Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Полимеромы представляют собой самосборные полимерные везикулы, которые образуются в сферических формах, чтобы минимизировать свободную энергию Гибба. В случае доставки препарата полезны более вытянутые структуры. Этот протокол устанавливает методы для создания большего количества стержнеобразных полимеров с удлиненными соотношениями сторон, используя соль для индуцирования осмотического давления и уменьшения объемов внутренних везикул.
Полимеромы представляют собой мембранно-связанные, двухслойные везикулы, созданные из амфифильных блок-сополимеров, которые могут инкапсулировать как гидрофобные, так и гидрофильные полезные нагрузки для применения в доставке лекарств. Несмотря на их перспективность, полимеромы ограничены в применении из-за их сферической формы, которая не легко воспринимается клетками, как показали ученые из твердых наночастиц. В данной статье описан метод на основе соли для увеличения пропорций сферических полимеров на основе поли(этиленгликоля) (ПЭГ). Этот метод может удлинить полимеромы и в конечном итоге контролировать их окончательную форму, добавляя хлорид натрия в послеформационный диализ. Концентрацию соли можно варьировать, как описано в данном способе, исходя из гидрофобности блок-сополимера, используемого в качестве основы для полимеромы и целевой формы. Удлиненные наночастицы могут лучше нацеливаться на эндотелий в кровеносных сосудах большего диаметра, таких как вены, где наблюдается маржинирование. Этот протокол может расширить терапевтическое применение наночастиц за счет использования методов удлинения в тандеме с преимуществами полимеров с двойной нагрузкой и длительной циркуляцией.
Модуляция формы является относительно новым и эффективным способом улучшения доставки лекарств, опосредованных наночастицами. Изменение морфологии не только увеличивает площадь поверхности частиц, что, в свою очередь, обеспечивает большую несуществощесть, но также имеет последствия по всем направлениям для улучшения стабильности, времени циркуляции, биодоступности, молекулярного нацеливания и контролируемого высвобождения1. Полимерсомы, наночастицы фокуса в этом методе, имеют тенденцию термодинамически самособираться в сферическую форму, которая оказалась непрактичной при клеточном поглощении и легче обнаруживается в иммунной системе как инородное тело. Возможность удлинить структуру в выступ или стержень позволит носителю препарата уклоняться от макрофагов, имитируя нативные клетки, и более успешно доставлять к желаемой цели2,3,4,5,6,7. Значительные преимущества полимерсом, включая мембранно-связанную защиту полезных нагрузок, стимулы-реакцию мембраны и двойную инкапсуляцию гидрофильных и гидрофобных препаратов8,9,10,которые делают их сильными кандидатами на доставку лекарств, сохраняются во время модуляции формы.
Существует много различных методов модуляции форм полимером, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Однако большинство из этих методов подразделяются на две категории: изменение осмотического давления на основе растворителей и на основе соли11. Оба подхода направлены на преодоление энергии изгиба, присутствующей после образования полимером в сферической равновесной форме. Вводя осмотический градиент давления, полимеромы могут быть вынуждены изгибаться в вытянутые структуры, несмотря на сильные энергии изгиба11,12.
Метод на основе растворителей исследует изменение формы, вдохновленное работой Кима и ван Хеста13. Они пластифицируют полимеромы в смеси органического растворителя и воды, чтобы улавливать органические растворители в мембране везикул и вытеснять воду из ядра везикулы. В конце концов, внутренний объем частицы настолько низок, что она удлиняется. Хотя этот метод показал многообещающие результаты, ему не хватает практичности. Этот метод требует различных растворителей для каждой отдельной полимерной основы, участвующей в модуляции. Поэтому он не имеет широкого распространения для содействия изменению формы. И наоборот, метод на основе соли является однородным и использует один универсальный драйвер, который может вводить осмотическое давление во многие полимеромы на основе блок-сополимеров.
В этом проекте используется метод на основе соли, введенный L'Amoreaux et al14. Этот протокол включает в себя два раунда диализа. Один из них направлен на очистку и затвердевание полимеров поли(этиленгликоль)-b-поли(молочная кислота) (PEG-PLA) путем удаления органического растворителя, который мог попасть в бислой во время производства, и тот, который способствует изменению формы. На втором этапе диализа вводится раствор NaCl 50 мМ, который создает градиент осмотического давления для изменения формы. Этот метод поддерживается Salva et al., которые отмечают, что гипертонический стресс в растворе приведет к тому, что везикула уменьшитсяна 15. Этот способ основан на ранее опубликованном способе14, рассматривая два различных полимеромы на основе полиэстера и различные градиенты солей от 50-200 мМ NaCl. Полиэфиры используются из-за их биосовместимости и биодеградации. Градиент соли оказывает различное влияние на форму в зависимости от гидрофобности блока сополимерной основы. Его можно использовать для создания пролатов, стержней и стоматоцитов. Этот солевой метод был выбран из-за простоты репликации и экспериментальной универсальности.
1. Сферическое полимеромообразование методом впрыска растворителя
2. Диализ для удаления органического растворителя
3. Диализ против солевых градиентов
4. Форма модулированная полимеромная характеристика
В таблице 2 представлены ожидаемые результаты при выполнении этапа 1 протокола. Обратите внимание, что DMSO используется в качестве растворителя как для PEG-PLA, так и для PEG-PLGA в образовании полимером. Отклонение от этого растворителя возможно, так как другие смешиваемые с водой рас?...
Самосборные системы, как известно, неуправляемы. Их конечные свойства, включая размер, форму и структуру, определяются гидрофобными свойствами выбранного амфифила и выбранной средой растворителя. Амфифильные блок-сополимеры стремятся к сферическим формам, что минимизирует свободную ...
Авторам нечего раскрывать.
Этот проект был частично профинансирован Проектом Национальных институтов здравоохранения No 5P20GM103499-19 в рамках Программы исследовательских проектов, инициированных студентами. Эта работа также была частично поддержана Программой творческого исследования Клемсона. Мы также благодарим Николаса Л'Аморо и Аона Али, которые первоначально работали над созданием этого протокола, опубликовав свою первую статью, процитированную здесь14.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
15*45 vials screw thread w/cap attached | Fisherbrand | 9609104000 | |
Dimethyl Sulfoxide | Fisher Chemical | D128-1 | |
Dimethyl Sulfoxide | BDH | BDH1115-1LP | |
Isoremp stirrers, hotplates, and stirring hotplates | Fisher scientific | CIC00008110V19 | |
LEGATO 130 SYRINGE PUMP | kd Scientific | 788130 | |
PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock Polymer | Polysciences Inc | 24381-1 | note the molecular weights when replicating |
Poly(ethylene glycol) (2000) Methyl ether-block-poly(lactide-co-glycolide) (4500) | Sigma aldrich | 764825-1G | note the molecular weights when replicating |
Single-Use Syringe/BD PrecisionGlide Needle combination, sterile, BD medical | BD medical | BD305620 | Tuberculin |
Sodium Chloride | BDH | BDH9286 | |
Zetasizer Nano ZS | Malvern |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены