В данном протоколе описываются изготовление, характеристика и применение растворимых микроигольчатых пластырей, нагруженных 3BDO, для трансдермальной доставки лекарственных средств на модели восстановления роста волос у мышей.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
В данном протоколе описываются изготовление, характеристика и применение растворимых микроигольчатых пластырей, нагруженных 3BDO, для трансдермальной доставки лекарственных средств на модели восстановления роста волос у мышей.
Традиционные методы лечения андрогенетической алопеции (АГА) имеют ряд ограничений, что стимулирует поиск альтернативных способов доставки препаратов. В данном протоколе описываются изготовление, характеристика и применение растворимых микроигольчатых (МН) пластырей на основе гиалуроновой кислоты и хитозана (HA/CS), нагруженных 3BDO, на модели восстановления роста волос у мышей линии C57BL/6. Метод предполагает двухэтапный процесс формования в форме из полидиметилсилоксана (PDMS) для концентрирования 3BDO в кончиках игл при одновременном формировании подложки из HA/CS без лекарственного вещества. Характеристика пластыря проводится с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), механических испытаний, тестов на введение в кожу и растворение, тестов на высвобождение in vitro, антибактериальных анализов, тестов на цитотоксичность и оценки восстановления роста волос in vivo. После введения кончики МН растворяются, обеспечивая локальное высвобождение 3BDO. Оценка in vivo показала, что в группе с использованием МН, нагруженных 3BDO, наблюдалось более равномерное восстановление роста волос по сравнению с группами подкожного введения и контрольными группами. Данный протокол также позволяет оценить морфологию пластыря, эффективность его введения и локальную биосовместимость. Этот метод представляет собой доклинический рабочий процесс для оценки МН-опосредованной доставки 3BDO с целью стимуляции роста волос.
Андрогенетическая алопеция (АГА) является одним из наиболее распространенных клинических расстройств, характеризующихся прежде всего прогрессирующим истончением и потерей волос на коже головы. Распространенность этого заболевания среди мужчин остается стабильно высокой, что делает его серьезной проблемой здравоохранения, требующей безотлагательного решения1,2. В настоящее время методы клинического лечения АГА подразделяются главным образом на фармакологическое вмешательство и хирургическую трансплантацию, оба из которых имеют существенные недостатки. Препараты первой линии терапии, такие как финастерид и миноксидил, демонстрируют определенный терапевтический эффект, но сопровождаются выраженными побочными эффектами, такими как сексуальная дисфункция, зуд и сухость кожи головы1,3. Хотя трансплантация волос позволяет добиться локальной регенерации волосяного покрова, ее применение ограничено высокой стоимостью лечения, недостаточным количеством волос в донорских зонах и нестабильной приживаемостью трансплантатов, что затрудняет ее широкое внедрение в клиническую практику1. С учетом этих ограничений существует потребность в новых терапевтических стратегиях, сочетающих в себе эффективность, безопасность и приверженность пациентов лечению.
3BDO представляет собой низкомолекулярный активатор mTOR, конкурирующий с рапамицином4. Он широко используется в качестве ингибитора аутофагии в различных системах5,6,7. Например, длительное применение 3BDO может улучшить функцию памяти за счет уменьшения количества аутофагосом8. Кроме того, накапливающиеся данные свидетельствуют о том, что 3BDO может действовать как активатор mTOR независимо. Так, 3BDO препятствовал гибели эндотелиальных клеток и развитию атеросклероза у мышей независимо от активности mTOR9. Однако его потенциальная роль в росте волосяных фолликулов ранее не описывалась. Примечательно, что в наших предварительных исследованиях было обнаружено, что 3BDO способствует повторному росту волос. Тем не менее, традиционные методы местного введения лекарственных средств имеют очевидные ограничения. Роговой слой кожи ограничивает эффективность трансдермального транспорта, что затрудняет доставку препаратов в волосяной фолликул, расположенный в дерме. Хотя трансдермальные гели могут увеличить время удерживания препарата, они могут оставлять нежелательный осадок. Клиническая эффективность обеих вышеупомянутых стратегий лечения остается субоптимальной10,11.
Микроиглы (МИ) представляют собой новую безболезненную технологию доставки лекарственных средств, основным преимуществом которой является способность легко проникать через роговой слой и точно доставлять препараты в перифолликулярное микроокружение на границе эпидермиса и дермы. Кроме того, МИ характеризуются удобством использования, минимальной инвазивностью и приемлемой стоимостью12,13,14. Для преодоления проблем трансдермальной доставки местного 3BDO был разработан пластырь с МИ, в котором в качестве матрицы использовалась гиалуроновая кислота (ГК), а в качестве функционального компонента — хитозан (ХС). Введение ХС направлено на обеспечение функционального компонента с антибактериальным потенциалом. Более того, применение ГК на коже мышей с алопецией может значительно стимулировать развитие волосяных фолликулов15. Таким образом, в данном протоколе описывается изготовление и характеристика растворимой системы МИ, нагруженной 3BDO, и ее применение в модели восстановления роста волос у депилированных мышей C57BL/6. Эта модель полезна для оценки реакции восстановления роста волос после депиляции, но сама по себе она не устанавливает клиническую эффективность при AGA.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Исследование было одобрено комитетом по этике работы с животными Первого медицинского университета Шаньдуна & Академия медицинских наук провинции Шаньдун (W202112030345). Все методы выполнялись в соответствии с соответствующими руководствами и правилами.
1. Изготовление патчей 3BDO@MN
2. Характеристика патчей 3BDO@MN
3. Эксперименты на животных
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В данном протоколе представлены методы изготовления и характеристики пластыря 3BDO@MN. На Рисунке 1 приведена схема процесса изготовления пластыря 3BDO@MN. 3BDO смешивали с составом CS/HA, после чего полученную смесь матрикса добавляли в форму для микроигл (MN) из PDMS и центрифугировали для заполнения кончиков игл. Смесь матрикса CS/HA без добавления 3BDO наносили на поверхность формы и центрифугировали для формирования подложки. После полного высыхания пластыри отделяли о...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В настоящее время методы клинического лечения AGA в основном подразделяются на фармакологическое вмешательство и хирургическую трансплантацию. В данном исследовании микроиглы (MNs), нагруженные 3BDO, стимулировали повторный рост волос на модели мышей C57BL/6. Однако традиционные методы доставки лекарственных средств имеют свои ограничения, такие как неравномерное распределение препарата. Ключевым протоколом в этом исследовании является двухэтапный метод изготовления MNs, нагруженных 3BDO. Основными компонентами MNs являю...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Данная работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (82273554), Проектом развития медицины, здравоохранения, науки и технологий провинции Шаньдун (№ 202304030716), Национальной программой Китая по подготовке студентов в области инноваций и предпринимательства (№ 202410439001), а также Проектом развития научно-технических инноваций города Тайань (№ 2023NS232).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 3BDO | Yuanye Bio-Technology Co., Shanghai, China | 890405-51-3 | Приготовление состава CS/HA с 3BDO |
| 6-луночный планшет | Corning Incorporated, USA | REF 3516 | антибактериальный анализ и анализ высвобождения препарата in vitro |
| 75% этанол | Shandong Lircon Medical Technology Co., Ltd. | 1202050004 | Дезинфекция |
| 96-луночный планшет | Corning Incorporated, USA | REF3599 | оценка цитотоксичности и антибактериальный анализ |
| мыши C57BL/6 | Charles River Laboratories | 7 недель | эксперименты на животных |
| Cell Counting Kit-8 (CCK-8) | Dojindo, Japan | CK04 | оценка цитотоксичности |
| Центрифуга | Thermo Fisher Scientific | 75007204 | Центрифугирование состава |
| Хитозан (CS) | Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd | 9012-76-4 | Приготовление состава CS/HA |
| Депиляционный крем | Veet | 3059944023307 | Депиляция |
| Диметилсульфоксид (DMSO) | Shanghai Macklin Biochemical Co.,Ltd | 67-68-5 | Приготовление состава CS/HA с 3BDO |
| Электронные весы | Radwag | AS 220.R2 | Взвешивание порошка |
| Escherichia coli (E. coli) | ATCC | / | антибактериальный анализ |
| Порошок гиалуроновой кислоты (HA) | Bloomage Biotechnology Co. China | 9067-32-7 | Приготовление состава CS/HA |
| Программное обеспечение ImageJ | National Institutes of Health | / | Статистический анализ |
| Шейкер-инкубатор | Thermo Scientific | 50163013 | инкубация бактерий |
| Изофлуранный испаритель | Gene&I | AMS | анестезия животных |
| Среда LB | Sigma Life Science | L3022 | антибактериальный анализ |
| Магнитная мешалка | Hangzhou MiuLab Instrument Co., Ltd. | SP-16 | Перемешивание состава |
| Микропланшетный спектрофотометр Multiskan SkyHigh | Thermo Fisher Scientific | / | Измерение OD |
| Сушильный шкаф | Shanghai Huitai Instrument Manufacturing Co.,Ltd | DHG-9260A | Сушка микроигл |
| Parafilm M | Amcor | PM-996 | Герметизация микроигл |
| Фосфатно-солевой буферный раствор (PBS) | Biosharp | BL302A | анализ высвобождения препарата in vitro |
| Staphylococcus aureus (S. aureus) | ATCC | / | антибактериальный анализ |
| Универсальный анализатор текстуры TA | Shanghai Tengba Instrument Technology Co., Ltd | / | Тестирование механической прочности |
| Вакуумная камера | Shanghai Huitai Instrument Manufacturing Co.,Ltd | DZF-6050 | Вакуумная сушка |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.