Name: Kontrollü İlaç Release için Manyetik Alan-Duyarlı Hibrid Jelatin mikroj Alternatif (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-02-13T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 11 s
Description: Öğrenin, manyetik alan-duyarlı jelatin mikrojel hibritleriyle kontrollü ilaç salınımı için basit bir üretim yöntemi. Bu biyobozunur sistem, dış manyetik uyaranlara yanıt vererek hedefe yönelik tedavi uygulamalarına olanak tanır.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma Farris Aile İnovasyon Ödülü ve MK NIH 1R01NR015674-01 tarafından desteklenmiştir. Yazarlar elektro-manyetik jeneratör sistemi yanı sıra, onun teknik danışmanlık sağlamak için Josep Nayfach (Qteris, Inc) teşekkür ederim. Yazarlar ayrıca onun teknik asistanlar için Huan Yan (LCI ve Kimya Fizik Disiplinlerarası Programı, Kent State Üniversitesi) teşekkür ederim.

Not: Manyetik alan-duyarlı jelatin mikrojellerinin imal genel proses Şekil 1A&#39;da gösterilmiştir. 1. hazırlanması Çözümler ve süspansiyonlar <ol><li> fosfat tamponlu tuzlu su ve 2 ml genipin 20 mg eriterek çapraz bağlayıcı genipin çözeltisi (w / v% 1) hazırlanması (1 x PBS, pH 7.4). Vortex 2 saat süreyle 50 o C su banyosunda çözüm ve yeri tamamen çözümü çözmek için. </li><li> 100 konsantrasyonda olduğu 200 ml PBS içinde (L64 olarak adlandırılır ağırlık M = 2900 Da), poli (etilen glikol), 20 mg -poli (propilen glikol) -poli (etilen glikol) eriterek bir yüzey aktif madde çözeltisi hazırlayın ppm. </li><li> PBS 0.43 ml jelatin 64.5 mg eritilmesi ile% 15 (a / h) jelatin çözeltisi hazırlayın. Çözümü akışkan hale bir sol faz, ulaşıncaya kadar vorteks çözüm ve 37 o C su banyosunda üzerine yerleştirin. th sağlamak için 3 kez - Sonra, jelatin çözeltisi 2 vorteksörnek E homojenliği. </li><li> P (NIPAM- CO -AAm) Model ilaç / MNPS çözeltisi (BSA) hazırlanması: <ol><li> PBS 0.43 ml hidrofilik MNPS 10.75 mg dağılması ve daha sonra% 3 konsantrasyonda olmak için MNP süspansiyon içinde p 12.9 mg (NIPAM- -AAm Co) çözülür (a / h). P artan konsantrasyonu (NIPAM- -AAm Co) mikrojellerin artırılmış yeniden şişebilme davranış elde etmek için kullanılabilir. </li><li> Texas Kırmızı bağlı sığır serum albümini kullanarak (TR-BSA; M ~ 66 kDa W) Model ilaç olarak. P karışımı (NIPAM- -AAm ko) / MNPS TR-BSA, 0.5 mg çözülür. </li></ol></li><li> Daha sonra P (NIPAM- CO -AAm) karışımı / jelatin çözeltisi içine MNPS (0.43 mi) (0.43 mi) ilave edilerek jelatin / p (NIPAM- CO -AAm) / MNPS / BSA çözeltisi (0.86 mi) karışımları hazırlamak iyice homojen bir karışım yapmak için onları girdap. Bu nedenle, polimerler ve MNP konsantrasyonlar nihai karışım başlangıç ​​konsantrasyonları yarısı olmuştur. </li></ol><ol><li> Temiz ve steril behere silikon yağı [polidimetilsiloksan (viskozite 350 cSt)] 15 ml dökün. </li><li> Hemen silikon yağı içinde jelatin / p (NIPAM- CO -AAm) / MNPS / BSA çözeltisi (0.86 mi) önceden hazırlanmış sulu bir karışımını ekleyin ve 900, bir manyetik karıştırma çubuğu ile karıştırıldı yağ fazında sulu bir karışımı emülsiyon haline 30 dakika boyunca 30 o C&#39;de rpm. </li></ol> Sulu çözelti 3. jelleşme ve mikro-damlacıklarının Transferi <ol><li> 50 ml&#39;lik bir tüp içine kaptan emülsiyonun (~ 16 mi) aktarın. </li><li> yağ içinde mikro damlacıkların katılaşma işlemi için 4 ° C&#39;de 10 dakika süre ile boru soğutun. </li><li> 50 ml kadar (4 o C&#39;de) hazırlanan L64 çözeltisi ile tüp doldurun ve şiddetle tüp sallayın. L64 yüzey aktif maddelerin bir kısmı mikrojelleri içinde olacaktır mümkün olabilir. </li><li> 4 O ° C&#39;de 2300 x g&#39;de 20 dakika boyunca santrifüj tüpü </li><li> Regularly tüp tarafında jel parçacıklarının pelet olup olmadığını kontrol edin. parçacıklar görülmeyen durumlarda, aynı hız ve sıcaklıkta 20 dakika daha santrifüj. dikkatli bir şekilde borunun iç duvarı üzerinde oluşturulmuş pelet bozmadan süpernatan devam edin. </li><li> Adımlarını tekrarlayın (3.5) ile (3.3) bir kez daha. Her zaman, mikrojel süspansiyon içinde bir yağ damlacıklarının oluşumunu önlemek için yeni bir tüpe örnek aktarmak. Bu aşamadan sonra, yüzey aktif maddeler ya da yağ damlacıkları Örnek süspansiyon içinde mevcut değildir emin olun. Bununla birlikte, tekrar ayrıştırma adımları başlangıç ​​malzemeleri kaybına neden olabilir. </li></ol> Mikrojellerin 4. kovalent çapraz bağlanması <ol><li> Jel parçacıklarının pelet genipin çözeltisi (Bölüm 1 &#39;de hazırlandı) 2 ml ilave edilir ve çözelti girdaplanarak iyice karıştırın. </li><li> Hızlı bir DES sırasında kovalent çapraz bağlama reaksiyonu başlatmak için 23 o C&#39;de su banyosu içinde süspansiyon tüp transferi(. Örneğin, 5-120 dakika) IRED çapraz bağlantı süresi. </li><li> Çapraz bağlama sonrasında hemen genipin çözeltisi atma PBS içinde yeniden süspansiyon haline getirilmesini mikrojellerinin ve 2300 x g&#39;de (4 ° C) 20 dakika boyunca tüp santrifüjle aşırı bir çapraz bağlayıcılar çıkarın. Gerekirse, dikkatli ayrı bir pipet ile pelet kurdu molası. genipin hala çözelti içinde kalan, bu yıkama aşaması 3 kere tekrar edilebilir. </li><li> Süpernatant atılır ve istenen yoğunlukta PBS içinde tekrar süspansiyon mikrojellerinin (örn., 5 x 10 6 mikrojeller / ml), bir hemasitometre ile sayılmasıyla. </li><li> Mikroskobik gözlemler için bir slayt cam ve bir kapak kayma arasındaki boşlukta mikrojel süspansiyon yük ve epoksi reçine ile kapak kayma sınırını mühür. </li></ol> İlaç Release Tetikleme için Alternatif Manyetik Alan 5. Uygulama <ol><li> sulu ortam içinde mikrojelleri istenen konsantrasyonu ile TüpManyetik bobinler odası. Gerekirse, AMF uygulama sırasında ortamın sıcaklık değişimini izlemek için bir tüp içine, bir fiber optik sıcaklık probu yerleştirin. </li><li> Tanımlanmış bir alan şiddeti (&gt; 5 kA / m) ve belirli bir süre için yüksek frekanslı (&gt; 100 kHz) AMF uygulayın. AMF uygulanmasının ardından santrifüj 2.273 x g&#39;de (4 ° C) ve spektrofotometri ile çevredeki ortama mikrojelin serbest TR-BSA miktarını belirlemek için süpernatan toplamak 20 dakika boyunca örnek tüpü. Teksas Kırmızısı için uyarma ve emisyon dalga boyları sırasıyla 584 nm ve 612 nm dir. </li></ol>

<ol><li>Langer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biomaterials+in+drug+delivery+and+tissue+engineering%3A+one+laboratory%27s+experience%5BTitle%5D)+AND+%22Acc.+Chem.+Res%22%5BJournal%5D)">Biomaterials in drug delivery and tissue engineering: one laboratory's experience.</a> Acc. Chem. Res. 33, 94-101 (2000).</li>
<li>Rivest, C. M., Morrison, D., Ni, B., Rubib, J., Yadav, V., Mahdavi, A., Karp, J., Khademhosseini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscale+hydrogels+for+medicine+and+biology%3A+synthesis%2C+characteristics+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mech+Mater+Struct%22%5BJournal%5D)">Microscale hydrogels for medicine and biology: synthesis, characteristics and applications.</a> J Mech Mater Struct. 2, 1103-1119 (2007).</li>
<li>Kawaguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermoresponsive+microhydrogels%3A+preparation%2C+properties+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Polym.+Int%22%5BJournal%5D)">Thermoresponsive microhydrogels: preparation, properties and applications.</a> Polym. Int. 63, 925-932 (2014).</li>
<li>Vinogradov, S. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Colloidal+microgels+in+drug+delivery+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Pharm.+Des%22%5BJournal%5D)">Colloidal microgels in drug delivery applications.</a> Curr. Pharm. Des. 12, 4703-4712 (2006).</li>
<li>Liechty, W. B., Kryscio, D. R., Slaughter, B. V., Peppas, N. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polymers+for+drug+delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Chem+Biomol+Eng%22%5BJournal%5D)">Polymers for drug delivery systems.</a> Annu Rev Chem Biomol Eng. 1, 149-173 (2010).</li>
<li>Kumari, A., Yadav, S. K., Yadav, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+polymeric+nanoparticles+based+drug+delivery+systems%5BTitle%5D)+AND+%22Colloids+Surf.+B+Biointerfaces%22%5BJournal%5D)">Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems.</a> Colloids Surf. B Biointerfaces. 75, 1-18 (2010).</li>
<li>Shibayama, M., Tanaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volume+Phase-Transition+and+Related+Phenomena+of+Polymer+Gels%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Volume Phase-Transition and Related Phenomena of Polymer Gels.</a> Adv Polym Sci. 109, 1-62 (1993).</li>
<li>Sung, B., Kim, C., Kim, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biodegradable+colloidal+microgels+with+tunable+thermosensitive+volume+phase+transitions+for+controllable+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interface+Sci%22%5BJournal%5D)">Biodegradable colloidal microgels with tunable thermosensitive volume phase transitions for controllable drug delivery.</a> J Colloid Interface Sci. 450, 26-33 (2015).</li>
<li>Kumar, C. S., Mohammad, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+nanomaterials+for+hyperthermia-based+therapy+and+controlled+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Magnetic nanomaterials for hyperthermia-based therapy and controlled drug delivery.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 63, 789-808 (2011).</li>
<li>Mura, S., Nicolas, J., Couvreur, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-responsive+nanocarriers+for+drug+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Mater%22%5BJournal%5D)">Stimuli-responsive nanocarriers for drug delivery.</a> Nat. Mater. 12, 991-1003 (2013).</li>
<li>Kong, S. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+field+activated+lipid-polymer+hybrid+nanoparticles+for+stimuli-responsive+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+biomaterialia%22%5BJournal%5D)">Magnetic field activated lipid-polymer hybrid nanoparticles for stimuli-responsive drug release.</a> Acta biomaterialia. 9, 5447-5452 (2013).</li>
<li>Hayashi, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+responsive+smart+nanoparticles+for+cancer+treatment+with+a+combination+of+magnetic+hyperthermia+and+remote-control+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Theranostics%22%5BJournal%5D)">Magnetically responsive smart nanoparticles for cancer treatment with a combination of magnetic hyperthermia and remote-control drug release.</a> Theranostics. 8, 834-844 (2014).</li>
<li>Suzuki, D., Kawaguchi, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stimuli-sensitive+core%2Fshell+template+particles+for+immobilizing+inorganic+nanoparticles+in+the+core%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Polym+Sci%22%5BJournal%5D)">Stimuli-sensitive core/shell template particles for immobilizing inorganic nanoparticles in the core.</a> Colloid Polym Sci. 284, 1443-1451 (2006).</li>
<li>Bhattacharya, S., Eckert, F., Boyko, V., Pich, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Temperature-%2C+pH-%2C+and+magnetic-field-sensitive+hybrid+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Temperature-, pH-, and magnetic-field-sensitive hybrid microgels.</a> Small. 3, 650-657 (2007).</li>
<li>Wong, J. E., Gaharwar, A. K., Muller-Schulte, D., Bahadur, D., Richtering, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dual-stimuli+responsive+PNiPAM+microgel+achieved+via+layer-by-layer+assembly%3A+Magnetic+and+thermoresponsive%5BTitle%5D)+AND+%22J+Colloid+Interf+Sci%22%5BJournal%5D)">Dual-stimuli responsive PNiPAM microgel achieved via layer-by-layer assembly: Magnetic and thermoresponsive.</a> J Colloid Interf Sci. 324, 47-54 (2008).</li>
<li>Zhao, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Active+scaffolds+for+on-demand+drug+and+cell+delivery%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+Natl.+Acad.+Sci.+U.S.A%22%5BJournal%5D)">Active scaffolds for on-demand drug and cell delivery.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 108, 67-72 (2011).</li>
<li>Xu, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Release+of+magnetic+nanoparticles+from+cell-encapsulating+biodegradable+nanobiomaterials%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+nano%22%5BJournal%5D)">Release of magnetic nanoparticles from cell-encapsulating biodegradable nanobiomaterials.</a> ACS nano. 6, 6640-6649 (2012).</li>
<li>Li, Y. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+Hydrogels+and+Their+Potential+Biomedical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv+Funct+Mater%22%5BJournal%5D)">Magnetic Hydrogels and Their Potential Biomedical Applications.</a> Adv Funct Mater. 23, 660-672 (2013).</li>
<li>Cooperstein, M. A., Canavan, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+cytotoxicity+of+%28N-isopropyl+acrylamide%29+and+poly%28N-isopropyl+acrylamide%29-coated+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Biointerphases%22%5BJournal%5D)">Assessment of cytotoxicity of (N-isopropyl acrylamide) and poly(N-isopropyl acrylamide)-coated surfaces.</a> Biointerphases. 8, 19(2013).</li>
<li>Jorgensen, L., Moeller, E. H., van de Weert, M., Nielsen, H. M., Frokjaer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparing+and+evaluating+delivery+systems+for+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharm+Sci%22%5BJournal%5D)">Preparing and evaluating delivery systems for proteins.</a> Eur J Pharm Sci. 29, 174-182 (2006).</li>
<li>Holland, T. A., Tabata, Y., Mikos, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+release+of+transforming+growth+factor-beta+1+from+gelatin+microparticles+encapsulated+in+biodegradable%2C+injectable+oligo%28poly%28ethylene+glycol%29+fumarate%29+hydrogels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">In vitro release of transforming growth factor-beta 1 from gelatin microparticles encapsulated in biodegradable, injectable oligo(poly(ethylene glycol) fumarate) hydrogels.</a> J Control Release. 91, 299-313 (2003).</li>
<li>Liang, H. C., Chang, W. H., Lin, K. J., Sung, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genipin-crosslinked+gelatin+microspheres+as+a+drug+carrier+for+intramuscular+administration%3A+in+vitro+and+in+vivo+studies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomed+Mater+Res.+Part+A%22%5BJournal%5D)">Genipin-crosslinked gelatin microspheres as a drug carrier for intramuscular administration: in vitro and in vivo studies.</a> J Biomed Mater Res. Part A. 65, 271-282 (2003).</li>
<li>Solorio, L., Zwolinski, C., Lund, A. W., Farrell, M. J., Stegemann, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gelatin+microspheres+crosslinked+with+genipin+for+local+delivery+of+growth+factors%5BTitle%5D)+AND+%22J+Tissue+Eng+Regen+Med%22%5BJournal%5D)">Gelatin microspheres crosslinked with genipin for local delivery of growth factors.</a> J Tissue Eng Regen Med. 4, 514-523 (2010).</li>
<li>Regmi, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperthermia+controlled+rapid+drug+release+from+thermosensitive+magnetic+microgels%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mater+Chem%22%5BJournal%5D)">Hyperthermia controlled rapid drug release from thermosensitive magnetic microgels.</a> J Mater Chem. 20, 6158-6163 (2010).</li>
<li>Kim, M. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+nanoparticle+targeted+hyperthermia+of+cutaneous+Staphylococcus+aureus+infection%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Biomed+Eng%22%5BJournal%5D)">Magnetic nanoparticle targeted hyperthermia of cutaneous Staphylococcus aureus infection.</a> Ann Biomed Eng. 41, 598-609 (2013).</li>
<li>Ivkov, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+high+amplitude+alternating+magnetic+fields+for+heat+induction+of+nanoparticles+localized+in+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Cancer+Res%22%5BJournal%5D)">Application of high amplitude alternating magnetic fields for heat induction of nanoparticles localized in cancer.</a> Clin Cancer Res. 11, 7093s-7103s (2005).</li>
<li>Huang, S., Fu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naturally+derived+materials-based+cell+and+drug+delivery+systems+in+skin+regeneration%5BTitle%5D)+AND+%22J+Control+Release%22%5BJournal%5D)">Naturally derived materials-based cell and drug delivery systems in skin regeneration.</a> J Control Release. 142, 149-159 (2010).</li>
<li>Malafaya, P. B., Silva, G. A., Reis, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Natural-origin+polymers+as+carriers+and+scaffolds+for+biomolecules+and+cell+delivery+in+tissue+engineering+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Adv.+Drug+Deliv.+Rev%22%5BJournal%5D)">Natural-origin polymers as carriers and scaffolds for biomolecules and cell delivery in tissue engineering applications.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 59, 207-233 (2007).</li>
<li>Shah, R., Kim, J., Agresti, J., Weitz, D., Chu, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+monodisperse+thermosensitive+microgels+and+gel+capsules+in+microfluidic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Soft+Matter%22%5BJournal%5D)">Fabrication of monodisperse thermosensitive microgels and gel capsules in microfluidic devices.</a> Soft Matter. 4, 2303-2309 (2008).</li>
<li>Hoare, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetically+triggered+nanocomposite+membranes%3A+a+versatile+platform+for+triggered+drug+release%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+letters%22%5BJournal%5D)">Magnetically triggered nanocomposite membranes: a versatile platform for triggered drug release.</a> Nano letters. 11, 1395-1400 (2011).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyi yoktur.

Burada anlatılan teknoloji manyeto-termal tetiklenen ilaç salınımı için nanoparçacık-mikrojel melezleri kullanımına ilişkin kavramının bir kanıtı göstermektedir. Bu durum, fiziksel genipin ile çapraz bağlanmış bir mikro üç boyutlu jelatin ağında MNPS ve p (NIPAM- CO -AAm) zinciri tutulmasıyla da elde edilmiştir. Manyetik alan-duyarlı bir platform da model bir ilaç, BSA serbest tetiklenen uzaktan tatbik AMF, yanıt olarak mikro jelin içindeki ısı üretmek için yeterli olmuştur. MNPS ve...

Uyaranlara yanıt endojen veya eksojen uyaranlara birine yanıt olarak bir sıkı kontrollü ilaç verme sağlayacak ilaç verme sistemleri (örn., Sıcaklık ya da pH) yoğun ilaç iletimi için, akıllı yazılım cihazların yeni türleri incelenmiştir. Mikro hidrojeller yaygın da kontrol edilebilir ve sürdürülebilir bir ilaç salınım profillerini ve ayarlanabilir mekanik ve kimyasal özellikleri 1-3 kazandırmalarıdır bir ilaç verme platformu olarak kullanılmıştır. Özellikle, kolloidal mikrojeller nedeniyle dış uyaranlara ve minimal invaziv bir şekilde 4 yerel dokuya uygun Püskürtülebilirlik onların hızlı yanıt için ilaç dağıtımı için bir araç olarak birçok avantaj sergilemektedir. Poli (N-izopropil akrilamid) (pNIPAM) veya bunun kopolimerleri yaygın jelatin, çitosan, alginat asit ya da hyaluronic asit de dahil olmak üzere biyolojik olarak parçalanabilir / biyo-uyumlu polimerler ile pNIPAM aşılanmasıyla termo-duyarlı mikrojellerinin sentezlenmesi benimsenmiştir 5,6, Burada alt kritik çözelti sıcaklığı (LCST&#39;nin) de pNIPAM bir faz geçiş karakteristiği ilaç salımının 7&#39;nin bir tetikleyici olarak kullanılabilir. Son zamanlarda poli eklenerek biyolojik olarak parçalanabilen, jelatin esaslı termo-duyarlı mikro jelin bir imalat göstermiştir (N-isopropylacrylamide- CO -akrilamit) [p (NIPAM- CO -AAm)], üç boyutlu jelatin ağları 8 içinde küçük bir bileşen olarak zincirler. Jelatin / s (NIPAM- CO -AAm) mikrojel pozitif büyükbaş hayvan serum albümini (BSA) serbest bırakılması için, ilişkili sıcaklık artışı, bir ayarlanabilir büzülme sergilemiştir. Son birkaç yıl içinde, bir on-demand moda 9,10 ilacın salımını tetikleyebilir bir manyetik duyarlı ilaç dağıtım platformu geliştirmek için çabalar artmaktadır. manyetik yanıt ilaç verme platformun sentezi için temel prensip süperparamanyetik nanopartiküllerin özelliği (kullanırbir sıcaklığa duyarlı madde salgılar manyetik alan (AMF), yüksek frekanslı dalgalı aldığınızda MNPS) ısı üretmek için. Bu, bu sistem dokusu içine derin hedef olabilir gelecekteki klinik uygulamalar için umut vaat non-invaziv ve uzaktan kontrollü ilaç salımını sağlayan ve hipertermi tedavisi ve manyetik rezonans görüntüleme sistemiyle 10-12 ile kombine edilebilir. Bu tür platformlar aşağıdakileri içerir: (1) MNPS / pNIPAM hibrid mikrojel tanecikleri 13-15 ve (2) makroskopik hidrojel iskeleleri immobilize da kapsayan MNPS 16-18. pNIPAM tabanlı mikrojel platformları manyetik-termik uyaranlara ince ayarlanabilir hacimli faz geçiş tepki gösterdi. Bununla birlikte, potansiyel olarak in vivo uygulamaları sınırlayabilir hücre 19 için sitotoksik olabilir imalat ve içeriği yüksek olan pNIPAM polimerlerin kullanımında karmaşık ve sofistike teknikler de kullanabilir. makroskopik iskeleleri göreli sergileyenly yavaş dış uyaranlara tepki ve kolloidal mikrojelleri kıyasla invazif cerrahi nakli gerektirir. Su-içinde-yağ emülsiyonlaştırıcı milimetre altı ya mikrometre büyüklüğünde jeli 20 partiküllerinin üretilmesi için standart yöntem olmuştur. emülsiyonun su-yağ arayüz olarak, mikrojel partikül bağlı mekanik kesme kuvveti altında su damlasının yüzey enerjisinin azaltılması için küresel bir şekil oluşturur. Bu yöntem, basit bir üretim prosedürü sulu küresel jel damlacıklarının büyük bir miktarda üretimine olanak sağlayan ve başarılı bir şekilde ilaç verme uygulamaları 21-23 jelatin bazlı mikrojellerinin imal edilmesi için kabul edilmiştir. Burada, su-içinde-yağ emülsiyonlaştırıcı yöntemi ile ilaç verme uygulaması için magnetothermally duyarlı jelatin esaslı mikrojellerinin sentezlemek için, basit bir yöntem sunulmaktadır. Bu fiziksel içeren demir oksit MNPS ve p (NIPAM- eş tarafından sağlandı -AAm) kovalent bir manyetik alan (AMF) uygulama sistemi, yüksek frekanslı dalgalı ile bağlantılı olarak, doğal olarak türetilen çapraz bağlayıcı genipin ile çapraz bir küresel mikro jelatin ağı içinde küçük bir bileşen olarak zincirler.

<table><tbody><tr><td>Jelatin</td><td>Sigma-Aldrich, MO, ABD</td><td>G2500</td><td>Jelatin tip A, domuz derisi</td></tr><tr><td>poli (N-izopropilakrilamid-ko-akrilamid)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich, MO, ABD</td><td>738727</td><td>MW = 20.000, LCST = 34 - 38 &#176; C</td></tr><tr><td>Silikon yağı</td><td>Sigma-Aldrich, MO, ABD</td><td>378372</td><td>Viskozite 350 cSt</td></tr><tr><td>Plüoronik L64</td><td>Sigma-Aldrich, MO, ABD</td><td>435449</td><td>poli (etilen glikol) - blok poli (propilen glikol) -blok-poli (etilen glikol)</td></tr> <tr><td>genipin</td><td>TimTec LLC, DE, ABD</td><td></td> ST080860 <td>MW = 226.23</td></tr><tr><td>Manyetik nanopartiküller (MNP'ler)</td><td>Micromod Inc, Almanya</td><td>79-00-102</td><td>nanomag-D-spio, 100 nm</td></tr><tr><td>TR-BSA</td><td>Yaşam Teknolojileri, NY ABD</td><td>A23017</td><td>Sığır Serumu (BSA) Albümini, Teksas Kırmızı konjugatı</td></tr></tbody></table>

kontrollü İlaç release için manyetik alan-duyarlı hibrid jelatin mikroj alternatif

Alternating Magnetic Field-Responsive Hybrid Gelatin Microgels for Controlled Drug Release

sıkı bir şekilde kontrol, on-demand ilaç dağıtım sağlamak manyetik duyarlı nano / mikro-mühendislik biyomateryaller biyomedikal uygulamalarda akıllı yumuşak cihazların yeni tip olarak geliştirilmiştir. Manyetik açıdan karşılık veren ilaç verme sistemleri bir dizi kavramı çalışmalar ya da in vivo ön klinik uygulamalarda da in vitro kanıt ile arasında etkili sonuçlar göstermiştir, ancak klinik ortamlarda kullanımı hala yetersiz biyolojik uygunluk veya biyodegradasyon ile sınırlıdır. Ayrıca, mevcut platformların birçoğu uydurmaları için sofistike teknikler güveniyor. Son zamanlarda, fiziksel olarak üç boyutlu bir jelatin ağı içinde küçük bir bileşen olarak poli (N-isopropylacrylamide- CO -akrilamit) zincirden tutulmasıyla da biyolojik olarak parçalanabilen, jelatin esaslı termo-duyarlı mikrojelin imalat göstermiştir. Bu çalışmada, bir manyeto-t sağlayan bir biyolojik olarak parçalanabilir ilaç serbest bırakma plâtformu imal etmek için kolay bir yöntem sunmakhermally ilaç salımı tetiklenir. Bu değişen bir manyetik alan uygulama sistemi ile bağlantılı olarak, jelatin esaslı koloidal mikrojelleri olan süperparamanyetik demir oksit nano-tanecikleri ve termo-duyarlı polimerlerin dahil edilmesiyle elde edilmiştir.

Protokolü doğru gerçekleştirildiğinde, imal edilmiş mikro-j eller aralığı 20 um ila 5 um arasında (Şekil 1B, C) ​​&#39;de çapları ile iyi karakterize edilen küresel bir morfoloji ve kolloidal dispersiyon sergilemelidir. Floresan MNPS veya floresan BSA ya MNPS ya da uyuşturucu (bu çalışmada BSA) doğru mikrojelin (Şekil 1D) içinde kapalı olup olmadığını teyit etmek için kullanılabilir. Imal mikrojeller kararlı ve kolajenaz da dahil olmak üzere herhangi bir...

Biz manyeto-termal duyarlı bir biyolojik olarak parçalanabilen jelatin bazlı ilaç salım platformu imal etmek, basit bir yöntem mevcut. Bu değişen bir manyetik alan uygulama sistemi ile bağlantılı olarak, genipin ile çapraz bağlanmış küresel jelatin mikro ağ içinde süperparamanyetik demir oksit nano-tanecikleri ve poli (N-isopropylacrylamide- CO -akrilamit) eklenerek elde edildi.

Kontrollü İlaç Release için Manyetik Alan-Duyarlı Hibrid Jelatin mikroj Alternatif

Magnetically-responsive nano/micro-engineered biomaterials that enable a tightly controlled, on-demand drug delivery have been developed as new types of ...

Bu protokolün genel amacı, magnetotermal duyarlılığa sahip nanoparçacık mikrojel hibritlerinin üretimi için kolay bir yöntem sunmak ve bu mikrojel hibritlerinin kontrollü ilaç salınımı için kullanımına dair bir kavram kanıtı göstermektir. Bu protokolün temel avantajları, sürecin nispeten basit olması ve manyetik nanoparçacıklar ile termo-duyarlı PNIPAM kopolimerlerini jelatin matrisi içine hapsederek mikrojele magnetotermal duyarlılık özelliği kazandırmasıdır. Bu durum, nanoparçacıkların manyetik dalgalara yanıt vermesiyle artan sıcaklığa bağlı olarak PNIPAM kopolimerinin şişmesi sayesinde, alternatif bir manyetik alana yanıt olarak ilaç salınımı gerçekleşmesini sağlar.Bu tekniğin doğurduğu sonuçlar, isteğe bağlı ilaç dağıtım sistemlerinin geliştirilmesine yöneliktir; çünkü bu kontrol edilebilir ilaç salım platformu, non-invaziv harici uyaranlar tarafından tetiklenen birden fazla açma ve kapama döngüsüne yanıt verebilmektedir. Manyetik alan duyarlı jelatin mikrojellerin üretim süreci, süspansiyon halindeki çözeltilerin hazırlanmasıyla başlar. Temel çözelti hazırlama işlemi metin protokolünde açıklanmıştır.Jelatin çözeltisi hazırlanırken, akışkan faza ulaşana kadar bir su banyosunda bekletin. Ardından bir vortex ile homojenize edin. Tüm çözeltiler hazırlandıktan sonra, eşit hacimlerde jelatin çözeltisi ile manyetik nanopartiküller içeren PNIPAM kopolimerini karıştırın ve karışımı vortex ile iyice harmanlayın.Bir sonraki adım, sulu karışımın silikon yağı içinde emülsiye edilmesi ve ardından bir sürfaktan kaplamasının uygulanmasıdır. Steril bir behere 15ml silikon yağı dökün ve hemen hazırlanan karışımdan 0.86ml ekleyin. Ardından karışımı 30 °C'de, 900 rpm hızla yarım saat boyunca karıştırın.Emülsiyonu hazırladıktan sonra 50ml'lik bir tüpe aktarın ve 10 dakika boyunca dört derece Celsius'ta soğutun. Bu aşamada yağ içerisinde mikrodamlacıklar oluşacaktır. Ardından, tüpü büyük oranda Pluronic L-64 sürfaktan çözeltisi ile doldurun, dört derece Celsius'a kadar soğutun ve L-64 moleküllerinin jel yüzeyine adsorbe olarak mikrojel süspansiyonunu stabilize etmesi için tüpü kuvvetlice çalkalayın.Ardından tüpü 20 dakika boyunca 2300 Gs'de ve dört derece Celsius'ta santrifüjleyin. 20 dakika sonra, tüpte jel partiküllerinden oluşan bir pelet olup olmadığını kontrol edin. Bir pelet görülene kadar santrifüj döngüsünü tekrarlayın.Ardından süpernatantı dikkatlice uzaklaştırın ve tüpü soğuk L-64 çözeltisi ile 45 ml'ye tamamlayın. Çökmüş mikrojellerin sürfaktan içinde karışması için tüpü sertçe çalkalayın. Ve süspansiyonu yeni bir 50ml'lik tüpe aktarın.Ardından santrifüjleme işlemini tekrarlayın ve mikrojel pelletini yeniden toplayın. Şimdi, numune süspansiyonunda sürfaktan veya yağ damlacığı kalmadığından emin olmak için süpernatanı tamamen aspire edin. Mikrojelleri hazırlamanın bir sonraki adımı, jelatin matrikslerini çapraz bağlamaktır.Başlamak için, peleti 2ml hazırlanmış Genipin çözeltisi içinde süspande edin. Bir vorteks kullanın. Ardından, kovalent çapraz bağlanma reaksiyonunu başlatmak için süspansiyonu hızla 23 degrees Celsius sıcaklığındaki bir su banyosuna aktarın.Reaksiyon beş dakika ile iki saat arasında yürütülebilir. İşlem tamamlandığında, fazla çapraz bağlayıcıları uzaklaştırın. Örneği daha önce olduğu gibi 2300 Gs'de ve dört santigrat derecede 20 dakika boyunca santrifüjleyin.Ardından, süpernatanı aspire edin ve atın. Gerektiğinde peleti bir pipet ucuyla mekanik olarak parçalayarak PBS ile yıkama adımını toplam üç kez tekrarlayın. Reaksiyona girmemiş fazla çapraz bağlayıcıların tamamen uzaklaştırılması kritik öneme sahiptir.Son yıkamadan sonra, mikrojelleri PBS ile istenen yoğunluğa getirin. Yoğunluklarını bir hemositometre kullanarak ölçün. Fabrike edilen mikrojeller, kollajenaz gibi bozucu bir ajan bulunmadığı sürece, dört derece Celsius'ta saklandığında dört haftaya kadar stabildir.Mikro jelleri mikroskopi ile karakterize etmek için onları bir lama yükleyin ve epoksi reçine ile bir lam üzerine kapatarak mühürleyin. Prosedürün son adımı, mikro jellerden ilaç salınımını ölçmektir. İstenen konsantrasyondaki mikro jellerin bulunduğu tüpü manyetik bobin haznesine yerleştirin.Ardından, alternatif manyetik alan uygulaması sırasında sıcaklık değişimini izlemek için bir fiber optik sıcaklık probu yerleştirin. Şimdi, tanımlanmış bir alan şiddetinde ve belirtilen bir süre boyunca yüksek frekanslı alternatif manyetik alan uygulayın. Tedaviyi takiben, tüpü 20 dakika boyunca 2300 Gs'de ve dört °C'de santrifüj edin.Mikrojellerden salınan ilaç miktarını belirlemek için süpernatantı toplayın. Bu durumda, texas red'i tespit etmek için spektrofotometri kullanın. Üretilen mikrojeller, 5 ile 20 mikron arasında çaplara sahip, iyi karakterize edilmiş küresel bir morfoloji ve kolloidal dağılabilirlik sergilemelidir.Mikrojel içindeki uygun kapsülasyonu doğrulamak için ya floresan süperparamanyetik nanopartiküller ya da floresan işaretli BSA kullanılabilir. PNIPAM kopolimerinin jelatin mikrojel matrisi içine hapsedilmesi, mikrojelin sıcaklığa bağlı bir hacim değişikliği sergilemesini sağlar. Ortam sıcaklığının 22'den 42 °C'ye çıkarılması, jelatin mikrojellerin yaklaşık %40 oranında büzülmesine neden olmuştur. Buna karşılık, PNIPAM kopolimeri içermeyen jelatin mikrojelde sadece %10 büzülme gözlemlenmiştir.Süperparamanyetik nanoparçacıklar jelatin PNIPAM kopolimer mikrojelle birleştirildiğinde, mikrojel uygun alternatif manyetik alana maruz kaldığında sıcaklığı artmıştır. Bu mikrojellerden ölçülen TRBSA salınımı yaklaşık %35 düzeyindeydi. Kopolimer mikrojellere dahil edilmediğinde, TRBSA salınımı önemli ölçüde daha düşük gerçekleşmiştir. Sadece yaklaşık %10 düzeyindeydi. Dolayısıyla, alternatif manyetik alana yanıt olarak gerçekleşen BSA salınımı, muhtemelen mikrojel içindeki PNIPAM kopolimer zincirlerinin büzüşmesiyle ilişkili deswelling (su kaybı/büzülme) etkisinden kaynaklanmıştır.Bu videoyu izledikten sonra, basit bir su-içinde-yağ emülsiyon yöntemi kullanarak, kontrollü ilaç salınımına olanak tanıyan biyobozunur manyetik alan duyarlı nanoparçacık mikrojel hibritlerinin nasıl üretileceği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız. Uzmanlaşıldığında, bu teknik doğru şekilde uygulandığı takdirde üç saat içinde tamamlanabilir. Bu protokol ayrıca, yakın kızılötesi ışık gibi diğer stimulilere duyarlı mikrojel hibritleri üretmek için de modifiye edilebilir.Yakın kızılötesine duyarlı altın nanopartiküllerin jelatin matrisine basitçe dahil edilmesiyle.

alternating-magnetic-field-responsive-hybrid-gelatin-microgels-for

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Aşağıdaki bölümlerde, biyomedikal uygulamalarda kullanım için aljinat mikroküreler hazırlanması için prosedürleri özetlemektedir. Biz özellikle tip 1 diyabet için potansiyel bir tedavi olarak hücre ve protein encapsulation çift amaçlı çok katmanlı aljinat mikroküreler oluşturmak için bir teknik göstermektedir.

Biyomedikal Uygulamalar için Aljinatta Mikrokürelerin Üretimi

Bu video zincir polimerizasyonların gizlenmemesi ve hidrojel sentezini sağlayan, poli (etilen glikol), metakrilat, hızlı, verimli bir yöntem gösterecektir. Bu benzer, fonksiyonlandırmalar verimliliğini değerlendirmek giderme ve gelişmiş değişiklikler için öneriler sunmak ve tipik hidrojel karakterizasyon teknikleri göstermek için peptidler, detay ortak analitik yöntemler içine metakrilamit işlevlerini tanıtmak için nasıl gösterecektir.

Mikrodalga destekli Poli işlevselleştirilmesi (etilen glikol) ve zincir polimerizasyonu ve Hidrojel formasyonunda kullanılan On-reçine Peptides

Üredo-pyrimidinones dayalı Molekülüstü hydrogelators makroskopik jel özellikleri ve pH değeri kullanılarak sol-jel anahtarlama davranışı üzerinde tam kontrol sağlar. Burada, domuz kalbi ilgili alanlarda doğrudan lokal uygulama için bir kateterle dağıtım sistemi yoluyla bir supramoleküler hydrogelator oluşturulması ve enjekte edilmesi için bir protokol mevcut.

Domuz Kalbe Yerel Kateter Enjeksiyon için bir Enjekte ve İlaç yüklü Supramoleküler Hidrojel

Tamamen aynı temel malzeme olan poli(N-izopropilakrilamid) (PNIPAAm)'den oluşan Janus mikrohidrojellerini, aşırı doymuş bir NIPAAm monomer çözeltisinin faz ayrımı üzerinde açıkça bölümlere ayrılmış bir yapı tabanı ile sentezlemek için bir protokol sunuyoruz. Sentezlenen Janus mikrohidrojelleri, anizotropik termo-duyarlılık ve organofilik/hidrofilik yükleme kabiliyeti gibi benzersiz özellikler gösterir.

Poli Sentezi (<em&gt; K</em&gt; -isopropylacrylamide) Yönbağımlı Termo yanıt ve organofilik / Hidrofilik Yükleme Kapasitesi için Janus Microhydrogels

Hücre ve ilaç iletimi için cihazlar olarak RGD ile işlevselleştirilmiş hidrojellerin sentezi için bir protokol sunuyoruz. Prosedür, alkin ile modifiye edilmiş poliakrilik asit (PAA) ile bir RGD-azid türevi arasında bakır katalizli alkin-azid siklo ilavesini (CuAAC) içerir. Hidrojeller, mikrodalga destekli polikondensasyon kullanılarak oluşturulur ve fizikokimyasal özellikleri araştırılır.

Tedavi Uygulamaları için bir alet olarak RGD-fonksiyonelleştirilmiş Hidrojeller Sentezi

İletişim kuralları hydrazone toplu ölçek, microscale ve Nano, ikincisi jel nano tanecikleri ve nanofibers hazırlanması için polimer reaksiyonlar, cross-linking göre parçalanabilir thermoresponsive hydrogels imalatı için açıklanmıştır.

Parçalanabilir Thermoresponsive Hydrogels birden fazla uzunluğu ölçeklerde yolu ile reaktif ekstrüzyon, havacilik, kendinden montajlı imalatı ve Electrospinning

Bu el yazması, kimyasal reaksiyona girmeden sıcaklık ile indüklenen bir emülsiyonla manyetik ve termal duyarlı mikrojellerin hazırlanmasını açıklamaktadır. Bu hassas mikrogeller poli ( N- izopropilakrilamid) (PNIPAAm), polietilenimin (PEI) ve manyetik ve termal olarak tetiklenen uyuşturucu salınımında potansiyel kullanım için Fe3O4 -NH2 nanopartikülleri karıştırılarak sentezlenmiştir.

Manyetik ve Termal Duyarlı Poli (<em&gt; K</em&gt; -izopropilakrilamid) Esaslı Manyetik Tetiklemeli Kontrollü Salınım İçin Mikrojeller

UV-crosslinkable hydrogels işlemek için bir katkı üretim stratejisi geliştirmiştir. Bu strateji microfabricated hidrojel yapıları katman katman Meclisi hem de, bağımsız bileşenler Meclisi tümleşik aygıtlar için manyetik çalıştırma duyarlı hareket bileşenleri içeren verimli sağlar.

Teknik hidrojel tabanlı Micromachines manyetik olarak duyarlı bileşenleri ile Facile ve hızlı üretim için üretim bir katkı

Bu protokol enjekte edilebilir, supramoleküler polimer-nanopartikül (PNP) hidrojel biyomalzemelerin sentezini ve formülasyonlarını açıklar. Bu malzemelerin ilaç dağıtımı, biyofarmasötik stabilizasyon ve hücre kapsülleme ve teslimi için uygulamaları gösterilmiştir.

Hücre ve İlaç Dağıtım Uygulamaları için Enjekte Edilebilir Supramoleküler Polimer-Nanopartikül Hidrojelleri

Nanojeller, biyolojik maddelerin verilmesi için mükemmel ve çok yönlü bir nanoparçacık platformudur. Protein bazlı yükleri kapsülleyebilen uyaranlara duyarlı poli (etilen) glikol bazlı polimerik nano jeller, sulu koşullarda tek aşamalı çapraz bağlama ko-nanopolimerizasyon stratejisi kullanılarak sentezlendi. Bu yeni nanopartiküllerin optimal üretimi ve karakterizasyonu burada sunulmaktadır.

Sulu Tek Adımlı Çapraz Bağlama ve Ko-nanopolimerizasyon Kullanılarak Uyaranlara Duyarlı Nanojellerin Sentezi

Protokol, ilaç taşıyıcı tasarımı için bir mikroakışkan cihaz kullanılarak farklı metal iyonları ile çapraz bağlanmış sodyum aljinat mikrokürelerinin hazırlanmasını açıklar. Bu mikrokürelerin antimikrobiyal özellikleri ve yavaş ilaç salınımı da araştırıldı.

Mikroakışkan Elektrosprey Teknolojisi Kullanılarak Farklı Metal İyonları ile Çapraz Bağlı Sodyum Aljinat Mikroküreciklerinin Hazırlanması

Öğrenin, manyetik alan-duyarlı jelatin mikrojel hibritleriyle kontrollü ilaç salınımı için basit bir üretim yöntemi. Bu biyobozunur sistem, dış manyetik uyaranlara yanıt vererek hedefe yönelik tedavi uygulamalarına olanak tanır.

Kontrollü İlaç Release için Manyetik Alan-Duyarlı Hibrid Jelatin mikroj Alternatif

Daha fazla video keşfet