Name: magnetic and thermal-sensitive poly(n-isopropylacrylamide)-based microgels for magnetically triggered controlled release
Uploaded: 2017-07-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release at JoVE.com

Diese Arbeit wurde finanziell vom Ministerium für Wissenschaft und Technologie von Taiwan (MOST 104-2221-E-131-010, MOST 105-2622-E-131-001-CC2) unterstützt und teilweise unterstützt vom Institut für Atom- und Molekulare Wissenschaften, Academia Sinica

1. Synthese von oberflächenmodifizierten, wasserdispergierbaren magnetischen Nanopartikeln, Fe 3 O 4 und Fe 3 O 4 -NH 2 <ol><li> Zugabe von 14,02 g FeCl 3 , 8,6 g FeCl 2 · 4H 2 O und 250 mL Wasser zu einem 500 ml-Becherglas. </li><li> Verbinden Sie den Rotor und den Regler mit dem mechanischen Rühren. Die Lösung bei 300 U / min für 30 min bei Raumtemperatur (RT) mischen. </li><li> Man gibt 25 ml Ammoniumhydroxid (33%) in die L...

<ol>
	<li>Hennink, W. E., van Nostrum, C. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+crosslinking+methods+to+design+hydrogels.">Novel crosslinking methods to design hydrogels.</a> Adv Drug Deliv Rev. 64, 223-236 (2012).</li><li>Ma, L., Liu, M., Liu, H., Chen, J., Cui, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+cytotoxicity+and+drug+release+properties+of+pH-+and+temperature-sensitive+core-shell+hydrogel+microspheres.">In vitro cytotoxicity and drug release properties of pH- and temperature-sensitive core-shell hydrogel microspheres.</a> Int J Pharm. 385 (1-2), 86-91 (2010).</li><li>Dong, Y., 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=Incorporation+of+Gold+Nanoparticles+Within+Thermoresponsive+Microgel+Particles:+Effect+of+Crosslinking+Density.">Incorporation of Gold Nanoparticles Within Thermoresponsive Microgel Particles: Effect of Crosslinking Density.</a> J Nanosci Nanotechnol. 8 (12), 6283-6289 (2008).</li><li>Sun, G., Zhang, X. Z., Chu, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+the+molecular+weight+of+polyethylene+glycol+(PEG)+on+the+properties+of+chitosan-PEG-poly(N-isopropylacrylamide)+hydrogels.">Effect of the molecular weight of polyethylene glycol (PEG) on the properties of chitosan-PEG-poly(N-isopropylacrylamide) hydrogels.</a> J Mater Sci Mater Med. 19 (8), 2865-2872 (2008).</li><li>Sun, Y. -. M., Yu, C. -. W., Liang, H. -. C., Chen, J. -. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature-Sensitive+Latex+Particles+for+Immobilization+of+&#945;-Amylase.">Temperature-Sensitive Latex Particles for Immobilization of &#945;-Amylase.</a> Journal of Dispersion Science and Technology. 20 (3), 907-920 (1999).</li><li>Chiang, P. R., 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=Thermosensitive+hydrogel+from+oligopeptide-containing+amphiphilic+block+copolymer:+effect+of+peptide+functional+group+on+self-assembly+and+gelation+behavior.">Thermosensitive hydrogel from oligopeptide-containing amphiphilic block copolymer: effect of peptide functional group on self-assembly and gelation behavior.</a> Langmuir. 29 (51), 15981-15991 (2013).</li><li>Okuzaki, H., Kobayashi, K., Yan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermo-Responsive+Nanofiber+Mats.">Thermo-Responsive Nanofiber Mats.</a> Macromolecules. 42 (16), 5916-5918 (2009).</li><li>Singh, N. K., Lee, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+gelling+pH-+and+temperature-sensitive+biodegradable+block+copolymer+hydrogels+for+drug+delivery.">In situ gelling pH- and temperature-sensitive biodegradable block copolymer hydrogels for drug delivery.</a> J Control Release. 193, 214-227 (2014).</li><li>Strehin, I., Nahas, Z., Arora, K., Nguyen, T., Elisseeff, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+versatile+pH+sensitive+chondroitin+sulfate-PEG+tissue+adhesive+and+hydrogel.">A versatile pH sensitive chondroitin sulfate-PEG tissue adhesive and hydrogel.</a> Biomaterials. 31 (10), 2788-2797 (2010).</li><li>Gil, E., Hudson, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-reponsive+polymers+and+their+bioconjugates.">Stimuli-reponsive polymers and their bioconjugates.</a> Prog Polym Sci. 29 (12), 1173-1222 (2004).</li><li>Hubbell, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrogel+systems+for+barriers+and+local+drug+delivery+in+the+control+of+wound+healing.">Hydrogel systems for barriers and local drug delivery in the control of wound healing.</a> J Control Release. 39 (2-3), 305-313 (1996).</li><li>Rapoport, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physical+stimuli-responsive+polymeric+micelles+for+anti-cancer+drug+delivery.">Physical stimuli-responsive polymeric micelles for anti-cancer drug delivery.</a> Prog Polym Sci. 32 (8-9), 962-990 (2007).</li><li>Heskins, M., Guillet, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+Properties+of+Poly(N-isopropylacrylamide).">Solution Properties of Poly(N-isopropylacrylamide).</a> J Polym Sci A Polym Chem. 2 (8-9), 1441-1455 (1968).</li><li>Chuang, C. -. Y., Don, T. -. M., Chiu, W. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+properties+of+chitosan-based+thermo-+and+pH-responsive+nanoparticles+and+application+in+drug+release.">Synthesis and properties of chitosan-based thermo- and pH-responsive nanoparticles and application in drug release.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 47 (11), 2798-2810 (2009).</li><li>Lee, C. -. F., Lin, C. -. C., Chiu, W. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermosensitive+and+control+release+behavior+of+poly+(N-isopropylacrylamide-co-acrylic+acid)+latex+particles.">Thermosensitive and control release behavior of poly (N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) latex particles.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 46 (17), 5734-5741 (2008).</li><li>Lee, C. -. F., Wen, C. -. J., Lin, C. -. L., Chiu, W. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphology+and+temperature+responsiveness-swelling+relationship+of+poly(N-isopropylamide-chitosan)+copolymers+and+their+application+to+drug+release.">Morphology and temperature responsiveness-swelling relationship of poly(N-isopropylamide-chitosan) copolymers and their application to drug release.</a> J Polym Sci A Polym Chem. 42 (12), 3029-3037 (2004).</li><li>Lin, C. L., Chiu, W. Y., Lee, C. F. <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+thermoresponsive+core-shell+copolymer+latex+with+potential+use+in+drug+targeting.">Preparation of thermoresponsive core-shell copolymer latex with potential use in drug targeting.</a> J Colloid Interface Sci. 290 (2), 397-405 (2005).</li><li>Ma, T., 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=A+novel+method+to+in+situ+synthesis+of+magnetic+poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic+acid)+nanogels.">A novel method to in situ synthesis of magnetic poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid) nanogels.</a> Colloid Polym Sci. 294 (8), 1251-1257 (2016).</li><li>Du, G. H., Liu, Z. L., Xia, X., Chu, Q., Zhang, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+and+application+of+Fe3O4/SiO2+nanocomposites.">Characterization and application of Fe3O4/SiO2 nanocomposites.</a> Journal of Sol-Gel Science and Technology. 39 (3), 285-291 (2006).</li><li>Moroz, P., Jones, S. K., Gray, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Magnetically+mediated+hyperthermia:+current+status+and+future+directions.">Magnetically mediated hyperthermia: current status and future directions.</a> International Journal of Hyperthermia. 18 (4), 267-284 (2002).</li><li>Silva-Buzanello, R. A., 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=Validation+of+an+Ultraviolet-visible+(UV-Vis)+technique+for+the+quantitative+determination+of+curcumin+in+poly(l-lactic+acid)+nanoparticles.">Validation of an Ultraviolet-visible (UV-Vis) technique for the quantitative determination of curcumin in poly(l-lactic acid) nanoparticles.</a> Food Chemistry. 172, 99-104 (2015).</li><li>Kim, H. J., Jang, Y. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+analysis+of+curcumin+in+turmeric+by+DART-MS.">Direct analysis of curcumin in turmeric by DART-MS.</a> Phytochemical Analysis. 20 (5), 372-377 (2009).</li><li>Horowitz, H. H., Metzger, G. <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+analysis+of+thermogravimetric+traces.">A new analysis of thermogravimetric traces.</a> Analytical Chemistry. 35 (10), 1464-1468 (1963).</li><li>Smith, B. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Fourier transform infrared spectroscopy. , (1996).</li><li>Williams, D. B., Carter, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Transmission Electron Microscopy: A Textbook for Materials Science. , 3-17 (1996).</li><li>Xie, Y., Sougrat, R., Nunes, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synthesis+and+characterization+of+polystyrene+coated+iron+oxide+nanoparticles+and+asymmetric+assemblies+by+phase+inversion.">Synthesis and characterization of polystyrene coated iron oxide nanoparticles and asymmetric assemblies by phase inversion.</a> Journal of Applied Polymer Science. 132 (5), (2015).</li></ol>

Die wichtigsten Schritte der Präparation sind im Protokollabschnitt 2 für die Synthese der magnetischen Mikrogele durch thermoinduzierte Emulsion. Wie in Fig. 2 (TEM-Bilder) gezeigt, konnte die sphärische Struktur von Mikrogelen aufgrund der physikalischen Vernetzung aufgrund der starken H-Bindung zwischen PNIPAAm (Amidgruppen), PEI (Aminogruppen) auf RT (niedriger als das LCST) gehalten werden, Und Fe &amp; sub3; O &amp; sub4; -NH &amp; sub2; (Amingruppen). Basierend auf dem Vergleich i...

Hydrogele sind dreidimensional (3D) polymere Netzwerke, die sich nicht auflösen können, sondern in wässrigen Lösungen aufquellen können 1 . Die polymeren Netzwerke haben hydrophile Domänen (die hydratisiert werden können, um die Hydrogelstruktur zu liefern) und eine vernetzte Konformation (die den Zusammenbruch des Netzwerks verhindern kann). Zur Herstellung von Hydrogelen wurden verschiedene Verfahren untersucht, wie Emulsionspolymerisation, anionische Copolymerisation, Vernetzung von benachbarten Polymerketten und inverse Mikroemulsionspolymerisation 2 . Die physikalische und chemische Vernetzung wird durch diese Methoden eingeführt, um strukturell stabile Hydrogele 1 , 3 zu erhalten . Die chemische Vernetzung erfordert normalerweise die Beteiligung des Vernetzungsmittels, das das Grundgerüst oder die Seitenkette der Polymere verbindet. Im Vergleich zur chemischen Vernetzung ist die physikalische Vernetzung eine bessere Wahl für fabr<html> Ige Hydrogele aufgrund der Vermeidung eines Vernetzungsmittels, da diese Mittel für praktische Anwendungen oft toxisch sind 4 . Es wurden mehrere Ansätze zur Synthese von physikalisch vernetzten Hydrogelen untersucht, wie die Vernetzung mit ionischer Wechselwirkung, Kristallisation, Bindung zwischen amphiphilen Blöcken oder Pfropfen auf die Polymerketten und Wasserstoffbindung 4 , 5 , 6 , 7 . Stimuli-empfindliche Polymere, die in Abhängigkeit von unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ( dh Temperatur, pH-Wert, Licht, Ionenstärke und Magnetfeld) zu konformationellen, chemischen oder physikalischen Eigenschaftsveränderungen führen können, haben in letzter Zeit als potentielle Plattform für Systeme mit kontrollierter Freisetzung Aufmerksamkeit erregt , Arzneimittelabgabe und Anti-Krebs-Therapie 8 , 9 ,Xref &quot;&gt; 10 , 11 , 12. Die Forscher konzentrieren sich auf thermoempfindliche Polymere, bei denen die intrinsische Temperatur leicht kontrollierbar ist. PNIPAAm ist ein wärmeempfindliches Polymer, das sowohl hydrophile Amidgruppen als auch hydrophobe Isopropylgruppen enthält und eine niedrigere kritische Lösungstemperatur aufweist (LCST) 13. Die Wasserstoffbindung zwischen Amidgruppen und Wassermolekülen liefert die Dispersität von PNIPAAm in wässriger Lösung bei niedrigen Temperaturen (unterhalb des LCST), während die Wasserstoffbrücken zwischen Polymerketten bei hohen Temperaturen (oberhalb des LCST) auftreten und Wasser ausschließt Moleküle, so dass das Polymernetzwerk zusammenbricht.Bei dieser einzigartigen Eigenschaft wurden viele Berichte zur Herstellung von temperaturgesteuerten, selbstorganisierten Hydrogelen durch Einstellen des hydrophoben und hydrophilen Verhältnisses der Polymerkettenlänge, wie Copolymerisation, Pfropfung oder Seiten- Kettenmodifikation für PharmazeutikaPlattformen 14 , 15 , 16 , 17 . Magnetische Materialien wie Eisen, Kobalt und Nickel haben in den vergangenen Jahrzehnten verstärkte Aufmerksamkeit für biochemische Anwendungen erhalten 18 . Unter diesen Kandidaten ist Eisenoxid am häufigsten wegen seiner Stabilität und geringen Toxizität verwendet. Nano-große Eisenoxide reagieren sofort auf das Magnetfeld und verhalten sich wie superparamagnetische Atome. Solche kleinen Teilchen aggregieren jedoch leicht; Das reduziert die Oberflächenenergie und verliert daher ihre Dispersität. Um die Wasserdispersität zu verbessern, werden Pfropfen oder Beschichten zum Schutz der Schicht üblicherweise nicht nur dazu verwendet, jedes einzelne Teilchen auf Stabilität zu trennen, sondern auch die Reaktionsstelle 19 weiter zu funktionalisieren. Hier haben wir magnetisches PNIPAAm-basiertes Mikro hergestelltGele, um als Arzneimittelträger für Systeme mit kontrollierter Freisetzung zu dienen. Der Syntheseprozess ist in Fig. 1 beschrieben und dargestellt. Anstelle einer komplizierten Copolymerisation und chemischen Vernetzung wurde die neue temperaturinduzierte Emulsion von PNIPAAm mit anschließender physikalischer Vernetzung zur Gewinnung der Mikrogele ohne zusätzliches Tensid oder Vernetzungsmittel eingesetzt. Dies vereinfachte die Synthese und verhinderte eine unerwünschte Toxizität. Innerhalb eines solchen einfachen Präparationsprotokolls boten die as-synthetisierten Mikrogele sowohl für die magnetischen Eisenoxid-Nanopartikel als auch für die hydrophobe Anti-Krebs-Arzneimittel, Curcumin, Wasserdispersion an. FT-IR, TEM und Imaging lieferten Beweise für Dispersion und Verkapselung. Aufgrund des eingebetteten Fe 3 O 4 -NH 2 zeigten die magnetischen Mikrogete das Potential, als Mikrogeräte für die kontrollierte Freisetzung unter HFMF zu dienen.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="773">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:311px;">Poly(N-isopropylacrylamide)</td>
			<td style="width:139px;">Polyscience, Inc</td>
			<td style="width:119px;">21458-10</td>
			<td style="width:205px;">Mw~40000</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">(3-aminopropyl)trimethoxysilane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140</td>
			<td>&#62; 99 %</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iron(II) chloride tetrahydrate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>44939</td>
			<td>99%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iron(III) chloride</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>157740</td>
			<td>97%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Curcumin</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>00280590</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonia hydroxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A/3240/PB15</td>
			<td>35%</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Phosphate Buffered Saline</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>806552</td>
			<td>pH 7.4, liquid, sterile-filtered</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyethylenimine (PEI)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>P3143</td>
			<td>50 % (w/v) in water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">High-frequency magnetic field (HFMF)</td>
			<td>Lantech Industrial Co., Ltd.,Taiwan</td>
			<td>LT-15-80</td>
			<td>15 kV, 50&#8211;100 kHz</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultraviolet-Visible Spectrophotometry</td>
			<td>Thermo Scientific Co.</td>
			<td>Genesys</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Transmission electron microscopy (TEM)</td>
			<td>JEM-2100</td>
			<td>JEOL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Spectrum 100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Thermogravimetric analyzer</td>
			<td>PerkinElmer</td>
			<td>Pyris 1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ultrasonic cell disruptor</td>
			<td>Hielscher Ultrasonics</td>
			<td>UP50H</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

magnetic and thermal-sensitive poly(n-isopropylacrylamide)-based microgels for magnetically triggered controlled release

Magnetisch und thermisch empfindliche Poly ( N- isopropylacrylamid) (PNIPAAm) / Fe 3 O 4 -NH 2 -Mikrogele mit dem eingekapselten Anti-Krebs-Medikament Curcumin (Cur) wurden für die magnetisch getriggerte Freisetzung entworfen und hergestellt. PNIPAAm-basierte magnetische Mikrogele mit einer sphärischen Struktur wurden über eine temperaturinduzierte Emulsion hergestellt, gefolgt von einer physikalischen Vernetzung durch Mischen von PNIPAAm, Polyethylenimin (PEI) und Fe 3 O 4 -NH 2 magnetischen Nanopartikeln. Aufgrund ihrer Dispergierbarkeit wurden die Fe 3 O 4 -NH 2 -Nanopartikel in die Polymermatrix eingebettet. Die auf der Fe 3 O 4 -NH 2 und der PEI-Oberfläche exponierten Amin-Gruppen unterstützten die sphärische Struktur durch physikalische Vernetzung mit den Amidgruppen des PNIPAAm. Das hydrophobe Anti-Krebs-Medikament Curcumin kann in Wasser nach der Einkapselung in die Mikrogele dispergiert werden. Die Mikrogele wurden charakterisiertDurch Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FT-IR) und UV-Vis-Spektralanalyse. Weiterhin wurde die magnetisch getriggerte Freisetzung unter einem externen Hochfrequenzmagnetfeld (HFMF) untersucht. Eine signifikante &quot;Burst-Freisetzung&quot; von Curcumin wurde nach dem Aufbringen des HFMF auf die Mikrogele aufgrund des magnetischen induktiven Erhitzungselements (Hyperthermie) beobachtet. Dieses Manuskript beschreibt die magnetisch getriggerte kontrollierte Freisetzung von Cur-PNIPAAm / Fe 3 O 4 -NH 2 verkapseltem Curcumin, die möglicherweise für die Tumortherapie angewendet werden kann.

Das Schema zur Synthese von PNIPAAm / PEI / Fe 3 O 4 -NH 2 -Mikrogelen ist in 1 gezeigt . TGA wurde angewendet, um die relative Zusammensetzung der organischen Verbindung gegen das gesamte Mikrogel zu schätzen. Da nur die organische Verbindung PNIPAAm verbrannt werden konnte, wurde die relative Zusammensetzung von PNIPAAm und Fe 3 O 4 (oder Fe 3 O 4 -NH 2 ) bestimmt und ...

Watch this Scientific Journal Video about Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release at JoVE.com

Magnetic and Thermal-sensitive PolyN-isopropylacrylamide-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Dieses Manuskript beschreibt die Herstellung von magnetischen und wärmeempfindlichen Mikrogelen über eine temperaturinduzierte Emulsion ohne chemische Reaktion. Diese empfindlichen Mikrogele wurden durch Mischen von Poly ( N- isopropylacrylamid) (PNIPAAm), Polyethylenimin (PEI) und Fe 3 O 4 -NH 2 Nanopartikeln für die potentielle Verwendung in magnetisch und thermisch getriggerter Arzneimittelfreisetzung synthetisiert.

Magnetisches und thermisch empfindliches Poly (<em&gt; N.</em&gt; -isopropylacrylamid) -basierte Mikrogele für die magnetisch getriggerte kontrollierte Freisetzung

Magnetically and thermally sensitive poly(N-isopropylacrylamide) (PNIPAAm)/Fe3O4-NH2 microgels with the encapsulated anti-cancer drug curcumin (Cur) were ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Magnetic and Thermal-sensitive Poly(N-isopropylacrylamide)-based Microgels for Magnetically Triggered Controlled Release

Magnetically-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Deflection under Magnetic Resonance Imaging

Magnetisch-Assisted Remote Controlled Microcatheter Tip Durchbiegung unter Magnetic Resonance Imaging

X-ray fluoroscopy-guided  endovascular procedures have several significant limitations, including  difficult catheter navigation and use of ionizing ...

Forschung

Biotechnik

Characteristics of Precipitation-formed Polyethylene Glycol Microgels Are Controlled by Molecular Weight of Reactants

Merkmale der Niederschlag gebildet Polyethylene Glycol-Mikrogele durch Molekulargewicht der Reaktanden Controlled

This work describes the formation of poly(ethylene glycol) (PEG) microgels via a photopolymerized precipitation reaction. Precipitation reactions offer ...

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

Imaging Denatured Collagen Strands In vivo and Ex vivo via Photo-triggered Hybridization of Caged Collagen Mimetic Peptides

Imaging denaturierten Kollagen-Stränge<em&gt; In-vivo-</em&gt; Und<em&gt; Ex-vivo-</em&gt; Über die Photo-ausgelöst Hybridisierung von Caged Collagen mimetischen Peptiden

Collagen is a major structural component of the extracellular matrix that supports tissue formation and maintenance. Although collagen remodeling is an ...

Magnetic Tweezers for the Measurement of Twist and Torque

Magnetische Pinzette zur Messung von Dreh-und Drehmoment

Single-molecule techniques make it possible to investigate the behavior of individual biological molecules in solution in real time. These techniques ...

Custom-designed Laser-based Heating Apparatus for Triggered Release of Cisplatin from Thermosensitive Liposomes with Magnetic Resonance Image Guidance

Kundenspezifische Laser-basierte Heizvorrichtung zum ausgelöste Freisetzung von Cisplatin von wärmeempfindlichen Liposomen mit Magnet-Resonanz-Bild Anleitung

Liposomes have been employed as drug delivery systems to target solid tumors through exploitation of the enhanced permeability and retention (EPR) effect ...

Composite Scaffolds of Interfacial Polyelectrolyte Fibers for Temporally Controlled Release of Biomolecules

Verbund Scaffolds für Grenzflächen Polyelectrolyte Fasern für zeitlich kontrollierte Freisetzung von Biomolekülen

Various scaffolds used in tissue engineering require a controlled biochemical environment to mimic the physiological cell niche. Interfacial ...

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

Magnetisches Wechselfeld-Responsive Hybrid Gelatine Mikrogele der gezielten Medikamentenapplikation

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

An Additive Manufacturing Technique for the Facile and Rapid Fabrication of Hydrogel-based Micromachines with Magnetically Responsive Components

Zusatzstoff Herstellungstechnik für die einfache und schnelle Herstellung von Hydrogel-basierte Micromachines mit magnetisch reagieren Komponenten

Polyethylene glycol (PEG)-based hydrogels are biocompatible hydrogels that have been approved for use in humans by the FDA. Typical PEG-based hydrogels ...

Generating Controlled, Dynamic Chemical Landscapes to Study Microbial Behavior

Generieren kontrollierter, dynamischer chemischer Landschaften zur Untersuchung des mikrobiellen Verhaltens

We demonstrate a method for the generation of controlled, dynamic chemical pulses&#8213;where localized chemoattractant becomes suddenly available at the ...

Magnetic-, Acoustic-, and Optical-Triple-Responsive Microbubbles for Magnetic Hyperthermia and Pothotothermal Combination Cancer Therapy

Magnetische, akustische und optische dreifach ansprechende Mikroblasen für magnetische Hyperthermie und pothotothermische Kombinationskrebstherapie

The precision delivery of anti-cancer agents which aim for targeted and deep-penetrated delivery as well as a controlled release at the tumor site has ...