Method Article

Modulerende vorm van polymersomen op polyesterbasis met osmotische druk

DOI:

10.3791/62548

⸱

April 21st, 2021

 ,  , 
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Clemson University, 2Department of Biological Sciences, Clemson University, 3Department of Bioengineering, Clemson University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Polymersomen zijn zelfgeassembleerde polymere blaasjes die worden gevormd in bolvormige vormen om Gibb's Free Energy te minimaliseren. In het geval van medicijnafgifte zijn meer langwerpige structuren gunstig. Dit protocol stelt methoden vast om meer staafachtige polymersomen te maken, met langwerpige beeldverhoudingen, waarbij zout wordt gebruikt om osmotische druk te induceren en interne blaasvolumes te verminderen.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Polymersomen zijn membraangebonden, tweelaagse blaasjes gemaakt van amfifiele blokcopolymeren die zowel hydrofobe als hydrofiele ladingen kunnen inkapselen voor toepassingen van medicijnafgifte. Ondanks hun belofte zijn polymersomen beperkt in toepassing vanwege hun bolvorm, die niet gemakkelijk wordt opgenomen door cellen, zoals aangetoond door solide nanodeeltjeswetenschappers. Dit artikel beschrijft een op zout gebaseerde methode voor het verhogen van de beeldverhoudingen van bolvormige poly(ethyleenglycol) (PEG)-gebaseerde polymersomen. Deze methode kan polymersomen verlengen en uiteindelijk hun uiteindelijke vorm controleren door natriumchloride toe te voegen aan dialyse na de vorming. De zoutconcentratie kan, zoals beschreven in deze methode, worden gevarieerd op basis van de hydrofobiciteit van het blokcopolymeer dat wordt gebruikt als basis voor het polymere en de doelvorm. Langwerpige nanodeeltjes hebben het potentieel om het endotheel beter te richten in bloedvaten met een grotere diameter, zoals aderen, waar marges worden waargenomen. Dit protocol kan therapeutische nanodeeltjestoepassingen uitbreiden door gebruik te maken van rektechnieken in combinatie met de dubbelbelading, lang circulerende voordelen van polymersomen.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Vormmodulatie is een relatief nieuwe en efficiënte manier om de levering van nanodeeltjes te verbeteren. De verandering in de morfologie vergroot niet alleen het oppervlak van deeltjes, wat op zijn beurt een grotere draagkracht mogelijk maakt, maar het heeft ook implicaties over de hele linie om de stabiliteit, circulatietijd, biologische beschikbaarheid, moleculaire targeting en gecontroleerde afgifte te verbeteren1. Polymersomen, het nanodeeltje van focus in deze methode, hebben de neiging om thermodynamisch zelf te assembleren in een bolvorm, die onpraktisch is gebleken bij cellulaire opname en gemakkelijker wordt gedetecteerd in het immuuns....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Bolvormige polymersomenvorming met behulp van een oplosmiddelinjectiemethode

  1. Oplossen van polyesters in organisch oplosmiddel
    OPMERKING: Er mag slechts één polyester tegelijk in het betreffende organische oplosmiddel worden opgelost om polymersomen te vormen.
    1. Los polyesters PEG-PLA of PEG-b-poly (melkzuur-colycosolzuur) (PEG-PLGA) op in dimethylsulfoxide (DMSO) met een gewicht van 1,5%. Los in het bijzonder 0,015 g geselecteerd polyester op in 1 ml DMSO (15 mg/ml). Volledige oplossing van het polymeer kan perioden van maximaal 15 minuten vortexing vereisen.
  2. Terwijl het polyester oplost in organisch oplosmiddel, zet u het ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tabel 2 geeft de verwachte resultaten weer bij het volgen van protocol stap 1. Merk op dat DMSO wordt gebruikt als oplosmiddel voor zowel PEG-PLA als PEG-PLGA bij de vorming van polymersomen. Afwijking van dit oplosmiddel is mogelijk, omdat andere water-mengbare oplosmiddelen de copolymeren zullen oplossen, maar naar verwachting de resultaten zullen veranderen. Verwacht wordt dat de PDI minder dan 0,2 zal zijn, wat wijst op de vorming van monodisperse polymersomen17. Merk op dat t.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zelfgemonteerde systemen zijn notoir oncontroleerbaar. Hun uiteindelijke eigenschappen, waaronder grootte, vorm en structuur, worden gedreven door de hydrofobe eigenschappen van de gekozen amfifiel en de gekozen oplosmiddelomgeving. Amfifiele blokcopolymeren neigen naar bolvormige vormen, die gibb's vrije energie minimaliseren en leidt tot het thermodynamische evenwicht23, waardoor polymersomen worden gevormd. Vanwege hun evenwichtskarakter zijn polymersomen aanzienlijk uitdagender om te verlengen.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De auteurs hebben niets bekend te maken.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit project werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Institutes of Health Project nummer 5P20GM103499-19 via het Student Initiated Research Project Program. Dit werk werd ook gedeeltelijk ondersteund door Clemson's Creative Inquiry Program. We erkennen ook Nicholas L'Amoreaux en Aon Ali die aanvankelijk werkten aan het maken van dit protocol, het publiceren van hun eerste artikel hier geciteerd14.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
15*45 vials screw thread w/cap attachedFisherbrand9609104000
Dimethyl SulfoxideFisher ChemicalD128-1
Dimethyl SulfoxideBDHBDH1115-1LP
Isoremp stirrers, hotplates, and stirring hotplatesFisher scientificCIC00008110V19
LEGATO 130 SYRINGE PUMPkd Scientific788130
PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock PolymerPolysciences Inc24381-1note the molecular weights when replicating
Poly(ethylene glycol) (2000) Methyl ether-block-poly(lactide-co-glycolide) (4500)Sigma aldrich764825-1Gnote the molecular weights when replicating
Single-Use Syringe/BD PrecisionGlide Needle combination, sterile, BD medicalBD medicalBD305620Tuberculin
Sodium ChlorideBDHBDH9286
Zetasizer Nano ZSMalvern

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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,....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

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

Related Articles