ℃로 저장 될 수있다. 젤라틴 마이크로 겔있는 p의 결합 (NIPAM- 공동 -AAm)는 22 O를 C 42 O C에서 미디어의 온도의 증가는 deswelling 초래하는 온도 따라 부피 변화 (그림 2A)를 전시 할 수 있습니다 ~ 40 % P (NIPAM- -A...

우리는 자기 열 감응성 인 생분해 젤라틴 계 약물 방출 플랫폼을 제조하기위한 용이 한 방법을 제시한다. 이것은 교류 자계인가 시스템과 함께, genipin 의해 가교 구상 젤라틴 마이크로 네트워크 내에서 초상 자성 산화철 나노 입자 및 폴리 (N-isopropylacrylamide- 공동 - 아크릴 아미드)를 도입함으로써 달성 하였다.

Magnetically-responsive nano/micro-engineered biomaterials that enable a tightly controlled, on-demand drug delivery have been developed as new types of ...

본 프로토콜의 전반적인 목적은 자기열 반응성 나노입자 마이크로젤 하이브리드를 제작하는 간편한 방법을 제시하고, 제어 가능한 약물 방출을 위한 마이크로젤 하이브리드 활용의 개념 증명을 입증하는 것입니다. 본 프로토콜의 주요 장점은 공정이 비교적 간단하며, 젤라틴 매트릭스 내에 자기 나노입자와 온도 반응성 PNIPAM 공중합체를 단순히 가두는 것만으로 마이크로젤에 자기열 반응성 특성을 부여한다는 점입니다. 이를 통해 나노입자가 자기파에 반응하여 온도가 상승함에 따라 PNIPAM 공중합체가 팽창하고, 이에 따라 교번 자기장에 반응하여 약물이 방출될 수 있습니다.이 기술의 함의는 온디맨드 약물 전달 시스템의 개발로 이어지는데, 이는 이 제어 가능한 약물 방출 플랫폼이 비침습적 외부 자극에 의해 유도되는 다중 온-오프 사이클에 반응하기 때문입니다. 자기장 반응성 젤라틴 마이크로젤의 제조 과정은 현탁액 상태의 용액을 준비하는 것으로 시작됩니다. 기본적인 용액 준비 과정은 텍스트 프로토콜에 설명되어 있습니다.젤라틴 용액을 준비할 때, 유체 상태가 될 때까지 항온 수조에 보관하십시오. 그 다음 vortex를 사용하여 균질화합니다. 모든 용액이 준비되면, 젤라틴 용액과 자성 나노입자가 포함된 PNIPAM 공중합체를 동일한 부피로 혼합하고 mixture를 충분히 vortex 하십시오.다음 단계는 수성 혼합물을 실리콘 오일에 유화시킨 후 계면활성제 코팅을 적용하는 것입니다. 멸균 비커에 실리콘 오일 15ml를 붓고 즉시 준비된 혼합물 0.86ml를 첨가합니다. 그런 다음 30°C에서 900 rpm으로 30분 동안 혼합물을 교반합니다.에멀션을 제조한 후, 이를 50ml 튜브로 옮기고 4°C에서 10분 동안 냉각시키십시오. 그러면 오일 내에 미세 액적들이 형성됩니다. 다음으로, 튜브의 대부분을 Pluronic L-64 계면활성제 용액으로 채우고, 4°C로 냉각한 뒤, L-64 분자가 겔 표면에 흡착되어 마이크로겔 현탁액이 안정화될 수 있도록 튜브를 강하게 흔들어 주십시오.그런 다음 튜브를 4°C에서 2300 Gs로 20분 동안 원심분리합니다. 20분 후, 튜브에 겔 입자 펠릿이 형성되었는지 확인합니다. 펠릿이 보일 때까지 원심분리 사이클을 반복합니다.그다음 상층액을 조심스럽게 제거하고 차가운 L-64 용액을 사용하여 튜브의 부피를 45 ml로 채웁니다. 튜브를 강하게 흔들어 펠렛 형태의 마이크로젤이 계면활성제와 잘 섞이도록 합니다. 그리고 이 현탁액을 새로운 50ml 튜브로 옮깁니다.그런 다음 원심 분리 과정을 반복하고 마이크로젤 펠릿을 다시 수집합니다. 이제 시료 현탁액에 계면활성제나 오일 방울이 남아 있지 않도록 상층액을 완전히 흡입하여 제거합니다. 마이크로젤 준비의 다음 단계는 젤라틴 매트릭스를 가교하는 것입니다.먼저, 펠렛을 준비된 2ml의 Genipin 용액에 현탁합니다. 볼텍스 믹서를 사용하십시오. 그런 다음 공유 결합 가교 반응을 유도하기 위해 현탁액을 23°C 항온수조로 빠르게 옮깁니다.반응은 5분에서 2시간 동안 진행할 수 있습니다. 반응이 완료되면 과잉 가교제를 제거하십시오. 이전과 같이 4°C에서 2300 Gs로 20분 동안 샘플을 원심 분리하십시오.그런 다음, 상층액을 흡입하여 제거합니다. PBS 세척 단계를 총 3회 반복하며, 필요한 경우 피펫 팁으로 펠렛을 기계적으로 분쇄합니다. 반응하지 않고 남은 과잉 가교제를 완전히 제거하는 것이 매우 중요합니다.마지막 세척 후, PBS를 사용하여 마이크로젤을 원하는 밀도로 희석합니다. 헤모사이토미터를 사용하여 이들의 밀도를 측정합니다. 제작된 마이크로젤은 콜라게나제(collagenase)와 같은 분해제가 없는 경우, 4°C에서 보관 시 최대 4주 동안 안정적입니다.현미경을 통해 마이크로젤의 특성을 분석하려면, 슬라이드 위에 마이크로젤을 올리고 에폭시 수지를 사용하여 커버슬립으로 밀봉하십시오. 절차의 마지막 단계는 마이크로젤로부터의 약물 방출량을 측정하는 것입니다. 원하는 농도의 마이크로젤이 담긴 튜브를 자기 코일 챔버에 넣으십시오.그 다음, 교번 자기장 인가 중 온도 변화를 모니터링하기 위해 광섬유 온도 프로브를 삽입합니다. 이제 정해진 자기장 강도와 지정된 시간 동안 고주파 교번 자기장을 인가합니다. 처리 후, 튜브를 4 °C에서 2300 Gs로 20분 동안 원심 분리합니다.마이크로젤에서 방출된 약물의 양을 정량하기 위해 상층액을 수집합니다. 이 경우, 분광광도법을 사용하여 texas red를 검출합니다. 제조된 마이크로젤은 5~20 µm 사이의 직경을 가지며, 잘 정의된 구형의 형태와 콜로이드 분산성을 나타내어야 합니다.형광 초상자성 나노입자 또는 형광 표지된 BSA를 사용하여 마이크로겔 내에 적절히 캡슐화되었는지 확인할 수 있습니다. 젤라틴 마이크로겔 매트릭스 내에 PNIPAM 공중합체가 포집되면 온도 의존적인 부피 변화를 나타낼 수 있습니다. 배지의 온도를 22에서 42 °C로 높였을 때, 젤라틴 마이크로겔의 수축률은 약 40%였으나, PNIPAM 공중합체가 없는 젤라틴 마이크로겔에서는 약 10%의 수축만이 관찰되었습니다.초상자성 나노입자가 젤라틴 PNIPAM 공중합체 마이크로젤에 통합되었을 때, 해당 마이크로젤은 적절한 교번 자기장에 노출되자 온도가 상승하였습니다. 이러한 마이크로젤에서 측정된 TRBSA 방출량은 약 35%였습니다. 공중합체를 마이크로젤에 통합하지 않았을 때 TRBSA의 방출량은 현저히 낮았으며, 약 10%에 불과했습니다. 따라서 교번 자기장에 반응한 BSA의 방출은 마이크로젤 내 PNIPAM 공중합체 사슬의 수축과 관련된 탈팽윤(deswelling) 때문인 것으로 보입니다.이 영상을 시청한 후, 간단한 유중수형(water-in-oil) 유화법을 사용하여 제어 가능한 약물 방출이 가능한 생분해성 자기장 응답형 나노입자 마이크로젤 하이브리드를 제작하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 기술을 숙달하면 적절히 수행했을 때 3시간 이내에 완료할 수 있습니다. 또한, 이 프로토콜을 수정하여 근적외선과 같은 다른 자극에 응답하는 마이크로젤 하이브리드를 제작할 수도 있습니다.단순히 근적외선 반응성 금 나노입자를 젤라틴 매트릭스에 통합함으로써.

alternating-magnetic-field-responsive-hybrid-gelatin-microgels-for

Research

연구

JoVE Journal

Bioengineering

생명공학

다음 섹션에서 우리는 생명 의학 애플 리케이션에서 사용할 수 알지네이트요 microspheres의 준비 절차를 설명합니다. 우리는 특히 1 형 당뇨병에 대한 잠재적인 치료로서 세포 및 단백질 캡슐의 이중 목적 multilayered 알지네이트요 microspheres를 만들기위한 기술을 설명합니다.

바이오 메디컬 응용 프로그램을위한 알긴산 Microspheres의 생성

이 비디오는 연쇄 중합 및 하이드로 겔의 합성을 가능하게, 폴리 (에틸렌 글리콜) 메타 크릴 레이트 신속하고 효율적인 방법을 도시한다. 그것은 유사하게 작용의 효율성을 평가하는 문제 해결 및 고급 수정에 대한 제안을 제공하고, 일반 하이드로 겔의 특성 기술을 설명하는 펩티드, 세부 일반적인 분석 방법으로 메타 크릴의 기능을 소개하는 방법을 보여줍니다.

전자 레인지를 이용한 폴리의 기능화 (에틸렌 글리콜) 및 체인 중합 및 하이드로 겔 형성에있는 사용을위한 온 수지 펩티드

우레이 - 피리 미디를 기반으로 초분자 수화 젤은 거시적 인 겔 특성과 산도를 사용하여 졸 - 겔 (sol-gel) 스위칭 동작을 완벽하게 제어 할 수 있습니다. 여기서, 우리는 돼지 심장 관련 분야에서 직접 로컬 전송을위한 카테터 전달 시스템을 통해 이러한 초분자 hydrogelator 제형 및 주입 프로토콜을 제시한다.

돼지 심장에 현지 카테터 주입 용 주사 및 약물로드 초분자 히드로 겔

우리는 과포화 NIPAAm 단량체 용액의 상 분리에 대해 명확하게 구획화된 구조 기반을 가진 동일한 기본 물질인 폴리(N-이소프로필아크릴아미드)(PNIPAAm)로 완전히 구성된 Janus 마이크로하이드로겔을 합성하는 프로토콜을 제시합니다. 합성된 Janus 마이크로하이드로겔은 이방성 열 반응성 및 유기친성/친수성 로딩 능력과 같은 고유한 특성을 보여줍니다.

폴리의 합성 (<em&gt; N</em&gt; 이소 프로필 아크릴 아미드) 이방성 열 응답 성 및 유기화 / 친수성로드 기능에 대한 야누스 Microhydrogels

세포 및 약물 전달을 위한 장치로서 RGD 기능성 하이드로겔을 합성하기 위한 프로토콜을 제시합니다. 이 절차에는 알킨 변성 폴리아크릴산(PAA)과 RGD-아지드 유도체 사이의 구리 촉매 알카인-아지드 고리첨가(CuAAC)가 포함됩니다. 하이드로겔은 마이크로파 보조 중축합을 사용하여 형성되며 물리화학적 특성이 조사됩니다.

치료 응용 프로그램을위한 도구로 RGD-작용 히드로 겔의 합성

프로토콜 분해성 thermoresponsive hydrogels hydrazone 대량 규모, 미, 그리고 나노, 젤 나노 입자 및 nanofibers의 준비에 대 한 후자에 고분자 올리고의 cross-linking에 따라 제작에 대 한 설명 합니다.

자기 조립, 분해 Thermoresponsive Hydrogels 반응 압출, 마이크로, 통해 여러 길이 가늠 자에를 조작 하 고 전기

이 원고는 화학 반응이없는 온도 유도 유제를 통한 자성 및 열에 민감한 마이크로 젤의 제조를 설명합니다. 이 민감한 마이크로 젤은 자기 적 및 열적으로 유발 된 약물 방출에 잠재적 인 용도로 폴리 ( N- 이소 프로필 아크릴 아미드 ) (PNIPAAm), 폴리에틸렌 이민 (PEI) 및 Fe 3 O 4 -NH 2 나노 입자를 혼합하여 합성되었습니다.

자기 및 열에 민감한 폴리 (<em&gt; N</em&gt; - 이소 프로필 아크릴 아미드) 기반의 마그네틱 트리거 리간드 용 젤

UV crosslinkable hydrogels 처리 첨가제 제조 전략 개발 되었습니다. 이 전략 ﹙ 하이드로 겔 구조의 레이어, 레이어 조립 뿐만 아니라 저조한 자석 회전에 반응 하는 움직이는 구성 요소를 포함 하는 통합된 장치 독립적인 구성 요소, 어셈블리 허용 한다.

첨가제 제조 기술은 자석으로 응답 구성 요소와 히드로 기반 Micromachines의 손쉬운 고 빠른 제작을 위해

이 프로토콜은 주사용, 초분자 폴리머 나노입자(PNP) 하이드로겔 생체 재료의 합성 및 제형을 설명합니다. 약물 전달, 바이오 의약품 안정화 및 세포 캡슐화 및 납품을 위한 이러한 물질의 적용이 입증된다.

세포 및 약물 전달 응용 을 위한 주사용 수급 분자 고분자 고분자 나노 입자 하이드로겔

나노겔은 생물학적 제제 전달을 위한 우수하고 다재다능한 나노입자 플랫폼입니다. 단백질 기반 페이로드를 캡슐화할 수 있는 자극 반응성 폴리(에틸렌) 글리콜 기반 고분자 나노 겔은 수성 조건에서 1단계 가교 공동 나노중합 전략을 사용하여 합성되었습니다. 이러한 새로운 나노 입자의 최적 제조 및 특성화가 여기에 제시되어 있습니다.

Aqueous One-step Crosslinking 및 Co-nanopolymerization을 이용한 Stimuli-responsive Nanogel 합성

이 프로토콜은 약물 전달체 설계를 위한 미세유체 장치를 사용하여 서로 다른 금속 이온과 가교된 알긴산 나트륨 미세구를 준비하는 방법을 설명합니다. 이러한 마이크로스피어의 항균 특성과 느린 약물 방출도 조사되었습니다.

Microfluidic Electrospray 기술을 사용하여 다양한 금속 이온을 가진 가교 알긴산 나트륨 미세구 준비

배우세요 자기장 열감응성 젤라틴 마이크로겔 하이브리드를 제조하여 교류 자기장으로 약물 방출을 제어하는 방법을. 이 생분해성 플랫폼은 비침습적 자극에 반응하는 온디맨드 약물 전달 시스템 개발에 활용됩니다.

제어 약물 릴리스에 대한 자기장 응답 하이브리드 젤라틴 마이크로 겔을 교류

더 많은 동영상 탐색