Name: manufacture and drug delivery applications of silk nanoparticles
Uploaded: 2016-10-08T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Manufacture and Drug Delivery Applications of Silk Nanoparticles at JoVE.com

This research was supported by a Marie Curie FP7 Career Integration Grant 334134 within the seventh European Union Framework Program.

1. Получение обратной инженерии шелкового решение от тутовый шелкопряд Коконы Примечание: Данная методика основана на протоколах , описанных в других 12,27. <ol><li> Отрежьте 5 г сухих коконов с ножницами на 5 мм х 5 мм штук. Удалите все загрязненные слои. </li><li> Взвешивают 4,24 г ка?...

<ol>
	<li>Haley, B., Frenkel, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticles+for+drug+delivery+in+cancer+treatment.">Nanoparticles for drug delivery in cancer treatment.</a> Urol. Oncol. 26 (1), 57-64 (2008).</li><li>Sun, T., Zhang, Y. S., Pang, B., Hyun, D. C., Yang, M., Xia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+nanoparticles+for+drug+delivery+in+cancer+therapy.">Engineered nanoparticles for drug delivery in cancer therapy.</a> Angew. Chem. Int. Ed. 53 (46), 12320-12364 (2014).</li><li>Davis, M. E., Chen, Z. G., Shin, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nanoparticle+therapeutics:+an+emerging+treatment+modality+for+cancer.">Nanoparticle therapeutics: an emerging treatment modality for cancer.</a> Nat. Rev. Drug Discov. 7 (9), 771-782 (2008).</li><li>Sheridan, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proof+of+concept+for+next-generation+nanoparticle+drugs+in+humans.">Proof of concept for next-generation nanoparticle drugs in humans.</a> Nature Biotechnol. 30 (6), 471-473 (2012).</li><li>Matsumura, Y., Hitoshi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+New+Concept+for+Macromolecular+Therapeutics+in+Cancer+Chemotherapy:+Mechanism+of+Tumoritropic+Accumulation+of+Proteins+and+the+Antitumor+Agent+Smancs.">A New Concept for Macromolecular Therapeutics in Cancer Chemotherapy: Mechanism of Tumoritropic Accumulation of Proteins and the Antitumor Agent Smancs.</a> Cancer Res. 46, 6387 (1986).</li><li>De Duve, C., De Barsy, T., Poole, B., Trouet, A., Tulkens, P., Van Hoof, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lysosomotropic+agents.">Lysosomotropic agents.</a> Biochem. Pharmacol. 23 (18), 2495-2531 (1974).</li><li>Duncan, R., Richardson, S. C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocytosis+and+intracellular+trafficking+as+gateways+for+nanomedicine+delivery:+opportunities+and+challenges.">Endocytosis and intracellular trafficking as gateways for nanomedicine delivery: opportunities and challenges.</a> Mol. Pharm. 9 (9), 2380-2402 (2012).</li><li>Vishakha, K., Kishor, B., Sudha, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+Polymers+-+A+Comprehensive+Review.">Natural Polymers - A Comprehensive Review.</a> Int. J. Pharm. Biomed. Res. 3 (4), 1597-1613 (2012).</li><li>Pritchard, E. M., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+fibroin+biomaterials+for+controlled+release+drug+delivery.">Silk fibroin biomaterials for controlled release drug delivery.</a> Expert. Opin. Drug Del. 8 (6), 797-811 (2011).</li><li>Thurber, A. E., Omenetto, F. G., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+bioresponses+to+silk+proteins.">In vivo bioresponses to silk proteins.</a> Biomaterials. 71, 145-157 (2015).</li><li>Pritchard, E. M., Dennis, P. B., Omenetto, F., Naik, R. R., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+and+chemical+aspects+of+stabilization+of+compounds+in+silk.">Physical and chemical aspects of stabilization of compounds in silk.</a> Biopolymers. 97 (6), 479-498 (2012).</li><li>Seib, F. P., Pritchard, E. M., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-Assembling+Doxorubicin+Silk+Hydrogels+for+the+Focal+Treatment+of+Primary+Breast.">Self-Assembling Doxorubicin Silk Hydrogels for the Focal Treatment of Primary Breast.</a> Adv. Funct. Mater. 23 (1), 58-65 (2013).</li><li>Seib, F. P., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Doxorubicin-loaded+silk+films:+drug-silk+interactions+and+in+vivo+performance+in+human+orthotopic+breast+cancer.">Doxorubicin-loaded silk films: drug-silk interactions and in vivo performance in human orthotopic breast cancer.</a> Biomaterials. 33 (33), 8442-8450 (2012).</li><li>Seib, F. P., Coburn, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Focal+therapy+of+neuroblastoma+using+silk+films+to+deliver+kinase+and+chemotherapeutic+agents+in+vivo.">Focal therapy of neuroblastoma using silk films to deliver kinase and chemotherapeutic agents in vivo.</a> Acta. Biomater. 20, 32-38 (2015).</li><li>Coburn, J. M., Na, E., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulation+of+vincristine+and+doxorubicin+binding+and+release+from+silk+films.">Modulation of vincristine and doxorubicin binding and release from silk films.</a> J. Control. Release. 220, 229-238 (2015).</li><li>Seib, F. P., Jones, G. T., Rnjak-Kovacina, J., Lin, Y., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=pH-dependent+anticancer+drug+release+from+silk+nanoparticles.">pH-dependent anticancer drug release from silk nanoparticles.</a> Adv. Healthc. Mater. 2 (12), 1606-1611 (2013).</li><li>Wongpinyochit, T., Uhlmann, P., Urquhart, A. J., Seib, F. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PEGylated+Silk+Nanoparticles+for+Anticancer+Drug+Delivery.">PEGylated Silk Nanoparticles for Anticancer Drug Delivery.</a> Biomacromolecules. 16 (11), 3712-3722 (2015).</li><li>Seib, F. P., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+for+Drug+Delivery+Applications:+Opportunities+and+Challenges.">Silk for Drug Delivery Applications: Opportunities and Challenges.</a> Isr. J. Chem. 53 (9-10), 1-12 (2013).</li><li>Yucel, T., Lovett, M. L., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk-based+biomaterials+for+sustained+drug+delivery.">Silk-based biomaterials for sustained drug delivery.</a> J. Control. Release. 190, 381-397 (2014).</li><li>Wang, X., Yucel, T., Lu, Q., Hu, X., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+nanospheres+and+microspheres+from+silk/pva+blend+films+for+drug+delivery.">Silk nanospheres and microspheres from silk/pva blend films for drug delivery.</a> Biomaterials. 31 (6), 1025-1035 (2010).</li><li>Qu, J., Wang, L., Hu, Y., You, R., Li, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+Silk+Fibroin+Microspheres+and+Its+Cytocompatibility.">Preparation of Silk Fibroin Microspheres and Its Cytocompatibility.</a> J. Biomater. Nanobiotechnol. 4, 84-90 (2013).</li><li>Lammel, A., Hu, X., Park, S., Kaplan, D., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlling+silk+fibroin+particle+features+for+drug+delivery.">Controlling silk fibroin particle features for drug delivery.</a> Biomaterials. 31 (16), 4583-4591 (2010).</li><li>Gupta, V., Aseh, A., R&#236;os, C. N., Aggarwal, B. B., Mathur, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+and+characterization+of+silk+fibroin-derived+curcumin+nanoparticles+for+cancer+therapy.">Fabrication and characterization of silk fibroin-derived curcumin nanoparticles for cancer therapy.</a> Int. J. Nanomedicine. 4, 115-122 (2009).</li><li>Zhao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Generation+of+silk+fibroin+nanoparticles+via+solution-enhanced+dispersion+by+supercritical+CO2.">Generation of silk fibroin nanoparticles via solution-enhanced dispersion by supercritical CO2.</a> Ind. Eng. Chem. Res. 52 (10), 3752-3761 (2013).</li><li>Tudora, M., Zaharia, C., Stancu, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Natural+silk+Fibroin+micro-and+nanoparticles+with+potential+uses+in+drug+delivery+systems.">Natural silk Fibroin micro-and nanoparticles with potential uses in drug delivery systems.</a> U.P.B. Sci. Bull., Series B. 75 (1), 43-52 (2013).</li><li>Zhao, Z., Li, Y., Xie, M. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silk+Fibroin-Based+Nanoparticles+for+Drug+Delivery.">Silk Fibroin-Based Nanoparticles for Drug Delivery.</a> Int. J. Mol. Sci. 16 (3), 4880-4903 (2015).</li><li>Rockwood, D., Preda, R., Y&#252;cel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Materials+fabrication+from+Bombyx+mori+silk+fibroin.">Materials fabrication from Bombyx mori silk fibroin.</a> Nat. Protoc. 6 (10), 1-43 (2011).</li><li>Seib, F. P., M&#252;ller, K., Franke, M., Grimmer, M., Bornh&#228;user, M., Werner, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Engineered+extracellular+matrices+modulate+the+expression+profile+and+feeder+properties+of+bone+marrow-derived+human+multipotent+mesenchymal+stromal+cells.">Engineered extracellular matrices modulate the expression profile and feeder properties of bone marrow-derived human multipotent mesenchymal stromal cells.</a> Tissue. Eng. Part A. 15 (10), 3161-3171 (2009).</li><li>Lai, P., Daear, W., L&#246;benberg, R., Prenner, E. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+the+preparation+of+organic+polymeric+nanoparticles+for+drug+delivery+based+on+gelatine,+chitosan,+poly(d,l-lactide-co-glycolic+acid)+and+polyalkylcyanoacrylate.">Overview of the preparation of organic polymeric nanoparticles for drug delivery based on gelatine, chitosan, poly(d,l-lactide-co-glycolic acid) and polyalkylcyanoacrylate.</a> Colloids Surf., B, Biointerfaces. 118, 154-163 (2014).</li><li>Subia, B., Kundu, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+loading+and+release+on+tumor+cells+using+silk+fibroin-albumin+nanoparticles+as+carriers.">Drug loading and release on tumor cells using silk fibroin-albumin nanoparticles as carriers.</a> Nanotechnology. 24 (3), 035103 (2013).</li><li>Zhang, Y. Q., Shen, W. D., Xiang, R. L., Zhuge, L. J., Gao, W. J., Wang, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+silk+fibroin+nanoparticles+in+water-miscible+organic+solvent+and+their+characterization.">Formation of silk fibroin nanoparticles in water-miscible organic solvent and their characterization.</a> J. Nanopart. Res. 9 (5), 885-900 (2006).</li><li>Jin, H. J., Kaplan, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+silk+processing+in+insects+and+spiders.">Mechanism of silk processing in insects and spiders.</a> Nature. 424 (6952), 1057-1061 (2003).</li><li>Yhr Bae, ., Park, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+drug+delivery+to+tumors:+myths,+reality+and+possibility.">Targeted drug delivery to tumors: myths, reality and possibility.</a> J. Control. Release. 153 (3), 198-205 (2011).</li><li>Lammel, A., Schwab, M., Hofer, M., Winter, G., Scheibel, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+spider+silk+particles+as+drug+delivery+vehicles.">Recombinant spider silk particles as drug delivery vehicles.</a> Biomaterials. 32 (8), 2233-2240 (2011).</li><li>Holliday, D. L., Speirs, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Choosing+the+right+cell+line+for+breast+cancer+research.">Choosing the right cell line for breast cancer research.</a> Breast. Cancer. Res. 13, 215 (2011).</li></ol>

Существуют различные методы для получения наночастиц из шелка, в том числе поливинилового спирта смешивания 20, распылительная сушка 21, высаливания 22, капиллярный MicroDot печати 23 сверхкритического СО 2 осадков 24 и nanoprecipitation 16,25 (обзор в ссылке 26)....

Наноразмерные системы доставки лекарственных средств часто используются для контроля высвобождения лекарственного средства и доставлять разнообразный набор терапевтических полезных нагрузок - например, белки, пептиды и малых препаратов молекулярного веса - в клетки-мишени и ткани. Эти терапевтические полезные нагрузки часто включены в различные макромолекулярных носителей лекарственных средств, таких как липосомы, водорастворимые полимеры ( в том числе и дендримеров), а также микро- и наночастицы 1. Наночастицы ( которые, как правило , в диапазоне размеров от 1 нм до 1000 нм) , которые в настоящее время широко исследованы в качестве потенциальных носителей лекарственных средств, в частности , для противораковой доставки лекарственных средств 2. Успешное внедрение Abraxane (120 нм наночастицы размером альбумина на основе загружен с паклитакселом) в повседневную клиническую практику 3 стало катализатором поле, так что многие другие наночастицы для доставки лекарственных средств в настоящее время вступают клинические испытания 4. Солидные опухоли обычно показывают плохое лимфатический дренаж и имеют протекающие кровеносные сосуды, что означает, что пanoparticles до 200 нм будет пассивно направлены на этих опухолей после внутривенного введения. Это пассивное явление называется нацеливание Улучшенную проницаемость и удерживающую способность (ЭПР) и был впервые описан в 1986 году 5. ЭПР эффект может привести к 50- до 100-кратного увеличения концентрации препарата в опухоли микроокружения для данной дозы препарата при полезная нагрузка препарат поставляется с использованием макромолекулярную подход носителя лекарственного средства, а не свободное лекарственное средство без носителя. Лекарственное наночастицы загруженным , предназначенные для противораковой доставки лекарственного средства должны достичь микросреды опухоли и часто должны ввести определенный внутриклеточный отделение, как правило , путем эндоцитоза поглощения, для лекарственного средства для достижения ее желаемого терапевтического эффекта 3. Наночастицы, предназначенные для внутриклеточной доставки лекарственного вещества используют эндоцитоз в качестве шлюза в клетку, а также пути преодоления механизмов лекарственной устойчивости. Высвобождение лекарственного средства из наночастиц часто специально разработан для оCCur в лизосомах (т.е. лизосомотропный доставки лекарственного средства) 6 , где рН отзывчивость носителя наночастицами (лизосомальная рН примерно 4,5) может служить триггером для высвобождения лекарственного средства или лизосомальных ферментов, выделяющих полезную нагрузку от носителя 7. Много различных классов материалов , могут быть использованы для создания наночастиц (например, металлов и целого ряда органических и неорганических материалов). Тем не менее, биополимеры появляются как привлекательные материалы из - за их известной биосовместимости, биоразлагаемости и низкой токсичностью 8. Многие биополимеры в настоящее время изучаются, в том числе альбумин, альгинат, хитозан и шелка. Из них, шелк стала перспективным претендентом на развитие в системах доставки лекарственных средств 9. Шелка различных типов производятся несколькими членистоногих, включая пауков (например, Nephila clavipes) и шелкопрядов (например, тутовый шелкопряд). Шелкопряд шелк используется гораздо больше EXTENключительно, чем шелка паука, потому что шелкопряд полностью одомашнены и, таким образом, его шелк представляет собой воспроизводимое исходный материал. Шелкопряд шелк является Пищевых продуктов и медикаментов (FDA) одобрило материал для использования человеком, в частности, в качестве шовного материала; он имеет надежную показатели безопасности в организме человека и , как известно, разлагаются в естественных условиях 10. Профиль деградации из шелка может быть доработаны в диапазоне от нескольких часов (низкий кристаллический шелк) до 12 месяцев или более (высокий кристаллический шелк). Шелковые продукты разложения являются нетоксичными и метаболизируются в организме 10. Шелк структура придает способность связывать небольшие соединения молекулярной массой и макромолекулярных препаратов 11 белка, что делает его хорошим материалом для контролируемого высвобождения лекарственного средства. Белковые препараты (например, антитела) , чувствительны к денатурации, агрегации, протеолитическое расщепление и клиренса иммунной системы. Тем не менее, шелк стабилизирует терапевтические протеины из-за буферной способности его нанокристаллической регионов и его способность адаптировать содержание воды на наноуровне 11. Эти уникальные особенности обеспечивают физическую защиту и уменьшить полезную нагрузку мобильности 11 и , как правило , не видели с другими (био) полимеров. Многие системы доставки противоракового лекарственного средства, например шелка на основе гидрогелей 12, пленки 13-15 и наночастиц 16,17, в настоящее время разработаны , чтобы использовать эти функции (обзор в ссылках 18,19) Здесь наночастицы шелка были охарактеризованы путем определения их размера и заряда в течение длительного периода времени. Доксорубицин, клинически значимый противораковое лекарственное средство, использовали в качестве модельного лекарственного средства для загрузки лекарственного средства и цитотоксичности исследований в тройном отрицательных клеток рака молочной железы человека, обработанных наночастиц шелковых наркотиков загруженным.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="859">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Acetone</td>
			<td style="width:235px;">VWR International, Radnor, PA, USA</td>
			<td style="width:119px;">20066.33</td>
			<td style="width:291px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Automated Critical Point Dryer</td>
			<td style="width:235px;">Leica Microsystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td style="width:119px;">EM CPD300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Balancing&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland</td>
			<td style="width:119px;">NewClassic MS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Black polystyrene microplate , 96 well</td>
			<td style="width:235px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:119px;">3991</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Capillary cell (DTS 1070)</td>
			<td style="width:235px;">Malvern Instrument, Worcestershire, UK</td>
			<td style="width:119px;">DTS107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Carbon adhesive disc</td>
			<td style="width:235px;">Agar Scientific, Essex, UK</td>
			<td style="width:119px;">G3347N</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Hermle Labortechnik, Wehingen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Z323K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Beckman Coulter, Brea, CA, USA</td>
			<td style="width:119px;">Avanti J-E, Rotor: J20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="80">
			<td height="80" style="height:80px;width:216px;">Centrifuge&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Beckman Coulter, Brea, CA, USA</td>
			<td style="width:119px;">Optima L-70K, Rotor: 50.2 Ti, Adaptor 303392</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Coater, low vacuum</td>
			<td style="width:235px;">Leica Microsystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td style="width:119px;">EM ACE200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Cuvettes, polystyrene, disposable</td>
			<td style="width:235px;">Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">FB55147</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Doxorubixin&#160;</td>
			<td style="width:235px;">LC Laboratories, Boston, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">D4000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Electronic pipetting, Easypet&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Eppendorf, Hamburg, Germany</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">FE-SEM</td>
			<td style="width:235px;">Hitachi High-Technologies, Krefeld, Germany</td>
			<td style="width:119px;">SU6600</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Fetal Bovine Serum</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">16000-044</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Freeze dryer</td>
			<td style="width:235px;">Martin Christ, Osterode, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Epsilon 2-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Heat inactivated Bombyx mori silk cocoons</td>
			<td style="width:235px;">Tajima Shoji, Kanagawa, Japan</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Hotplate with Stirrer</td>
			<td style="width:235px;">Bibby Scientific, Stanffordshire, UK</td>
			<td style="width:119px;">US 152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Incubator</td>
			<td style="width:235px;">Memmert, Schwabach, Germany</td>
			<td style="width:119px;">INB 200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Insulin, human recombinant, zinc solution</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">12585-014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Lithium bromide</td>
			<td style="width:235px;">Acros Organics, Geel, Belgium</td>
			<td style="width:119px;">AC199870025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">MDA-MB-231</td>
			<td style="width:235px;">ATCC, Manassas, VA, U.S.A</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Micropipette and tips</td>
			<td style="width:235px;">Eppendorf, Hamburg, Germany</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Microplate Reader</td>
			<td style="width:235px;">Molecular devices, Sunnyvale, CA, USA</td>
			<td style="width:119px;">SpectraMax M5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Oak Ridge High-Speed Centrifuge Tubes, 50 ml</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Open-Top Thickwall Polycarbonate tube, 4 ml</td>
			<td style="width:235px;">Beckman Coulter, Brea, CA, USA</td>
			<td style="width:119px;">355645</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Penicilin/streptomycin&#160;</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">15140-122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">RPMI medium</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">11875-093</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Serological pipettes, 5 ml</td>
			<td style="width:235px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Silicon wafers</td>
			<td style="width:235px;">Agar Scientific, Essex, UK</td>
			<td style="width:119px;">G3391</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:216px;">Slide-A-Lyzer Dialysis cassettes, 3.5K MWCO, 15 ml</td>
			<td style="width:235px;">Thermo Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">87724</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Sodium carbonate anhydrous</td>
			<td style="width:235px;">Fisher Scientific, Waltham, MA, USA</td>
			<td style="width:119px;">S/2840/62</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Specimen stubs for SEM</td>
			<td style="width:235px;">Agar Scientific, Essex, UK</td>
			<td style="width:119px;">G301</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Ultrasonic homogenizer</td>
			<td style="width:235px;">Bandelin, Berlin, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Sonoplus HD 2070</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">UV transparent microplate, 96 well</td>
			<td style="width:235px;">Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA</td>
			<td style="width:119px;">3635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Vortex</td>
			<td style="width:235px;">IKA, Staufen, Germany</td>
			<td style="width:119px;">Genius 3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Zetasizer</td>
			<td style="width:235px;">Malvern Instrument, Worcestershire, UK</td>
			<td style="width:119px;">Nano ZS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td colspan="2" height="20" style="height:20px;">Zetasizer Software version 7.11</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>DLS software</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Micro Modulyo</td>
			<td style="width:235px;">&#160;Thermo Fisher</td>
			<td style="width:119px;">230</td>
			<td>Freeze drying system&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

manufacture and drug delivery applications of silk nanoparticles

Шелк является перспективным биополимер для биомедицинских и фармацевтических применений из-за его выдающиеся механические свойства, биосовместимость и биодеградация, а также его способность защищать и впоследствии освободить свою полезную нагрузку в ответ на спусковой крючок. В то время как шелк может быть приготовлена ​​в различных форматах материалов, наночастицы шелка появляются в качестве перспективных систем доставки лекарств. Поэтому в данной статье рассматриваются процедуры обратного инженерного коконов с получением регенерированного шелкового раствора, который можно использовать для создания стабильных наночастиц шелка. Эти наночастицы характеризуются впоследствии, наполненные лекарством, и исследовали в качестве потенциальной системы противоопухолевый доставки лекарственного средства. Вкратце, шелковые коконы обратной инженерии сначала дегуммирования коконов, а затем шелковой растворения и очистки, с получением водного раствора, шелка. Затем регенерированный шелк раствор подвергают nanoprecipitation с получением наночастиц шелка - это простой, но мощный методчто создает однородные наночастицы. Шелковые наночастицы характеризуются в соответствии с их размером, зета-потенциал, морфологии и стабильности в водной среде, а также их способность запутать полезной нагрузки химиотерапевтического и убить клетки рака молочной железы человека. В целом, описанная методика дает однородные наночастицы шелка, которые могут быть легко разведанные для множества приложений, в том числе их использование в качестве потенциального наномедицины.

Данные были статистически проанализированы , как описано ранее 17. Т-тест Стьюдента используется для пар проб и один дисперсионный анализ (ANOVA) с последующим многоуровневым сравнением Бонферрони постфактум тест для нескольких образцов. Звездочка обозначает стат...

Watch this Scientific Journal Video about Manufacture and Drug Delivery Applications of Silk Nanoparticles at JoVE.com

Manufacture and Drug Delivery Applications of Silk Nanoparticles

Наночастицы появляются в качестве перспективных систем доставки лекарственных средств для широкого спектра показаний. Здесь мы опишем простой , но мощный способ изготовления наночастиц из шелка с использованием обратной инженерии тутовый шелкопряд шелк. Эти шелковые наночастицы могут быть легко загружены с терапевтическим полезной нагрузки, а затем исследовали для применения доставки лекарств.

Производство и поставка снадобья Применение шелкового наночастицами

Silk is a promising biopolymer for biomedical and pharmaceutical applications due to its outstanding mechanical properties, biocompatibility and ...

The overall goal of this procedure is to manufacture silk nanoparticles from a reverse-engineered aqueous silk solution, and subsequently use these silk nanoparticles for drug-delivery applications. So this method utilized nano-precipitation to generate silk-based particle, which can be used for a broad range of applications, such as drug delivery. The main advantage of this technique is simplicity and reproducibility to deliver uniform silk nanoparticles that are stable, and of a narrow-side distribution.To begin this procedure, bring two liters of distilled water to a boil. Then, carefully add 4.24 grams of sodium carbonate. Next, use scissors to cut five grams of dried cocoons into five-millimeter-by-five-millimeter pieces.Add the cocoon pieces to the sodium carbonate solution, and boil for 60 minutes to de-gum the silk fibers, stirring occasionally. Once boiling is complete, removed the de-gummed silk. Wash with one liter of distilled water for 20 minutes, three times.Then, squeeze the washed silk to remove excess liquid, untie the silk by hand, and place it in a fume hood to air dry overnight. After drying is complete, tightly pack five grams of air-dried silk fibers into the bottom of a 50-milliliter beaker. Then, prepare a fresh 9.3-molar solution of lithium bromide.Dissolve the silk in lithium bromide, adding four milliliters of lithium bromide per gram of silk. Cover the beaker with aluminum foil to prevent evaporation. Allow the silk to dissolve for four hours at 60 degrees Celsius, stirring occasionally.After dissolution is complete, wet a dialysis cassette in water for five minutes. Then, transfer 15 milliliters of the silk-lithium bromide solution into the dialysis cassette. Use a needle and syringe to remove any air bubbles.Dialyze against one liter of distilled water. Change the water at one, three, and six hours. Change the beaker with new water the following morning and evening, and one final time on the morning of the third day.After dialysis is complete, collect the silk solution from the cassette and centrifuge at 9, 500 times g for 20 minutes at five degrees Celsius. Recover the supernatant and repeat the centrifugation twice more. Then, remove, dry, and determine the total dry weight and concentration of the silk solution as outlined in the text protocol.Next, add a 5%weight-per-volume silk solution drop-wise to acetone, maintaining the acetone volume-per-volume concentration over 75. Fill the tubes completely to ensure that they do not collapse during centrifugation. Centrifuge the precipitate at 48, 000 times g for two hours at four degrees Celsius.Dislodge the pellet with a spatula and add 20 milliliters of distilled water. Use pipette tips to remove the pellet from the spatula and vortex it for 20 seconds. Then, sonicate the pellet using an ultrasonic probe at 30%amplitude for 30 seconds, two times.After sonication is complete, top up the centrifuge tube to capacity with distilled water. Repeat the centrifugation and resuspension at least two more times. Then, store at four degrees Celsius for future use.Begin by preparing a Doxorubicin solution as outlined in the text protocol. Then, mix two milliliters of a 0.2 micromole-per-milliliter Doxorubicin solution with 200 microliters of silk nanoparticles at 10, 30, or 50 milligrams per milliliter in a two-milliliter tube. Incubate the silk-Doxorubicin suspension at room temperature overnight on a rotating mixer.After drug-loading is complete, centrifuge the suspension at 194, 000 times g for 30 minutes. Wash the Doxorubicin-loaded silk nanoparticles with distilled water and repeat the centrifugation twice. Next, pull the supernatant and note the total volume.Pipette 200 microliters of the supernatant into a black microtiter plate. Using a fluorescence microplate reader, set the excitation wavelength to 485 nanometers and the emission wavelength to 590 nanometers, and record the fluorescence values. After culturing and seeding MDA-MB-231 cells, add freely diffusable Doxorubicin, silk nanoparticles, and silk nanoparticles loaded with Doxorubicin into the respective 96-well plate.Then, add MTT at 72 hours to determine cell viability and the half-maximal inhibitory concentration. Incubate for five hours. After incubation is complete, carefully drain the wells with a pipette.Add 100 microliters of dimethyl sulfoxide to dissolve the formazan. Using an absorbance microplate reader, measure the absorbance at 560 nanometers. Gather this data for three independent experiments.In this procedure, silk nanoparticles are manufactured from Bombyx mori cocoons. Doxorubicin is used as a clinically relevant chemotheraputic model drug for drug loading and in vitro cytotoxicity studies. The representative results for the Doxorubicin encapsulation efficiency for 2, 6, and 10 milligrams of silk nanoparticles can be seen here.The ability of drug-loaded silk nanoparticles to deliver Doxorubicin and subsequently kill cancer cells is assessed in vitro with human breast cancer MDA-MB-231 cells. At equivalent drug doses of 0.1 micrograms, freely diffusable Doxorubicin and Doxorubicin-loaded silk particles cause significant decreases in cell viability. Freely diffusable Doxorubicin shows a greater cytotoxicity than loaded silk nanoparticles due to differences in cell uptake.The quantitative measurements are corroborated by qualitative scanning-electron-microscope imaging. Control cultures show higher cellular density and a predominating mesenchymal phenotype. Similar results are seen in cultures exposed to silk nanoparticles.Cultures exposed to Doxorubicin show a markedly different phenotype, with a broad and spread-out morphology. Exposure to either freely diffusable Doxorubicin or Doxorubicin-loaded silk nanoparticles results in a substantial reduction of cell numbers. So one master delivers engineered silk solution, can be delivered within three days.And a silk nanoparticle can be manufactured within a day. Where attempting this procedure, is it important to remember to use an acetone-resistant centrifuge to insure nanoprecipitation and sample work-up. Furthermore, insure that the centrifuge tube are filled completely so that they don't collapse during the centrifugation.After watching this video, you should have a good understanding of how to manufacture a reverse-engineered silk solution and use this to generate the uniform silk nanoparticle with a narrow-side distribution.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Evaluation of Polymeric Gene Delivery Nanoparticles by Nanoparticle Tracking Analysis and High-throughput Flow Cytometry

Оценка Полимерные доставки генов наночастиц наночастиц Анализ отслеживания и высокой пропускной проточной цитометрии

Non-viral gene delivery using polymeric nanoparticles has emerged as an attractive approach for gene therapy to treat genetic diseases1 and as a ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Строительные леса Self-отчетности для 3-Dimensional культуре клеток

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Models and Methods to Evaluate Transport of Drug Delivery Systems Across Cellular Barriers

Модели и методы для оценки Перевозка системам по наркотикам Доставка по клеточные барьеры

Sub-micrometer carriers (nanocarriers; NCs) enhance efficacy of drugs by improving solubility, stability, circulation time, targeting, and release. ...

Designing Silk-silk Protein Alloy Materials for Biomedical Applications

Проектирование Silk-протеинов шелка и сплавы для биомедицинских применений

Fibrous proteins display different sequences and structures that have been used for various applications in biomedical fields such as biosensors, ...

Drug-induced Sensitization of Adenylyl Cyclase: Assay Streamlining and Miniaturization for Small Molecule and siRNA Screening Applications

Медикаментозная сенсибилизация АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ: Анализ Рационализация и Миниатюризация для малого молекул и миРНК отбора заявок

Sensitization of adenylyl cyclase (AC) signaling has been implicated in a variety of neuropsychiatric and neurologic disorders including substance abuse ...

Biofunctionalized Prussian Blue Nanoparticles for Multimodal Molecular Imaging Applications

Biofunctionalized берлинская лазурь Наночастицы для мультимодальных молекулярной визуализации приложений

Multimodal, molecular imaging allows the visualization of biological processes at cellular, subcellular, and molecular-level resolutions using multiple, ...

Engineered 3D Silk-collagen-based Model of Polarized Neural Tissue

Инженерная 3D Шелковый коллагена на основе модели поляризованного нервной ткани

Despite huge efforts to decipher the anatomy, composition and function of the brain, it remains the least understood organ of the human body. To gain a ...

Solid Lipid Nanoparticles (SLNs) for Intracellular Targeting Applications

Solid Lipid Nanoparticles SLNs for Intracellular Targeting Applications

Твердые липидов Наночастицы (SLNS) для внутриклеточного Ориентация Приложения

Nanoparticle-based delivery vehicles have shown great promise for intracellular targeting applications, providing a mechanism to specifically alter ...

Mesenchymal Stromal Cell Culture and Delivery in Autologous Conditions: A Smart Approach for Orthopedic Applications

Мезенхимальных стромальных Культура клеток и доставки в аутологичных условиях: Интеллектуальный подход для протезных применений

Human Mesenchymal Stromal Cells (hMSCs) are cultured in vitro with different media. Limits on their use in clinical settings, however, mainly depend on ...

Synthesis of Functionalized 10-nm Polymer-coated Gold Particles for Endothelium Targeting and Drug Delivery

Синтез функционализированных 10-Нм полимерным покрытием частиц золота для ориентации эндотелия и доставки лекарств

Gold nanoparticles (AuNPs) have been used extensively in medical research due to their size, biocompatibility, and modifiable surface. Specific targeting ...