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Method Article
この記事では、遅延バースト放出を可能にするために新しいワクチンデリバリープラットフォーム「ポリバブル」を製造するために使用されるプロトコルについて説明します。ポリバブルを形成するためにポリ(乳酸コグリコール酸)やポリカプロラクチンを含むポリエステルを用い、小分子と抗原を貨物として使用した。
新しいリリースプロファイルを可能にしながら、有機溶媒への貨物の暴露を制限することができるワクチンの配達戦略は、世界中の予防接種カバレッジを改善するために重要です。ここでは、ポリバブルと呼ばれる新規注射可能な、紫外線硬化性および遅延バースト放出を可能にするワクチン送達プラットフォームが導入される。貨物は、10%カルボキシメチセルロース系水溶液で形成されたポリエステル系ポリバブルに注入された。本論文には、ポリバブルの球形を維持し、貨物の配置と保持を最適化して、ポリバブル内の貨物の量を最大化するためのプロトコルが含まれています。安全性を確保するため、ポリバブル内の塩素系溶媒含有量を中性子活性化解析を用いて分析した。放出試験は、遅延バースト放出を確認するために、ポリバブル内の貨物として低分子で行われた。さらに、貨物のオンデマンド配信の可能性を示すために、金ナノロッドをポリマーシェル内に混合し、近赤外レーザー活性化を可能にした。
限定的な予防接種の適用範囲は、ワクチン予防可能な疾患によって特に引き起こされる300万人の死亡をもたらす1.不十分な保管および輸送条件は、機能性ワクチンの浪費につながり、したがって、世界的な予防接種の減少に貢献する。さらに、必要なワクチンスケジュールに従わないための不完全なワクチン接種も、特に発展途上国ではワクチンの適用範囲が限られている。ブースターショットを受けるには、推奨期間内に医療従事者への複数回の訪問が必要であり、完全なワクチン接種を伴う人口の割合を制限します。したがって、これらの課題を回避するために、制御されたワクチンの送達のための新しい戦略を開発する必要があります。
ワクチンデリバリー技術の開発に向けた現在の取り組みとしては、エマルジョン系ポリマー系33,44が挙げられる。しかし、貨物は、多くの場合、凝集や変性を引き起こす可能性のある有機溶媒の量が多く、特にタンパク質ベースの貨物55,66の文脈で。我々は、溶媒7にさらされる貨物の量を最小限に抑えながら、潜在的に複数の貨物室を収容することができる新しいワクチンデリバリープラットフォーム「ポリバブル」を開発しました。例えば、当社のポリバブルコアシェルプラットフォームでは、直径0.38mm(SEM)の1つの貨物ポケットが1mmポリバブルの中央に注入されます。この場合、有機溶剤に曝露される貨物の表面積は約0.453mm22となる。球体(貨物庫)内の球体(微粒子)の充填密度を考慮した結果、デポに収まる可能性のある実際の微粒子(直径10μm)は0.17mm3です3。1個の微粒子の体積は5.24x10-8mm3であり、したがって、デポに収まる粒子の微粒子の数は〜3.2x106粒子である。-8 3 6各微粒子に直径0.25μmの20個のカーゴポケット(ダブルエマルジョンの結果)がある場合、有機溶媒に曝露される貨物の表面積は1274mm2である。2したがって、ポリバブル内の貨物庫は、微粒子中の有機溶剤暴露貨物と比較して、有機溶媒にさらされた表面積が約2800倍少なくなります。当社のポリエステルベースのプラットフォームは、有機溶剤にさらされた貨物の量を減らす可能性があり、そうでなければ貨物の集約や不安定性を引き起こす可能性があります。
ポリバブルは、有機相のポリエステルを水溶液に注入して球状の気泡を生じる相分離原理に基づいて形成される。水相の貨物は、ポリバブルの中心に注入することができます。別の貨物室は、ポリマーシェルと異なる貨物を混合することによって、ポリバブル内で達成される可能性があります。この段階でのポリバブルは可鍛性になり、その後、真ん中に貨物を持つ固体ポリバブル構造をもたらすように硬化されます。球状のポリバブルは、ポリバブルの全体的なサイズを最小限に抑えながら、ポリバブル内の貨物容量を増加させるために、他の幾何学的形状よりも選択されました。中央に貨物を持つポリバブルは、遅延バーストリリースを実証するために選択されました。ポリバブルはまた、近赤外(NIR)-感受性(すなわち、熱刺激性有効)剤、すなわち金ナノロッド(AuNR)と組み込まれ、ポリバブルの温度上昇を引き起こす。この効果は、より速い劣化を促進する可能性があり、将来のアプリケーションでキネティクスを制御するために使用される可能性があります。本論文では、ポリバブルを形成し、特徴づけ、ポリバブルからの遅延バースト放出を達成し、ポリバブル内にAuNRを組み込んでNIR活性化を引き起こすアプローチについて述べた。
1. ポリカプロラシロントリアクリル(PCLTA)合成
2. ポリバブルの形成
注:脱イオン(DI)水にポリマーを注入すると、ポリバブルがバイアルの底に移動し、底部が平坦化されます。ポリバブルの平坦化を避けるために、代わりに10%(wt/vol)カルボキシメチルセルロース(CMC)を使用してガラスバイアルを充填してください。
3. ポリバブル径の変調
4. ポリバブル内の貨物をセンタリング
5. 貨物製剤
注:ポリバブル製剤は、小分子、タンパク質、核酸を含む様々な貨物タイプを収容することができます。
6. 貨物の解放
注:小分子や抗原は、貨物タイプとして使用することができます
7. 毒性
8. キットラーによるAuNR合成, S., 他.8.
9. ソリマンによるAuNRsの疎水化化,M.G.,他9
10. ポリバブルのNIR活性化
ポリバブルは、SEMおよびNAAを用いて広範囲に特徴付けられていた。貨物は、バーストリリースの遅延を引き起こすために中央に配置されました。ポリバブルもポリバブル内にAuNRsが存在するため、レーザー活性化に成功しました。
ポリバブルの特徴付け
CMCを使用しない水溶液に注入されたポリバブルは、ガ...
現在の技術と課題
エマルジョンベースのマイクロおよびナノ粒子は、一般的に薬物送達担体として使用されてきました。これらの装置からの貨物の放出動態は広範囲に研究されているが、バースト放出動態の制御は大きな課題であった11.貨物の多様性と機能性は、過剰な水性および有機溶媒への貨物の暴露のためにエマルジョンベースのシステムでも制限さ?...
著者は開示するものは何もありません。
中性子活性化解析(NAA)を支援したTAMUの化学部門の元素分析ラボに所属するブライアン・E・トムリン博士に感謝します。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-Step Ultra Tetramethylbezidine (TMB)-Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Substrate Solution | Thermo scientific | 34028 | |
2-Hydroxy-2-methylpropiophenone | TCI AMERICA | H0991 | |
450 nm Stop Solution for TMB Substrate | Abcam | ab17152 | |
Acryloyl chloride | Sigma Aldrich | A24109-100G | |
Acriflavine | Chem-Impex International | 22916 | |
Anhydrous ethyl ether | Fisher Chemical | E138-500 | |
Anti-HIV1 gp120 antibody conjugated to horseradish peroxidase (HRP) | |||
Bovine serum albumin (BSA) | Fisher BioReagents | BP9700100 | |
BSA-CF488 dye conjugates | Invitrogen | A13100 | |
Bromosalicylic acid | Acros Organics | AC162142500 | |
Carboxymethylcellulose (CMC) | Millipore Sigma | 80502-040 | |
Centrimonium bromide (CTAB) | MP Biomedicals | ICN19400480 | |
Chloroform | Fisher Chemical | C2984 | |
Coating buffer | Abcam | ab210899 | |
Dichloromethane (DCM) | Sigma Aldrich | 270997-1L | |
Diethyl ether | Fisher Chemical | E1384 | |
Dodeacyl Amine | Acros Organics | AC117665000 | |
Doxorubicin hydrochloride | Fisher BioReagents | BP251610 | |
L-ascorbic acid | Acros Organics | A61 100 | |
Legato 100 Syringe Pump | KD Scientific | 14 831 212 | |
mPEG thiol | Laysan Bio | NC0702454 | |
Nonfat dry milk | Andwin Scientific | NC9022655 | |
Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
Phosphate saline buffer | Fisher BioReagents | BP3991 | |
(Poly(caprolactone) | Sigma Aldrich | 440744-250G | |
(Poly(caprolactone) triol | Acros Organics | AC190730250 | |
Poly (lactic-co-glycolic acid) diacrylate | CMTec | 280050 | |
Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
Recombinant HIV1 gp120 + gp41 protein | Abcam | ab49054 | |
Silver nitrate | Acros Organics | S181 25 | |
Sodium borohydride | Fisher Chemical | S678 10 | |
Tetrachloroauric acid | Fisher Chemical | G54 1 | |
Trehalose | Acros Organics | NC9022655 | |
Triethyl amine | Acros Organics | AC157910010 |
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