Geração de alginato Microesferas para aplicações biomédicas

Meu nome é Goldie Ana e sou estudante de graduação que trabalha no laboratório do Dr. Eric Bras no Illinois Institute of Technology. Nesta apresentação em vídeo, descreverei técnicas para o uso de microesferas de algina na engenharia biomédica, especificamente no campo da engenharia celular e de tecidos. Todo o trabalho descrito aqui foi feito em colaboração com o laboratório Dr.Emmanuel OPA no Wake Forest Institute para medicina regenerativa.

Apresentarei técnicas para fabricação de microesferas de gin para uso tanto na administração de medicamentos quanto no encapsulamento celular. Finalmente, vou demonstrar um novo procedimento que desenvolvemos em nosso laboratório para gerar microcaps de álgebra multicamadas que podem ser usadas para o duplo propósito de célula e proteína. O alginato de encapsulamento é composto de resíduos de ácido beta D onic e ácido alfa lurônico em sequências variadas.

Ligações cruzadas da solução de alginatos para formar um gel na presença de um cátion multivalente, como cálcio dois plus, que é mais comumente usado. Os pesquisadores investigaram o uso de microesferas de algênio para encapsulamento de células e proteínas. As propriedades dos hidrogéis de algênio podem ser variadas com base em suas condições de síntese com propriedades inerentemente diferentes, que, por exemplo, podem ser usadas para ajustar a cinética de liberação.

As microesferas de alginato têm sido usadas para muitas aplicações abrangentes, incluindo encapsulamento de proteínas, administração de medicamentos, encapsulamento celular e como ingrediente na ciência de alimentos, como gastronomia molecular. Começamos por criar uma solução de alginato de camada interna. Adicione 25 milimolares de heis 118 milimolares de cloreto de sódio, 5,6 milimolares de cloreto de potássio e 2,5 milimolares de cloreto de magnésio à água deionizada agite bem para garantir que todos os reagentes tenham se dissolvido.

Ajuste o pH para 7,4, o que é consistente com as condições fisiológicas. Meça todo o pó para obter a concentração desejada e transfira para a solução interalergênica preparada. Coloque a solução em uma máquina de vórtice até que todo o pó se dissolva, resultando em uma solução viscosa clara.

Preparar a solução de reticulação adicionando 10 milimolares de tampão heis e 100 milimolares de cloreto de cálcio à água desionizada. Agite bem a solução e ajuste seu pH para 7,4. Adicione 10 mililitros de solução de reticulação a um copo.

Transfira o alginato para uma seringa equipada com uma agulha do calibre desejado. Posicione a agulha perpendicularmente à solução de reticulação e ejete lentamente as gotículas na solução de reticulação, permitindo a formação de esferas esféricas para fabricar um grande volume de microesferas de tamanho consistente. Um micro encapsulamento de erro de dois canais pode ser utilizado.

Carregue a solução de algenato na seringa e ligue a válvula da camisa de ar, seguida pela válvula da camisa de alginato, permitindo que as gotículas sejam ejetadas em um frasco contendo a solução de reticulação. Deixe as esferas incubarem na solução por 15 minutos. As microesferas devem ser lavadas três vezes com uma solução de 22 milimolares.

Cloreto de cálcio e algênio salino normal Microcaps têm sido pesquisados extensivamente para o encapsulamento de células. Por exemplo, um método proposto para o tratamento do diabetes tipo um envolve o transplante de pálpebras de doadores em um paciente para evitar a rejeição das células autólogas. No entanto, os pacientes devem tomar medicamentos imunossupressores que comprometem seu sistema imunológico.

Encapsulando alis dentro de uma caixa. Material como algínico pode evitar a necessidade de drogas imunossupressoras. Um revestimento de poliol ornitina ou PLO é adicionado ao redor do micróbio algínico que serviria como uma membrana semipermeável.

Uma fina monocamada de alginato é adicionada ao redor do revestimento de OLP que ajuda a limitar a resposta inflamatória. O PLOI carregado positivamente ironicamente interage com o alginato, resultando em um revestimento ao redor do cordão que serve como uma membrana seletiva permanente. Uma monocamada de alginato é então criada ao redor do revestimento de OLP para mascarar sua carga positiva e limitar a resposta inflamatória.

Após o transplante, crie uma solução a 0,1% de poli l ornitina dissolvendo a OLP em solução salina normal. Adicione a solução de PLO às microesferas de alginato e coloque em um vórtice por 30 minutos para permitir que as microesferas de algênio tenham tempo suficiente para interagir com a solução de PLO. Remova o líquido circundante e faça três lavagens por dois minutos cada com cloreto de cálcio 22 milimolares em solução salina normal.

Adicione uma solução de alginato às microesferas revestidas com PLO e coloque em um vórtice por cinco minutos. Execute três lavagens por dois minutos cada, usando uma solução salina normal 0,9 para remover qualquer algínico não ligado. Depois de concluir as lavagens, você pode armazenar as contas colocando-as em uma solução de cloreto de cálcio.

Uma das limitações da célula é que muitas células morrem devido à falta de um suprimento de sangue patente que forneça oxigênio, glicose e outros nutrientes vitais às células após o transplante de angiogênese, o crescimento de vasos sanguíneos de vasos sanguíneos preexistentes pode ser estimulado pela entrega de proteínas angiogênicas terapêuticas, como o fator de crescimento de fibroblastos um ou FGF um, ou fator de crescimento endotelial vascular ou vegf. Nosso laboratório mostrou anteriormente que um baixo nível consistente de liberação de FGF promove vascularização estável em comparação com uma alta dose em bolus. Desenvolvemos um novo procedimento para criar microesferas de algênio de várias camadas, a camada algínica externa considerável em vez de simplesmente uma camada mono fina que é tradicionalmente usada.

Nosso sistema de entrega de medicamentos serve ao duplo propósito de encapsulamento de células e proteínas, onde, por exemplo, s podem ser encapsuladas no núcleo interno e proteínas angiogênicas, como FGF uma, na região algínica externa. A liberação de proteínas terapêuticas custaria a formação de novos vasos sanguíneos em direção aos locais de transplante, aumentando assim a viabilidade das células da ilha. O alérgeno multicamadas nas microesferas serve ao duplo propósito de encapsulamento celular e proteico.

Uma região de alérgeno externo considerável, em vez de uma monocamada monocamada convencionalmente usada, é criada ao redor do revestimento de PLO e pode ser usada como uma região para encapsulamento de proteínas. A liberação de proteínas terapêuticas da região algínica externa serviria para causar o surgimento de vasos em direção ao local do transplante. Isso, em teoria, forneceria um suprimento de sangue patente que distribui nutrientes vitais para as células encapsuladas, aumentando assim a viabilidade da célula.

O procedimento para fazer microesferas de algenato de várias camadas é semelhante ao discutido anteriormente. Microesferas de algenato contendo células são sintetizadas, seguidas pela construção de um revestimento de PLO. No entanto, na etapa final, a camada externa é criada pela reticulação do alginato em uma solução de cloreto de cálcio em vez de solução salina.

Para criar microesferas de ginnet multicamadas, comece transferindo as microesferas revestidas com PLO contidas na solução para um filtro de células, retire o excesso de líquido, transfira as esferas para uma superfície plana, como perfil ou uma placa de Petri, transfira a solução de alérgeno externo em cima das microesferas e deixe incubar por 45 minutos. Em seguida, remova o excesso de solução de alérgeno externo usando uma pipeta, transfira as microesferas para uma solução de cloreto de cálcio, reticulando assim o alginato para formar a camada externa. Faça três lavagens por dois minutos cada.

Usando um painel de cloreto de cálcio de dois milimolares e solução salina. A mostra a superfície de uma microesfera de ginnet, que é contrastada com o painel B, onde uma camada externa de alérgeno considerável pode ser vista. O painel C mostra uma imagem de uma microesfera algenada multicamadas com proteína marcada com fluorescência encapsulada na camada externa.

O tamanho da camada externa de algenato pode ser variado com base na composição e concentração do algenato usado, ele usou o perfil de liberação do FGF um do alginato multicamadas. As microesferas podem ser variadas com base nas condições usadas para sintetizar a camada externa. Todas as condições fornecem uma liberação de explosão nas primeiras quatro horas, mas continuando a liberar FGF por até 30 dias.

A liberação a longo prazo do FGF exibido tem potencial para estimular a vascularização persistente que serviria para aumentar a viabilidade das células encapsuladas. Isso nos leva ao final de nossa apresentação. Esperamos que você ache informativo. Você.