Modulowanie kształtu polimeromów na bazie poliestru za pomocą ciśnienia osmotycznego

Kształt nanocząstek wpływa na wychwyt komórkowy, ale wykonano ograniczone prace nad zmianą kształtu polimeromów. Protokół ten pokazuje, jak wydłużać polimeromy w celu lepszego dostarczania leków. Technika ta zapewnia proste podejście, które może stworzyć wiele różnych kształtów polimerowych z potencjalnymi zastosowaniami w dostarczaniu leków, pseudokomórkach lub w innych niezbadanych dziedzinach.

Wydłużone polimeromy mogą jednocześnie dostarczać leki hydrofobowe i hydrofilowe oraz łatwiej do komórek. Technika ta może pomóc w transporcie leków przez barierę krew-mózg, rozwiązując tym samym poważne wyzwanie medyczne. Aby rozpocząć, rozpuść 0,015 grama wybranego poliestru w jednym mililitrze DMSO, wirując przez 15 minut i ustaw aparat do wstrzykiwania rozpuszczalnika.

Umieść płytkę startową bezpośrednio pod pionową pompą strzykawkową, a następnie umieść pięciomililitrową szklaną żółć z jednym mililitrem wody dejonizowanej typu drugiego w miniaturowej gwiaździstej sztabce na płytce mieszającej. Wyregulować wysokość pomp strzykawkowych tak, aby końcówka igły była całkowicie zanurzona w wodzie dejonizowanej typu drugiego i ustawić szybkość infuzji pompy strzykawkowej na pięć mikrolitrów na minutę. Wykonaj wstrzyknięcie rozpuszczalnika, pobierając rozpuszczalnik organiczny i roztwór poliestru do igły o rozmiarze 27.

Umieścić igłę w pompie strzykawkowej i upewnić się, że jest dobrze zamocowana. Wyregulować blok popychacza tak, aby dotykał końca tłoka strzykawki. Uruchom płytkę mieszającą tak, aby woda wirowała z prędkością 100 obrotów na minutę, a następnie uruchom pompę strzykawkową.

Gdy pompa strzykawkowa całkowicie wprowadzi rozpuszczalnik organiczny i polimer do wody, wyjmij mieszadło i zakryj szklaną podłość. W celu scharakteryzowania polimeromu za pomocą dynamicznego rozpraszania światła lub DLS, dodaj jeden mililitr wody z niewielkim procentem rozpuszczalnika organicznego i polimeru do jednomililitrowej kuwety. Wykonano DLS poprzez umieszczenie kuwety w systemie i ustawienie biegu.

Odczytaj intensywność polimeromu, ważoną średnicę i wskaźnik polidyspersyjności lub PDI. Po umyciu membrany dializacyjnej o mocy 300 kilodaltonów zgodnie z protokołami dostarczonymi przez producenta, dodaj jeden mililitr roztworu polimeromu do zbiornika urządzenia do dializy. Umieścić urządzenie do dializy w 250-mililitrowej zlewce ze 150 mililitrami wody dejonizowanej typu drugiego na płytce mieszającej.

Ustawić płytkę mieszającą na prędkość pozwalającą na delikatne przesuwanie urządzenia do dializy i pozostawić je na noc do wymieszania. Po zakończeniu dializy wyekstrahować jednomililitrowy roztwór polimeromu z urządzenia do dializy. Stworzyć 150 mililitrów pożądanego buforu soli o stężeniu 50, 100 lub 200 milimolowym chlorku sodu w oparciu o końcowe pożądane właściwości polimerowe i utrzymywać ładunek urządzenia do dializy w 150 mililitrach roztworu soli przez 18 godzin w celu wymieszania.

Po modulacji kształtu wykonaj pomiary DLS. Zwróć szczególną uwagę na pomiary PDI w porównaniu z polimerosomami duchowymi, ponieważ zmiana PDI sugeruje efektywną zmianę kształtu polimeromów. Użyj odpowiednich kontroli do obrazowania, zwłaszcza polimeromów bez modulacji kształtu, aby zapewnić sukces metody.

Obserwacja TEM polimeromów na bazie PEG-PLA wskazuje na ogólną sferyczną strukturę z grubszą linią zewnętrzną, która wskazuje na membranę. Polimeromy występują jako struktury fizyczne i SEM z zewnętrzną warstwą PEG przypominającą szczotkę. Godzinna dializa w wodzie doprowadziła do uzyskania tej samej średniej średnicy całkowitej, przy czym usunięcie rozpuszczalnika zmniejszyło średnicę polimeromu.

Gdy stosuje się większe początkowe stężenia rozpuszczalnika organicznego, oczekuje się większych spadków średnicy. Podczas wytwarzania polimerosomów PEG-PLA spodziewane są niewielkie zmiany PDI, które mogą wskazywać na zmianę kształtu. Podczas dializowania polimeromów PEG-PLGA, które są nieco bardziej hydrofobowe niż polimery PEG-PLA w stosunku do soli, wzrost PDI jest bardziej zgodny z wydłużeniem ze wszystkimi badanymi gradientami soli, co prowadzi do wzrostu PDI.

Podobne wyniki należy zaobserwować przy użyciu 50-milimolowego gradientu soli, aby spowodować zmianę kształtu niezależnie od hydrofobowości poliestru. Tymczasem 100 i 200 milimolowe gradienty soli chlorku sodu wykazują bezpośredni trend, że delta PDI wzrasta wraz ze wzrostem hydrofobowości poliestru. Obrazy TEM polimeromów PEG-PLA dializowanych 50 milionami chlorku sodu o niższej zawartości wykazano ze stomatocytami i wydłużonymi pręcikami.

Wraz ze wzrostem stężenia soli do 100 milimoli obserwowano zwiększoną liczbę powstawania pręcików przy zmniejszonej liczbie stomatocytów. Dializa z 200 milimolowymi polimeromami bardziej konsekwentnie tworzyła prolaty o skromnych proporcjach. Najtrudniejszą częścią tego protokołu jest konsekwentne wytwarzanie polimeromu.

Dlatego ważne jest, aby przećwiczyć procedurę.