JoVE Logo
Yazarlar
Bize Ulaşın

Oturum Aç

Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliği gereklidir. Oturum açın veya ücretsiz deneme sürümünü başlatın.

Bu Makalede

  • Özet
  • Özet
  • Giriş
  • Protokol
  • Sonuçlar
  • Tartışmalar
  • Açıklamalar
  • Teşekkürler
  • Malzemeler
  • Referanslar
  • Yeniden Basımlar ve İzinler

Özet

Mevcut protokol, kitosan-genipin mikrojellerinin üretimi için emülsiyon bazlı olmayan bir yöntemi tanımlamaktadır. Bu mikrojellerin boyutu hassas bir şekilde kontrol edilebilir ve pH'a bağlı şişlik gösterebilir, in vivo olarak bozulabilir ve zamanla sürekli bir şekilde salınan terapötik moleküllerle yüklenebilir, bu da onları doku mühendisliği uygulamaları için oldukça alakalı hale getirir.

Özet

Kitosan mikrojelleri, geniş uygulama alanları, düşük maliyetleri ve immünojenisiteleri nedeniyle doku mühendisliğinde önemli bir ilgi görmektedir. Bununla birlikte, kitosan mikrojelleri genellikle toksik ve çevreye zararlı olan organik çözücü durulamaları gerektiren emülsiyon yöntemleri kullanılarak üretilir. Mevcut protokol, organik çözücü durulamalarına ihtiyaç duymadan kitosan-genipin mikrojellerinin üretimi için hızlı, sitotoksik olmayan, emülsiyon bazlı olmayan bir yöntem sunmaktadır. Burada açıklanan mikrojeller hassas boyut kontrolü ile üretilebilir. Biyomoleküllerin sürekli salınımını sergilerler, bu da onları doku mühendisliği, biyomalzemeler ve rejeneratif tıp için oldukça alakalı hale getirir. Kitosan, bir hidrojel ağı oluşturmak için genipin ile çapraz bağlanır, daha sonra mikrojelleri üretmek için bir şırınga filtresinden geçirilir. Mikrojeller bir dizi boyut oluşturmak için filtrelenebilir ve pH'a bağlı şişlik gösterir ve zamanla enzimatik olarak bozulurlar. Bu mikrojeller bir sıçan büyüme plakası yaralanma modelinde kullanılmıştır ve artmış kıkırdak dokusu onarımını teşvik ettiği ve in vivo olarak 28 günde tam bozulma gösterdiği gösterilmiştir. Düşük maliyetleri, yüksek kolaylıkları ve sitouyumlu malzemelerle üretim kolaylığı nedeniyle, bu kitosan mikrojelleri doku mühendisliğinde heyecan verici ve benzersiz bir teknoloji sunmaktadır.

Giriş

Fizik olarak da bilinen büyüme plağı, çocuklarda büyümeye aracılık eden uzun kemiklerin sonunda bulunan kıkırdak yapısıdır. Büyüme plakası yaralanırsa, normal büyümeyi kesintiye uğratan ve büyüme kusurlarına veya açısal deformitelere neden olabilecek "kemikli çubuk" olarak bilinen onarım dokusu oluşabilir. Epidemiyolojik veriler tüm çocukluk çağı iskelet yaralanmalarının %15-30'unun büyüme plağı ile ilişkili olduğunu göstermiştir. Kemikli çubuk oluşumu bu yaralanmaların %30'una kadar meydana gelerek, büyüme plağı yaralanmaları ve bunlara bağlı tedaviler önemli bir klinik bulgu sorunu 1,2,3,4 haline getirmektedir. Kemikli çubuk oluşumu meydana geldiğinde, en yaygın tedavi yolu kemikli çubuğun rezeksiyonunu ve silikon veya yağ dokusu5 gibi ara konumsal bir malzemenin yerleştirilmesini içerir. Bununla birlikte, kemikli çubuk rezeksiyon ameliyatı geçiren hastalar genellikle tam iyileşme için kötü bir prognoza sahiptir, çünkü şu anda yaralı bir büyüme plakası 6,7,8'i tamamen onarabilecek bir tedavi yoktur. Bu eksikliklerin ışığında, hem kemikli bir çubuğun oluşumunu önlemede hem de sağlıklı fizyal kıkırdak dokusunun yenilenmesinde büyüme plağı yaralanmalarının tedavisinde etkili stratejilere kritik bir ihtiyaç vardır.

Hidrojel mikropartikülleri veya mikrojeller, son zamanlarda terapötiklerin sürekli salınımını sağlayabilen enjekte edilebilir iskeleler olarak ilgi kazanmıştır9. Yüksek ayarlanabilirlikleri ve biyouyumlulukları nedeniyle, mikrojeller biyoaktif faktör veya hücre kapsüllemesi için de çok uygundur. Mikrojeller, polietilen glikol (PEG) gibi sentetik polimerlerden, aljinat veya kitosan10,11,12 gibi doğal polimerlere kadar çeşitli malzemelerden yapılabilir. Kitosanın, gram-negatif bakterilerin dış zarını dengesizleştirme kabiliyeti gibi doku mühendisliği için çeşitli yararlı etkilere sahip olduğu gösterilmiştir, böylece doğal antimikrobiyal aktivitesunar 1 3,14. Ek olarak, kitosan uygun maliyetli, hücre etkileşimlidir ve amin içeren yapısı kullanılarak kolayca değiştirilebilir. Kitosan bazlı mikrojeller, bakteriyel enfeksiyonu önlerken doku yenilenmesini teşvik edebilecek ilaç dağıtımı ve materyal sinyalizasyonu için bir biyomateryal stratejisi vaat etmektedir. Bununla birlikte, kitosan mikrojelleri genellikle özel ekipman, emülsiyon teknikleri veya sitotoksik çözücü durulamaları gerektiren çok çeşitli tekniklerle üretilir. Örneğin, bazı çalışmalar emülsiyon bazlı yöntemlerle kitosan mikrojelleri imal etmiştir, ancak bu protokoller solvent durulamaları ve sitotoksik çapraz bağlayıcılar gerektirir ve potansiyel olarak klinik ortamlara çevirilerini reddeder15,16. Diğer çalışmalar, özel ekipman, hazırlık ve eğitim gerektiren kitosan mikrojellerini üretmek için mikroakışkanlar veya elektrosprey yaklaşımları kullanmıştır17,18. Kitosan mikrojelleri ayrıca yaygın olarak kitosan çözeltisine damla çapraz bağlayıcı işlemi ile yapılır; Bununla birlikte, bu yöntem çözelti viskozitesine, polimer konsantrasyonuna ve akış hızına büyük ölçüde bağımlıdır ve mikrojellerin boyutunu ve dispersitesini kontrol etmeyi zorlaştırır19,20. Tersine, burada açıklanan mikrojel üretimi yöntemi, uzman ekipman veya solvent durulama gerektirmez, bu da bu mikrojelleri hemen hemen her laboratuarda veya ortamda üretim için uygun hale getirir. Bu nedenle, bu mikrojeller, birçok uygulama için hızlı, uygun maliyetli ve üretilmesi kolay bir ilaç dağıtım aracı için son derece alakalı biyomalzemeleri temsil eder.

Bir mikrojelin bileşimini ve malzeme özelliklerini modüle ederek, araştırmacılar hücresel mikro çevre üzerinde hassas kontrol elde edebilir, böylece hücre davranışını malzemeye bağımlı bir şekilde yönlendirebilirler. Mikrojeller kendi başlarına kullanılabilir veya biyoaktif faktörlerin genişletilmiş salınımı veya doğal veya eksojen hücreler için hassas özel sinyalizasyon gibi belirli işlevler kazandırmak için toplu biyomalzeme sistemleriyle birleştirilebilir. Biyomalzemeler ve mikrojeller, büyüme plağı yaralanmaları için çekici tedavi yolları olarak ortaya çıkmıştır. Büyüme plakası yaralanmalarını tedavi etmek için aljinat ve kitosan bazlı biyomateryallerin geliştirilmesine önemli çabalar adanmıştır21,22,23,24,25. Büyüme plağı kemikleşmesinin ve kemik uzamasının dinamik zamansal doğası nedeniyle, kemikli çubuk oluşum mekanizması tam olarak anlaşılamamıştır. Bu nedenle, sıçanlar, tavşanlar ve koyunlar gibi endokondral kemikleşme ve kemikli çubuk oluşumu mekanizmalarını daha iyi aydınlatmak için çeşitli hayvan modelleri geliştirilmiştir26,27,28. Böyle bir model, öngörülebilir ve tekrarlanabilir bir şekilde kemikli bir çubuk üretmek için sıçan tibiasında bir matkap deliği kusuru kullanan ve büyüme plakası 29,30'un her üç bölgesinde de insan yaralanmalarını taklit eden bir sıçan büyüme plakası yaralanma modelidir. Büyüme plakası yaralanmalarını tedavi etmek için çeşitli biyomateryal bazlı stratejiler bu model kullanılarak test edilmiştir. Ek olarak, kitosan mikrojellerinin üretimi için iki farklı yöntem geliştirilmiştir, bu da terapötikleri sürekli bir şekilde serbest bırakan enjekte edilebilir bir biyomateryal sistemi olarak kullanılabilir10,31. Bu mikrojeller bir sıçan fizyal yaralanma modelinde kullanılmıştır veSDF-1a ve TGF-b3'ü serbest bırakırken kıkırdak rejenerasyonunun 31 arttığını göstermiştir. Bu protokolde sağlanan teknikler, daha sonra çok çeşitli doku mühendisliği uygulamalarında kullanılabilecek bu kitosan mikrojellerini üretmek için geliştirilen yöntemleri tanımlamaktadır. Örneğin, son zamanlarda yapılan çalışmalar, kontrollü onkolojik ilaç dağıtım uygulamaları için termo- veya magento-duyarlı kitosan mikrojelleri kullanmıştır32,33.

Protokol

Tüm hayvan prosedürleri Colorado Üniversitesi Denver Kurumsal Hayvan Bakımı ve Kullanımı Komitesi tarafından onaylanmıştır. Bu çalışmada 6 haftalık erkek Sprague-Dawley sıçanları kullanılmıştır. Sıçan büyüme plakası yaralanma modeli, daha önce yayınlanan bir rapor30'un ardından oluşturulmuştur.

1. Kitosan polimerinin hazırlanması

  1. Ticari olarak temin edilebilen kaynaklardan saflaştırılmış ve liyofilize edilmiş düşük moleküler ağırlıklı (LMW) kitosan elde edin (bakınız Malzeme Tablosu).
  2. 1 L'lik bir beherin içine 495 mL çift damıtılmış su (ddH2O) ve bir karıştırma çubuğu ekleyin. 5 g kitosan (Adım 1.1.) ekleyin ve iyice karıştırın.
    NOT: Kitosan, fizyolojik pH'ta sulu bir çözelti içinde sadece az miktarda çözünür, bu nedenle kitosan bu adımda kolayca çözünmez.
  3. Yukarıda hazırlanan kitosan çözeltisine 5 mL buzul asetik asit ekleyin.
  4. Beher, 50 ° C'de tutulan bir su banyosuna yerleştirilmiş beher ile 18 saat boyunca 300 rpm'de kaplanır.
  5. Bir Büchner şişesi ve hunisi kullanarak, kitosan çözeltisini azalan filtre kağıdı boyutlarıyla filtreleyin: 22 μm, 8 μm ve 2,7 μm (bkz.
  6. Filtrelenmiş kitosan çözeltisini selüloz diyaliz tüpüne ekleyin (Malzeme Tablosuna bakınız) ve ddH 2 O'da oda sıcaklığında 4 günboyunca diyalize izin verin, ddH2O'yu her gün değiştirin.
    NOT: Son değişiklik için ultra saf ddH2O su kullanın.
  7. Diyalize kitosan çözeltisini bir beher'e aktarın ve 1 M NaOH kullanarak pH'ı 8.0'a ayarlayın.
  8. Kitosanı santrifüj tüplerine alıkoyun ve oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 4000 x g'de santrifüj yapın.
  9. Süpernatantı bir atık akışına boşaltın ve kitosan'ı ddH 2 O'da2xtekrarlayarak yeniden askıya alın.
  10. Dondurun ve sonra kitosan peletini liyofilize edin.
    1. Her gün, liyofilize ürünü çıkarın ve kütleyi kaydedin.
      NOT: Liyofilize ürünün kütlesi artık değişmediğinde, ürün tamamen kurutulur ve kullanıma hazır olana kadar -20 °C'de saklanabilir.

2. Kitosan hidrojel imalatı

  1. % 6'lık bir kitosan çözeltisi oluşturmak için 10 mL'lik bir Luer-lock şırıngasına 2 mL% 6 asetik asit ve 120 mg saflaştırılmış kitosan (Adım 1) ekleyin.
  2. Luer-lock şırıngasını dişi-dişi Luer-lock konektörü kullanarak başka bir özdeş şırıngaya bağlayın ve çözeltiyi 30 s boyunca veya kitosan asetik asit içinde tamamen çözünene kadar ileri geri karıştırın.
  3. Çapraz bağlamadan önce, kitosan çözeltisine (gerekirse) herhangi bir terapötik veya biyoaktif ajan ekleyin. Bu çalışma için, mikrojellere 200 ng SDF-1a ve TGF-b3 (bakınız Malzeme Tablosu) eklenmiştir.
    NOT: SDF-1a ve TGF-b3, büyüme plakası dokusu rejenerasyonu ile ilgili biyoaktif ajanlardır. SDF-1a, mezenkimal kök hücrelerin defekt bölgesine göçünü teşvik eder ve TGF-b3, bu kök hücrelerin kondrojenik soy31'den farklılaşmasını sağlamak için kondrojenik bir faktör olarak işlev görür.
    NOT: Terapötiği tamamen dahil etmek için kitosanı şırıngalar arasında tekrar karıştırın.
  4. % 100 etanol içinde 100 mM stok çapraz bağlayıcı genipin çözeltisi hazırlayın ( Malzeme Tablosuna bakınız).
  5. Hazırlanan genipin çözeltisinden 100 μL'yi (Adım 2.4.) kitosan içeren şırıngaya ekleyin ve tekrar 30 s boyunca şırıngalar arasında ileri geri karıştırın.
  6. Karışımı şırıngadan 35 mm'lik bir Petri kabına ekstrüzyon yapın, parafin filmle örtün ve nemlendirilmiş bir atmosferde gece boyunca 37 ° C'de inkübe edin.
    NOT: Çözelti koyu maviye dönecek ve kitosan ve genipin arasındaki çapraz bağlanma reaksiyonunun meydana geldiğini ve kitosan mikrojelinin oluşumuna yol açtığını gösterecektir.
  7. Hazırlanan kitosan mikrojelini aşağıdaki adımları izleyerek filtreleyin.
    1. Bir spatula kullanarak hidrojeli yavaşça daha küçük parçalara ayırın.
      NOT: Parçalar, ~ 1-2 cm çapında 10 mL'lik bir şırınganın arkasına aktarılacak kadar küçük olmalıdır.
    2. Temiz bir 10 mL şırınganın arkasına istenen ağ boyutunda bir filtre yerleştirin.
      NOT: Mikrojeller için tipik boyut aralığı 50-200 μm arasındadır.
    3. Kırık jel parçalarını filtreyle donatılmış şırıngaya aktarın ve 6 mL ddH2O ekleyin.
      NOT: Kitosan jeli sulu ortamda önemli ölçüde şişecektir, bu nedenle jel hacminde büyük bir değişiklik beklenir.
    4. Şırıngayı bir Luer-lock konektörü aracılığıyla başka bir temiz 10 mL şırıngaya bağlayın.
    5. Belirtilen maksimum çapa sahip mikrojeller oluşturmak için jel + su karışımını filtreyle şırıngadan geçirin.
      1. İlk filtrelemeden sonra, filtreyi içeren şırınganın arkasını açın ve karışımı bu şırıngaya geri ekstrüde edin.
      2. Şırınganın arkasını değiştirin ve karışımı tekrar filtreden geçirin.
      3. Filtrelemeyi 5-6x veya filtreden çok az direnç olana kadar tekrarlayın.
  8. Filtrelenmiş mikrojelleri durulayın ve saflaştırın.
    1. Filtrelenmiş jel karışımını 50 mL'lik bir konik tüpe aktarın, ddH 2 O ile toplam hacmi20mL'ye çıkarın ve ardından homojen dağılım sağlamak için karışımı vorteksleyin.
    2. Mikrojelleri oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 100 x g'da santrifüj edin ve üst sulu fazı boşaltın.
    3. Mikrojelleri% 70 etanol, girdapta 10 mL'lik bir alanda yeniden askıya alın ve sterilize etmek için 1 saat boyunca UV ışığı altında yerleştirin.
    4. Mikrojelleri oda sıcaklığında 5 dakika boyunca 1.000 x g'de santrifüj edin, etanol atın ve ddH 2 O ile3xdurulayın.

3. İn vitro veya in vivo uygulamalar için mikrojellerin hazırlanması

NOT: Bu çalışmada, büyüme plağı yaralanmalarında kıkırdak rejenerasyonu bir sıçan modelinde incelenmiştir. Ayrıntılar için referans31'e bakın.

  1. Mikrojel peletlerini ddH 2 O'da 1: 1 oranındayeniden askıya alın Mikrojeller, 4 ° C'de ddH2O'da askıya alınmış 1 aya kadar saklanabilir. Bir biyoaktif madde kullanılıyorsa, mikrojeller derhal kullanılmalıdır.
  2. Daha önce yayınlanmış bir rapor30'u takiben hayvandaki yaralanma bölgesini oluşturun.
  3. Yaralanma bölgesini salin ile yıkayın ve hayvanı tedavi edilmeden tutun (kontrol çalışması için) veya sadece kitosan mikrojellerini veya biyoaktif ajanlarla yüklü mikrojelleri enjekte edin (Adım 3.2.).
  4. Hayvandaki yarayı kapatın ve ameliyat sonrası analjezikler30 uygulayın.
  5. Ameliyat sonrası 7. veya 28. günlerde, sıçanı aşırı dozda CO2 ile ötenazi yapın, uzuvları tüketin ve yaralanma bölgesinde doku onarımını değerlendirmek için histoloji yapın31.

Sonuçlar

Kitosan mikrojellerinin başarılı bir şekilde üretilmesi, genipin ve kitosan arasındaki çapraz bağlanma reaksiyonuna dayanır, özellikle kitosan polimer zincirleri üzerindeki aminleri içerir. Diğer mikrojel üretim tekniklerinin aksine, bu yöntem emülsiyonlar veya solvent durulamaları gerektirmez ve ucuz ekipmanlarla hızlı ve kolay bir şekilde gerçekleştirilebilir. Başarılı mikrojel üretimi için ayırt edici bir gösterge, kitosan ve genipin karıştırıldıktan sonra kirli beyazdan koyu maviye f...

Tartışmalar

Mikrojeller, ilaç dağıtımı veya hücrekapsüllemesi 9 gibi çeşitli amaçlar için yüksek düzeyde uygulanabilirlikleri nedeniyle son yıllarda yaygın olarak araştırılmıştır. Mikro ölçekli biyomalzeme yapılarının üretim kolaylığı, araştırmacıların belirli bir boyut ve zaman ölçeğinde hidrojel bazlı stratejiler geliştirmelerine izin verdiği için doku mühendisliğinde önemli bir öneme sahiptir. Bununla birlikte, kitosan mikrojellerinin üretimi için çoğu yönt...

Açıklamalar

Yazarların açıklayacak hiçbir şeyleri yoktur.

Teşekkürler

Bu yayında bildirilen araştırmalar, Ulusal Sağlık Enstitüsü'nün Ulusal Artrit ve Kas-İskelet ve Deri Hastalıkları Enstitüsü tarafından R03AR068087 ve R21AR071585 ödül numaraları altında ve Boettcher Vakfı (# 11219) tarafından MDK'ya desteklenmiştir. CBE, NIH/NCATS Colorado CTSA Hibe Numarası TL1 TR001081 tarafından desteklenmiştir.

Malzemeler

NameCompanyCatalog NumberComments
Acetic acidSigmaAldrichAX0073
BD Luer-Lock SyringeFisher Scientific14-823-16E
Büchner FunnelFisher ScientificFB966F100 mm diameter
Chitosan (low molecular weight)SigmaAldrich44886975-80% deacetylation
Dialysis Membrane TubingFisher Scientific08-670-5C3500 MWCO
EthanolSigmaAldrich493538
GenipinSigmaAldrichG4796
Heracell 150i IncubatorThermoFisher50116047
ParafilmFisher Scientific13-374-12
Recombinant human SDF-1aPeprotech300-28A
Recombinant human TGF-b3Peprotech100-36E
Whatman Filter Paper Grade 540SigmaAldrichZ2415478 mm pore size
Whatman Filter Paper Grade 541SigmaAldrichWHA154105522 mm pore size
Whatman Filter paper Grade 542SigmaAldrichWHA15421852.7 mm pore size
Wire Mesh SieveMcMaster-Carr9317T86No. 100 Mesh

Referanslar

  1. Mizuta, T., Benson, W. M., Foster, B. K., Morris, L. L. Statistical analysis of the incidence of physeal injuries. Journal of Pediatric Orthopaedics. 7 (5), 518-523 (1987).
  2. Mann, D. C., Rajmaira, S. Distribution of physeal and nonphyseal fractures in 2,650 long-bone fractures in children aged 0-16 years. Journal of Pediatric Orthopaedics. 10 (6), 713-716 (1990).
  3. Eid, A. M., Hafez, M. A. Traumatic injuries of the distal femoral physis. Retrospective study on 151 cases. Injury. 33 (3), 251-255 (2002).
  4. Barmada, A., Gaynor, T., Mubarak, S. J. Premature physeal closure following distal tibia physeal fractures: a new radiographic predictor. Journal of Pediatric Orthopaedics. 23 (6), 733-739 (2003).
  5. Shaw, N., et al. Regenerative medicine approaches for the treatment of pediatric physeal injuries. Tissue Engineering Part B: Reviews. 24 (2), 85-97 (2018).
  6. Dabash, S., Prabhakar, G., Potter, E., Thabet, A. M., Abdelgawad, A., Heinrich, S. Management of growth arrest: current practice and future directions. Journal of Clinical Orthopaedics and Trauma. 9, 58-66 (2018).
  7. Williamson, R. V., Staheli, L. T. Partial physeal growth arrest: treatment by bridge resection and fat interposition. Journal of Pediatric Orthopedics. 10 (6), 769-776 (1990).
  8. Escott, B. G., Kelley, S. P. Management of traumatic physeal growth arrest. Orthopaedics and Trauma. 26 (3), 200-211 (2012).
  9. Newsom, J. P., Payne, K. A., Krebs, M. D. Microgels: modular, tunable constructs for tissue regeneration. Acta Biomaterialia. 88, 32-41 (2019).
  10. Riederer, M. S., Requist, B. D., Payne, K. A., Way, J. D., Krebs, M. D. Injectable and microporous scaffold of densely-packed, growth factor-encapsulating chitosan microgels. Carbohydrate Polymers. 152, 792-801 (2016).
  11. Xin, S., Wyman, O. M., Alge, D. L. Assembly of PEG microgels into porous cell-instructive 3D scaffolds via thiol-ene click chemistry. Advanced Healthcare Materials. 7 (11), 1800160 (2018).
  12. Kim, P. -. H., et al. Injectable multifunctional microgel encapsulating outgrowth endothelial cells and growth factors for enhanced neovascularization. Journal of Controlled Release. 187, 1-13 (2014).
  13. Rabea, E. I., Badawy, M. E. -. T., Stevens, C. V., Smagghe, G., Steurbaut, W. Chitosan as antimicrobial agent: applications and mode of action. Biomacromolecules. 4 (6), 1457-1465 (2003).
  14. Sarmento, B., Goycoolea, F. M., Sosnik, A., das Neves, J. Chitosan and chitosan derivatives for biological applications: chemistry and functionalization. International Journal of Carbohydrate Chemistry. 2011, 1 (2011).
  15. Galdioli Pellá, M. C., et al. Chitosan hybrid microgels for oral drug delivery. Carbohydrate Polymers. 239, 116236 (2020).
  16. Echeverria, C., et al. One-pot synthesis of dual-stimuli responsive hybrid PNIPAAm-chitosan microgels. Materials & Design. 86, 745-751 (2015).
  17. Kim, M. Y., Kim, J. Chitosan microgels embedded with catalase nanozyme-loaded mesocellular silica foam for glucose-responsive drug delivery. ACS Biomaterials Science & Engineering. 3 (4), 572-578 (2017).
  18. Mora-Boza, A., et al. Microfluidics generation of chitosan microgels containing glycerylphytate crosslinker for in situ human mesenchymal stem cells encapsulation. Materials Science and Engineering: C. 120, 111716 (2021).
  19. Zhang, H., Mardyani, S., Chan, W. C. W., Kumacheva, E. Design of biocompatible chitosan microgels for targeted pH-mediated intracellular release of cancer therapeutics. Biomacromolecules. 7 (5), 1568-1572 (2006).
  20. Huang, P., et al. Effect of pH on the mechanical, interfacial, and emulsification properties of chitosan microgels. Food Hydrocolloids. 121, 106972 (2021).
  21. Fletcher, N. A., Krebs, M. D. Sustained delivery of anti-VEGF from injectable hydrogel systems provides a prolonged decrease of endothelial cell proliferation and angiogenesis in vitro. RSC Advances. 8 (16), 8999-9005 (2018).
  22. Fletcher, N. A., Babcock, L. R., Murray, E. A., Krebs, M. D. Controlled delivery of antibodies from injectable hydrogels. Materials Science and Engineering: C. 59, 801-806 (2016).
  23. Fletcher, N. A., Von Nieda, E. L., Krebs, M. D. Cell-interactive alginate-chitosan biopolymer systems with tunable mechanics and antibody release rates. Carbohydrate Polymers. 175, 765-772 (2017).
  24. Erickson, C. B., et al. In vivo degradation rate of alginate-chitosan hydrogels influences tissue repair following physeal injury. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials. , 34580 (2020).
  25. Erickson, C. B., et al. Anti-VEGF antibody delivered locally reduces bony bar formation following physeal injury in rats. Journal of Orthopaedic Research. , 24907 (2020).
  26. Lee, M. A., Nissen, T. P., Otsuka, N. Y. Utilization of a murine model to investigate the molecular process of transphyseal bone formation. Journal of Pediatric Orthopaedics. 20 (6), 802-806 (2000).
  27. Planka, L., et al. Nanotechnology and mesenchymal stem cells with chondrocytes in prevention of partial growth plate arrest in pigs. Biomedical Papers. 156 (2), 128-134 (2012).
  28. Yu, Y., et al. Rabbit model of physeal injury for the evaluation of regenerative medicine approaches. Tissue Engineering Part C: Methods. 25 (12), 701-710 (2019).
  29. Xian, C. J., Zhou, F. H., McCarty, R. C., Foster, B. K. Intramembranous ossification mechanism for bone bridge formation at the growth plate cartilage injury site. Journal of Orthopaedic Research. 22 (2), 417-426 (2004).
  30. Erickson, C. B., Shaw, N., Hadley-Miller, N., Riederer, M. S., Krebs, M. D., Payne, K. A. A rat tibial growth plate injury model to characterize repair mechanisms and evaluate growth plate regeneration strategies. Journal of Visualized Experiments. (125), e55571 (2017).
  31. Erickson, C., Stager, M., Riederer, M., Payne, K. A., Krebs, M. Emulsion-free chitosan-genipin microgels for growth plate cartilage regeneration. Journal of Biomaterials Applications. 36 (2), 289-296 (2021).
  32. Yang, D., et al. Microfluidic synthesis of chitosan-coated magnetic alginate microparticles for controlled and sustained drug delivery. International Journal of Biological Macromolecules. 182, 639-647 (2021).
  33. Marsili, L., Dal Bo, M., Berti, F., Toffoli, G. Thermoresponsive chitosan-grafted-poly(N-vinylcaprolactam) microgels via ionotropic gelation for oncological applications. Pharmaceutics. 13 (10), 1654 (2021).
  34. Muzzarelli, R., El Mehtedi, M., Bottegoni, C., Aquili, A., Gigante, A. Genipin-crosslinked chitosan gels and scaffolds for tissue engineering and regeneration of cartilage and bone. Marine Drugs. 13 (12), 7314-7338 (2015).
  35. Muzzarelli, R. A. A. Genipin-crosslinked chitosan hydrogels as biomedical and pharmaceutical aids. Carbohydrate Polymers. 77 (1), 1-9 (2009).
  36. Butler, M. F., Ng, Y. -. F., Pudney, P. D. A. Mechanism and kinetics of the crosslinking reaction between biopolymers containing primary amine groups and genipin. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. 41 (24), 3941-3953 (2003).
  37. Marquez-Curtis, L. A., Janowska-Wieczorek, A. Enhancing the migration ability of mesenchymal stromal cells by targeting the SDF-1/CXCR4 axis. BioMed Research International. 2013, 1-15 (2013).
  38. Tang, Q. O., et al. TGF-β3: A potential biological therapy for enhancing chondrogenesis. Expert Opinion on Biological Therapy. 9 (6), 689-701 (2009).
  39. Hogg, R., Turek, M. L., Kaya, E. The role of particle shape in size analysis and the evaluation of comminution processes. Particulate Science and Technology. 22 (4), 355-366 (2004).
  40. Raval, N., Maheshwari, R., Kalyane, D., Youngren-Ortiz, S. R., Chougule, M. B., Tekade, R. K. Importance of physicochemical characterization of nanoparticles in pharmaceutical product development. Basic Fundamentals of Drug Delivery. , 369-400 (2019).

Yeniden Basımlar ve İzinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi

Izin talebi

Daha Fazla Makale Keşfet

Biyom hendislikSay 182

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Gizlilik

Kullanım Şartları

İlkeler

Bize Ulaşın

KÜTÜPHANEYE TAVSİYE ET

JoVE HABER BÜLTENLERİ

Araştırma

Eğitim

Yazarlar

Kütüphaneciler

JoVE Hakkında

Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır