Lizat płytek krwi (PL) otrzymuje się zgodnie z wcześniej opisaną procedurą, zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi3, wykorzystując świeże warstwy leukocyto-trombocytarne dostarczone przez Biobank IdISBa jako materiał wyjściowy. Ich wykorzystanie w obecnym projekcie zostało zatwierdzone przez odpowiednią Komisję Etyczną (IB 1995/12 BIO).
1. Izolacja EV z PL
- Usuwanie większych ciałek
- Rozmrozić PL w temperaturze pokojowej.
- Odwirować PL przy 1,500 x g przez 15 min w temperaturze 4 °C. Odrzucić osad, ponieważ zawiera on szczątki komórkowe.
- Zebrać supernatant i przeprowadzić dwa kolejne wirowania przy 10,000 x g przez 30 min w temperaturze 4 °C.
UWAGA: Osad odpowiada większym EV, takim jak mikropęcherzyki; w tym przypadku zostaje on odrzucony.
- Przefiltrować supernatant najpierw przez membranę porowatą 0,8 µm, a następnie przez membranę porowatą 0,2 µm.
UWAGA: Kroki te usuwają wszystkie niepożądane EV.
- Połączyć przefiltrowane PL i przechowywać w temperaturze -20 °C do momentu użycia.
- Chromatografia do wykluczania cząsteczek
- Równoważyć kolumnę podłączoną do urządzenia chromatograficznego za pomocą przefiltrowanego PBS przy żądanej szybkości przepływu.
UWAGA: Stosowana szybkość przepływu zależy od charakterystyki kolumny; w tym przypadku ustawiono ją na 0,5 mL/min.
- Napić przetworzone PL (5 mL) do urządzenia za pomocą strzykawki.
- Wstrzyknąć PL do kolumny i rozpocząć zbieranie frakcji 5 mL do probówek 15 mL.
- Zebrać frakcje wzbogacone w EV i przechowywać je w temperaturze -80 °C do momentu użycia.
UWAGA: Przy pierwszym przeprowadzeniu eksperymentu należy scharakteryzować wszystkie frakcje poprzez ilościowe oznaczenie białek i immunodetekcję, aby wyznaczyć frakcję wzbogaconą w EV3,11. W tym eksperymencie zbiera się 9tą frakcję.
- Przemyć kolumnę chromatograficzną 30 mL 0,2% roztworu NaOH i przechowywać ją w 20% roztworze etanolu po osiągnięciu stanu równowagi.

Rysunek 1: Schemat izolacji pęcherzyków zewnątrzkomórkowych (EVs) z lizatu płytek krwi (PL). PL jest najpierw wirowany przy 1,500 x g, a następnie przy 10,000 x g w celu usunięcia większych ciałek. Nadfiltr jest filtrowany przez filtry 0,8 i 0,2 µm. Przetworzony PL jest nanoszony na kolumnę, a EV są rozdzielane za pomocą chromatografii wykluczania molekularnego. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tego rysunku.
2. Charakterystyka EV
UWAGA: Charakterystyka EV jest niezbędna do przeprowadzenia badań funkcjonalnych12. Wcześniej opisano charakterystykę z wykorzystaniem mikroskopii elektronowej lub western blot13. Niniejszy raport skupi się na podstawowych technikach charakterystyki w kontekście funkcjonalizacji powierzchni Ti.
- Analiza śledzenia nanocząstek (NTA)
- Rozcieńczyć EV (1:1000) w PBS filtrowanym przez filtr 0,2 µm.
UWAGA: Próbki zbyt skoncentrowane lub zbyt rozcieńczone będą poza zakresem pomiaru NTA, co będzie wymagało ich dostosowania.
- Pobrać 1 mL rozcieńczonych EV za pomocą strzykawki i wprowadzić je do urządzenia NTA.
- Postępować zgodnie z protokołem producenta w celu wyznaczenia stężenia i rozkładu wielkości cząstek.
- Stężenie białka
- Wyznaczyć stężenie, wykorzystując 1 µL roztworu EV. Zmierzyć absorbancję za pomocą spektrofotometru przy długości fali 280 nm.
UWAGA: EV powinny wykazywać niski poziom białek w stosunku do liczby cząstek.
- Postępować zgodnie z instrukcjami producenta, aby uzyskać odczyt absorbancji za pomocą spektrofotometru.
3. Funkcjonalizacja powierzchni tytanu
UWAGA: W tej metodzie zastosowano obrobione mechanicznie dyski tytanowe, stop c.p. stopnia IV, o średnicy 6,2 mm i wysokości 2 mm. Dyski można przenosić za pomocą pęsety tytanowej, jednak należy zadbać o to, aby nie porysować ich powierzchni. Ponadto przez cały czas trwania procesu strona obrobiona mechanicznie musi być skierowana do góry.
- Mycie dysków Ti
UWAGA: Objętość roztworów użytych do mycia Ti powinna być wystarczająca, aby całkowicie pokryć dyski Ti. Umieść dyski Ti w zlewce szklanej i wlej na nie roztwory. Następnie usuń roztwór poprzez odlanie.
- Umyj implanty Ti wodą dejonizowaną (DI), a następnie wylej wodę.
- Umyj implanty Ti 70% etanolem, a następnie odlej roztwór.
- Umieść implanty w wodzie DI i poddaj sonikacji w temperaturze 50 °C przez 5 min. Wylej wodę.
- Inkubuj implanty Ti w 40% roztworze NaOH w temperaturze 50 °C przez 10 min przy mieszaniu. Odlej roztwór.
OSTROŻNIE: Roztwór NaOH nagrzewa się podczas przygotowywania. Roztwór jest żrący i należy go używać w dygestorium.
- Soniakuj implanty w wodzie DI w temperaturze 50 °C przez 5 min, a następnie usuń wodę.
- Przeprowadź kilka płukań wodą DI (co najmniej 5), aż do osiągnięcia obojętnego pH. Sprawdź pH za pomocą wskaźników pH.
- Soniakuj implanty w wodzie DI w temperaturze 50 °C przez 5 min i usuń wodę.
- Inkubuj implanty Ti w 50% roztworze HNO3 w temperaturze 50 °C przez 10 min przy mieszaniu. Usuń roztwór.
OSTROŻNIE: HNO3 jest substancją żrącą i utleniającą i należy go używać w dygestorium.
- Soniakuj implanty w wodzie DI w temperaturze 50 °C przez 5 min. Usuń wodę.
- Przeprowadź kilka płukań wodą DI (co najmniej 5), aż do uzyskania obojętnego pH. Sprawdź pH za pomocą wskaźników pH.
- Soniakuj implanty w wodzie DI w temperaturze 50 °C przez 5 min. Usuń wodę.
UWAGA: Na tym etapie eksperyment można przerwać, przechowując implanty Ti w 70% roztworze etanolu.
- Pasywacja Ti
UWAGA: Kroki pasywacji Ti są wykonywane poprzez całkowite pokrycie dysków Ti różnymi roztworami w kolejności wymienionej poniżej. Dyski Ti umieszcza się w zlewce szklanej, a roztwory delikatnie wlewa na nie. Objętości używane we wszystkich etapach płukania muszą całkowicie pokrywać implanty i są usuwane poprzez odlanie.
- Inkubuj implanty Ti w 30% roztworze HNO3 przez 30 min w temperaturze pokojowej przy delikatnym mieszaniu. Usuń roztwór.
- Przeprowadź kilka płukań wodą DI (co najmniej 5), aż do osiągnięcia obojętnego pH. Sprawdź pH za pomocą wskaźników pH.
- Inkubuj implanty Ti przez noc w temperaturze pokojowej w wodzie DI.
- Wysusz implanty w warunkach próżni w temperaturze 40 °C przez 10 min.
- Naniesienie kropelkowe EVs
UWAGA: W przypadku funkcjonalnych badań komórkowych ważne jest prowadzenie prac w komorze do hodowli komórek.
- Umieść implanty Ti w płytce 96-dołkowej stroną obrobioną do góry.
UWAGA: Jeśli implanty zostaną odwrócone do góry nogami, można użyć igły, aby je poprawić.
- Rozmroź roztwór EVs i wymieszaj go przy mieszaniu. Użyj vortexa, aby wymieszać przez 3 s.
- Naniesiesz EVs na powierzchnię Ti. W niniejszym badaniu na Ti naniesiono krople 40 µL roztworu EVs, aby unieruchomić maksymalnie 4 x 1011 EVs na implant, zgodnie z stężeniem określonym przez NTA.
- Umieść płytki zawierające Ti w warunkach próżni w temperaturze 37 °C, aż krople całkowicie wyschną (~2 h).
UWAGA: Dostosuj czas w zależności od liczby implantów i ilości wody obecnej w komorze próżniowej.

Rycina 2: Schemat pasywacji Ti i funkcjonalizacji EV metodą odlewania kropelkowego. Implanty Ti są najpierw pasywowane poprzez inkubację przez 30 min w 30% roztworze HNO3 w temperaturze pokojowej. Po kilku przemyciach wodą DI pH osiąga wartość neutralną. Następnie implanty Ti są inkubowane przez noc w temperaturze pokojowej w wodzie DI. Po tym czasie implanty są suszone w warunkach próżni w 40 °C. W celu immobilizacji EV, 40 µL roztworu EV jest nanoszonych na implanty Ti. Następnie implanty są inkubowane w próżni przez 2 h, aż do fizycznego związania EV z powierzchnią. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.
4. Charakterystyka powierzchni Ti
- Badanie uwalniania
- Inkubować powierzchnię Ti w 200 µL przefiltrowanego PBS w temperaturze 37 °C.
UWAGA: PBS jest filtrowany, aby uniknąć zakłóceń w pomiarze NTA.
- Wymieniać PBS w różnych punktach czasowych i przechowywać w temperaturze -80 °C.
UWAGA: W niniejszym badaniu analizowano punkty czasowe: 2, 6, 10 i 14 dni.
- Analizować przechowywany PBS pod kątem obecności cząstek metodą NTA zgodnie z instrukcjami producenta.
UWAGA: Stężenie cząstek w PBS w różnych odstępach czasu reprezentuje profil uwalniania EVs w czasie.
- Badania biokompatybilności
UWAGA: Mezenchymalne komórki macierzyste pochodzące z ludzkiej pępowiny (hUC-MSC) są pozyskiwane z Biobanku IdISBa zgodnie z wytycznymi instytucjonalnymi.
- Utrzymywać hUC-MSC w pożywce DMEM o niskiej zawartości glukozy z dodatkiem 20% FBS do momentu użycia. Wymieniać pożywkę dwa razy w tygodniu.
- Przed wysianiem komórek, przemyć komórki w kolbach 5 mL PBS dwa razy.
- Trypsynizować hUC-MSC, dodając 1 mL roztworu trypsyny. Upewnić się, że całkowicie pokrywa on monowarstwę komórek. Usunąć roztwór trypsyny i pozostawić kolbę z hodowlą komórkową w temperaturze 37 °C przez około 2 min. Sprawdzić odklejenie komórek pod mikroskopem. Odklejone komórki będą miały okrągły kształt i będą znajdować się w zawiesinie.
- Resuspendować komórki w pożywce DMEM o niskiej zawartości glukozy z 1% FBS pozbawionego EVs.
UWAGA: Przygotować pożywkę z dodatkiem 1% FBS, a następnie poddać ją ultrawirowaniu przy 120,000 x g przez 18 h w celu usunięcia FBS-EVs. Usunięcie EVs jest istotne, aby uniknąć zakłóceń w analizie EVs pochodzących z płytek krwi.
- Określić stężenie komórek, licząc ich liczbę za pomocą komory Neubauera14.
- Dostosować stężenie hUC-MSC do poziomu 50,000 komórek/mL.
- Nasiać 200 µL zawiesiny komórkowej na implanty Ti.
- Po 48 h zebrać 50 µL pożywki i przeprowadzić oznaczenie cytotoksyczności przy użyciu zestawu do badania aktywności dehydrogenazy mleczanowej (LDH), zgodnie z protokołem producenta.