Method Article

Modulowanie kształtu polimeromów na bazie poliestru za pomocą ciśnienia osmotycznego

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

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

Polimeromy to samoorganizujące się pęcherzyki polimerowe, które są formowane w sferyczne kształty, aby zminimalizować energię swobodną Gibba. W przypadku dostarczania leków korzystne są bardziej wydłużone struktury. Protokół ten ustanawia metody tworzenia bardziej pręcikowatych polimeromów o wydłużonych proporcjach, wykorzystujących sól do indukowania ciśnienia osmotycznego i zmniejszania objętości pęcherzyków wewnętrznych.

Abstract

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

Polimeromy to związane z błoną, dwuwarstwowe pęcherzyki utworzone z amfifilowych kopolimerów blokowych, które mogą zawierać zarówno hydrofobowe, jak i hydrofilowe ładunki do zastosowań związanych z dostarczaniem leków. Pomimo swojej obietnicy, polimeromy mają ograniczone zastosowanie ze względu na ich kulisty kształt, który nie jest łatwo pobierany przez komórki, jak wykazali naukowcy zajmujący się nanocząstkami stałymi. W artykule opisano metodę opartą na soli do zwiększania proporcji sferycznych polimeromów na bazie poli(glikolu etylenowego) (PEG). Metoda ta może wydłużać polimeromy i ostatecznie kontrolować ich ostateczny kształt poprzez dodanie chlorku sodu w dializie po powstaniu. Stężenie soli można zmieniać, zgodnie z opisem w tej metodzie, w oparciu o hydrofobowość kopolimeru blokowego stosowanego jako baza dla polimeromu i docelowego kształtu. Wydłużone nanocząstki mogą lepiej celować w śródbłonek w naczyniach krwionośnych o większej średnicy, takich jak żyły, gdzie obserwuje się margines. Protokół ten może rozszerzyć zastosowania terapeutycznych nanocząstek, wykorzystując techniki wydłużania w połączeniu z podwójnym obciążeniem, długo krążącymi korzyściami polimeromów.

Introduction

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

Modulacja kształtu jest stosunkowo nowym i skutecznym sposobem na poprawę dostarczania leków za pośrednictwem nanocząstek. Zmiana morfologii nie tylko zwiększa powierzchnię cząstek, co z kolei pozwala na większą nośność, ale ma również implikacje dla poprawy stabilności, czasu krążenia, biodostępności, ukierunkowania molekularnego i kontrolowanego uwalniania1. Polimersomy, nanocząstka skupiająca się w tej metodzie, mają tendencję do termodynamicznego samoorganizowania się w kulisty kształt, który okazał się niepraktyczny w wychwytywaniu komórkowym i jest łatwiejszy do wykrycia w układzie odpornościowym jako ciało obce. Możliwość wydłużenia stru....

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

Protocol

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

1. Sferyczne tworzenie polimeromów metodą iniekcji rozpuszczalnika

  1. Rozpuszczanie poliestrów w rozpuszczalniku organicznym
    UWAGA: Tylko jeden poliester powinien być rozpuszczony w odpowiednim rozpuszczalniku organicznym na raz, aby utworzyć polimerosomy.
    1. Poliestry PEG-PLA lub PEG-b-poli(kwas mlekowo-ko-glikolowy) (PEG-PLGA) rozpuścić w dimetylosulfotlenku (DMSO) w stężeniu 1,5% wagowo. W szczególności rozpuść 0,015 g wybranego poliestru w 1 ml DMSO (15 mg/ml). Całkowite rozpuszczenie polimeru może wymagać okresów do 15 minut wirowania.
  2. Podczas gdy poliester rozpuszcza się w rozpuszczalniku organicznym, ustaw aparat....

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

Results

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

Tabela 2 przedstawia oczekiwane wyniki zgodnie z krokiem 1 protokołu. Należy zauważyć, że DMSO jest stosowany jako rozpuszczalnik zarówno dla PEG-PLA, jak i PEG-PLGA w tworzeniu polimeromów. Odchylenie od tego rozpuszczalnika jest możliwe, ponieważ inne rozpuszczalniki mieszające się z wodą rozpuszczą kopolimery, ale oczekuje się, że zmienią wyniki. Oczekuje się, że PDI będzie mniejsze niż 0,2, co wskazuje na powstawanie monodyspersyjnych polimeromów17. Należy zauważyć, że rosnąca.......

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

Discussion

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

Systemy do samodzielnego montażu są notorycznie niekontrolowane. Ich końcowe właściwości, w tym rozmiar, kształt i struktura, zależą od właściwości hydrofobowych wybranego amfifilu i wybranego środowiska rozpuszczalnika. Amfifilowe kopolimery blokowe mają tendencję do kształtów kulistych, co minimalizuje energię swobodną Gibba i prowadzi do równowagi termodynamicznej23, tworząc w ten sposób polimersomy. Ze względu na ich równowagę, polimeromy są znacznie trudniejsze do wydłużenia lub zmiany kształ.......

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

Disclosures

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

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Acknowledgements

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

Ten projekt został częściowo sfinansowany przez National Institutes of Health Project numer 5P20GM103499-19 poprzez Program Projektów Badawczych Zainicjowanych przez Studentów. Praca ta była również częściowo wspierana przez Clemson's Creative Inquiry Program. Wyrażamy również uznanie dla Nicholasa L'Amoreaux i Aon Ali, którzy początkowo pracowali nad stworzeniem tego protokołu, publikując swój pierwszy artykuł cytowany tutaj14.

....

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 fiolek z gwintem z dołączoną nakrętkąFisherbrand9609104000
DimetylosulfotlenekFisher ChemicalD128-1
DimetylosulfotlenekBDHBDH1115-1LP
Mieszadełka isoremp, płyty grzejne i mieszadła FisherscientificCIC00008110V19
POMPA STRZYKAWKOWA LEGATO 130kd Scientific788130
PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock PolymerPolysciences Inc24381-1zwróć uwagę na masy cząsteczkowe podczas replikacji
poli(glikolu etylenowego) (2000) Blok eteru metylowego-poli(ko-glikolid laktydu) (4500)Sigma aldrich764825-1Gzwróć uwagę na masy cząsteczkowe podczas replikacji
Jednorazowa strzykawka/BD PrecisionGlide Kombinacja igieł, sterylna, BD medycznaBD medycznaBD305620Tuberkulina
Chlorek soduBDHBDH9286
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