Мы представляем легкое метод для изготовления биоразлагаемой желатин-платформу высвобождения лекарственного которое магнито-термочувствительный. Это было достигнуто за счет включения суперферромагнитных наночастицы оксида железа и поли (N-isopropylacrylamide- совместно акриламида) в сферической желатиновой микро-сети сшитой по генипин, в сочетании с переменным прикладной системы магнитного поля.
Магнитное-реагирующие нано / микро-инженерии биоматериалов, которые позволяют жестко контролируется, по требованию доставки лекарств были разработаны в качестве новых видов интеллектуальных мягких устройств для биомедицинских применений. Хотя ряд магнитно-чувствительных систем доставки лекарств продемонстрировали эффективностями либо через доказательства в пробирке концептуальных исследований или в естественных условиях доклинических приложений, их использование в клинических условиях до сих пор ограничено их недостаточной биосовместимости или биологическому разложению. Кроме того, многие из существующих платформ полагаются на изощренные методы для их измышлений. Недавно мы показали, изготовление биоразлагаемой, на основе желатина термо-отзывчивым микрогеля путем физического улавливания поли (N-isopropylacrylamide- совместное акриламида) цепи в качестве минорного компонента в трехмерном желатиновую сети. В этом исследовании мы представляем легкое метод изготовить платформу высвобождения биологически наркотиков, что позволяет магнитно-тhermally срабатывает высвобождение лекарственного средства. Это было достигнуто за счет включения наночастиц оксида железа суперпарамагнитны и термо-отзывчивым полимеры пределах желатиновых основе коллоидных микрогелей в сочетании с переменным прикладной системы магнитного поля.
Стимулы реагирующих систем доставки лекарств, которые позволяют жестко контролируемой доставки лекарств в ответ на любое эндогенных или экзогенных раздражителей (например., Температура или рН) были широко исследованы в качестве новых видов интеллектуальных мягких устройств для доставки лекарств. Микромасштабные гидрогели были широко используется в качестве платформы для доставки лекарственного средства в том, что они придают управляемые и устойчивые профили высвобождения лекарственного средства, а также настраиваемый химические и механические свойства 1-3. В частности, коллоидные микрогели проявляют много преимуществ в качестве средства для доставки лекарств из-за их быстрого реагирования на внешние раздражители и подходящего приемистости к местной ткани в минимально инвазивной образом 4. Поли (N-изопропилакриламид) (pNIPAM) или его сополимеры были широко приняты в синтезе термо-отзывчивым микрогелей путем прививки pNIPAM с биоразлагаемых / биосовместимых полимеров, включая желатин, хитозан, альгинат кислота, или гиалуроновой кислоты 5,6, В которой фазовый переход характеристика pNIPAM на ее нижней критической температурой растворения (НКТР) может быть использован в качестве триггера высвобождения лекарственного 7. Недавно мы продемонстрировали изготовление биоразлагаемой, на основе желатина термо-отзывчивым микрогеля путем включения поли (N-isopropylacrylamide- совместно акриламида) [р (NIPAM- совместно -AAm)] цепи в качестве второстепенного компонента в трехмерных желатиновых сетей 8. / Р (NIPAM- совместно -AAm) микрогель желатин выставлены перестраиваемый исчезновение набухания к повышению температуры, что положительно коррелирует с выходом бычьего сывороточного альбумина (БСА).
В течение последних нескольких лет, были более активные усилия по разработке магнитно реагировать платформу доставки лекарств, которые могут вызвать высвобождение препарата в по требованию моды 9,10. Основной принцип для синтеза с магнитным реагировать платформы доставки лекарственного использует характеристику суперпарамагнитных наночастиц (MNPS) для генерации тепла, когда они получают высокочастотного переменного магнитного поля (AMF), который инициирует чувствительный к температуре высвобождение лекарственного средства. Это вселяет надежду на будущих клинических применений в том, что эта система может предназначаться глубоко в ткани, позволяет неинвазивным и дистанционно контролируемое высвобождение лекарственного и могут быть объединены с гипертермии и системы 10-12 магнитно-резонансной визуализации. Такие платформы включают в себя: (1) MNPS / pNIPAM гибрид микрогеля частицы 13-15 и (2) макроскопические гидрогелевые каркасы включения иммобилизованным MNPS 16-18. В pNIPAM основе микрогеля платформы продемонстрировали тонко настраиваемый фазовый объем перехода реагирования на магнито-термические раздражители. Тем не менее, они по-прежнему полагаются на сложных и изощренных методов в изготовлении и использовании pNIPAM полимеров с высоким содержанием могут быть потенциально цитотоксическое действие на клетки 19, что может снизить их применение в естественных условиях. Макроскопические каркасы обладают относительнымLY медленная реакция на внешние раздражители и требуют инвазивных хирургических трансплантации по сравнению с коллоидных микрогелей.
Эмульгирование вода-в-масле была стандартным методом с получением субмиллиметровом или микрометра размера частиц геля 20. На границе раздела вода-масло эмульсии, микрогель частиц образует сферическую форму за счет минимизации поверхностной энергии капли воды под механической силы сдвига. Этот метод позволяет получать большое количество водных сферических капелек геля в простой процедуры изготовления и успешно принят для изготовления на основе желатина микрогелей для приложений доставки лекарств 21-23.
Здесь мы представляем легкое метод синтезировать magnetothermally реагирующие на основе желатина микрогелей для применения доставки лекарственного с использованием способа эмульгирования вода-в-масле. Это было достигнуто путем физически включающих оксида железа MNPS и р (NIPAM- сотрудничества -ААМ) цепи в качестве минорного компонента в сферической микромасштабной желатиновую сети, который ковалентно сшитой с помощью естественно-производного сшивающего генипин, в сочетании с высокой частотой переменного прикладную систему магнитное поле (AMF).
Описанная технология здесь демонстрирует доказательство концепции по использованию наночастиц микрогеля гибридов для магнито-термическим срабатывающей высвобождения лекарственного. Это было достигнуто за счет физического улавливания MNPS и P (NIPAM- совместно -AAm) цепочки в микрома…
The authors have nothing to disclose.
Это исследование было поддержано Farris семьи Innovation Award и NIH 1R01NR015674-01 к МК. Авторы благодарят Хосеп Nayfach (Qteris, Inc) для обеспечения электромагнитный систему генерирования, а также его технические консультации. Авторы также благодарят Хуан Янь (Программа Междисциплинарный физики LCI & Chemical, Kent State University) за технических ассистентов.
Gelatin | Sigma-Aldrich, MO, USA | G2500 | Gelatin type A, porcine skin |
poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylamide) | Sigma-Aldrich, MO, USA | 738727 | MW=20,000, LCST=34-38 oC |
Silicon oil | Sigma-Aldrich, MO, USA | 378372 | Viscosity 350 cSt |
Pluoronic L64 | Sigma-Aldrich, MO, USA | 435449 | 100 ppm poly(ethylene glycol)-block-poly(propylene glycol)-block-poly(ethylene glycol) |
genipin | TimTec LLC, DE, USA | ST080860 | Mw = 226.23; |
Magnetic nanoparticles (MNPs) | Micromod Inc, Germany | 79-00-102 | nanomag-D-spio, 100 nm |
TR-BSA | Life Technologies, NY USA | A23017 | Albumin from Bovine Serum (BSA), Texas Red conjugate |