Name: modulating shape of polyester based polymersomes using osmotic pressure
Uploaded: 2021-04-21T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modulating Shape of Polyester Based Polymersomes using Osmotic Pressure at JoVE.com

تم تمويل هذا المشروع جزئيا من قبل المعاهد الوطنية للمشروع الصحي رقم 5P20GM103499-19 من خلال برنامج مشروع البحوث التي بدأها الطلاب. كما تم دعم هذا العمل جزئيا من قبل برنامج التحقيق الإبداعي لكليمسون. ونحن نعترف أيضا نيكولاس L'Amoreaux وأون علي الذين عملوا في البداية على إنشاء هذا البروتوكول، ونشر أول ورقة المذكورة هنا14.

1. تشكيل البوليمر كروية باستخدام طريقة حقن المذيبات
<ol><li>حل البوليستر في المذيبات العضوية ملاحظة: يجب أن يذوب البوليستر واحد فقط في المذيبات العضوية الخاصة به في وقت واحد لتشكيل البوليمرات.<ol>
<li>حل البوليستر PEG-PLA أو PEG-b-poly (حمض اللاكتيك-الجليكوليك) (PEG-PLGA) في ثنائي ميثيل سلفوإكسيد (DMSO) بتركي...

<ol>
	<li>Varma, L. 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=Recent+advances+in+self-assembled+nanoparticles+for+drug+delivery.">Recent advances in self-assembled nanoparticles for drug delivery.</a> Current Drug Delivery. 17 (4), 279-291 (2020).</li><li>Salatin, S., Maleki Dizaj, S., Yari Khosroushahi, A. <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+surface+modification,+size,+and+shape+on+cellular+uptake+of+nanoparticles.">Effect of the surface modification, size, and shape on cellular uptake of nanoparticles.</a> Cell Biology International. 39 (8), 881-890 (2015).</li><li>Baio, J. E., 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=Reversible+activation+of+pH-sensitive+cell+penetrating+peptides+attached+to+gold+surfaces.">Reversible activation of pH-sensitive cell penetrating peptides attached to gold surfaces.</a> Chemical Communications. 51 (2), 273-275 (2015).</li><li>Zhou, 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=Mesoporous+silica+nanoparticles+for+drug+and+gene+delivery.">Mesoporous silica nanoparticles for drug and gene delivery.</a> Acta Pharmaceutica Sinica B. 8 (2), 165-177 (2018).</li><li>Champion, J. A., Mitragotri, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+target+geometry+in+phagocytosis.">Role of target geometry in phagocytosis.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 103 (13), 4930-4934 (2006).</li><li>Banerjee, A., Qi, J., Gogoi, R., Wong, J., Mitragotri, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+nanoparticle+size,+shape+and+surface+chemistry+in+oral+drug+delivery.">Role of nanoparticle size, shape and surface chemistry in oral drug delivery.</a> Journal of Controlled Release. 238, 176-185 (2016).</li><li>Kolhar, P., 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=Using+shape+effects+to+target+antibody-coated+nanoparticles+to+lung+and+brain+endothelium.">Using shape effects to target antibody-coated nanoparticles to lung and brain endothelium.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 110 (26), 10753-10758 (2013).</li><li>Meng, F., Zhong, Z., Feijen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stimuli-responsive+polymersomes+for+programmed+drug+delivery.">Stimuli-responsive polymersomes for programmed drug delivery.</a> Biomacromolecules. 10 (2), 197-209 (2009).</li><li>Iqbal, S., Blenner, M., Alexander-Bryant, A., Larsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymersomes+for+therapeutic+delivery+of+protein+and+nucleic+acid+macromolecules:+from+design+to+therapeutic+applications.">Polymersomes for therapeutic delivery of protein and nucleic acid macromolecules: from design to therapeutic applications.</a> Biomacromolecules. 21 (4), 1327-1350 (2020).</li><li>Discher, D. E., Ahmed, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polymersomes.">Polymersomes.</a> Annual review of biomedical engineering. 8, 323-341 (2006).</li><li>Seifert, U., Berndl, K., Lipowsky, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape+transformations+of+vesicles:+Phase+diagram+for+spontaneous-+Curvature+and+bilayer-coupling+models.">Shape transformations of vesicles: Phase diagram for spontaneous- Curvature and bilayer-coupling models.</a> Physical Review A. 44 (2), 1182-1202 (1991).</li><li>Rikken, R. S. M., 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=Shaping+polymersomes+into+predictable+morphologies+via+out-of-equilibrium+self-assembly.">Shaping polymersomes into predictable morphologies via out-of-equilibrium self-assembly.</a> Nature Communications. 7, 1-7 (2016).</li><li>Kim, K. 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=Polymersome+stomatocytes:+Controlled+shape+transformation+in+polymer+vesicles.">Polymersome stomatocytes: Controlled shape transformation in polymer vesicles.</a> Journal of the American Chemical Society. 132 (36), 12522-12524 (2010).</li><li>L'Amoreaux, N., Ali, A., Iqbal, S., Larsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+prolate+polymersomes+for+enhanced+co-delivery+of+hydrophilic+and+hydrophobic+drugs.">Persistent prolate polymersomes for enhanced co-delivery of hydrophilic and hydrophobic drugs.</a> Nanotechnology. 31 (17), 175103 (2020).</li><li>Salva, 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=Polymersome+shape+transformation+at+the+nanoscale.">Polymersome shape transformation at the nanoscale.</a> ACS Nano. 7 (10), 9298-9311 (2013).</li><li>Skoczen, S. L., Stern, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Nanoparticles+Intended+for+Drug+Delivery.">Characterization of Nanoparticles Intended for Drug Delivery.</a> Methods in Molecular Biology. 1682, (2018).</li><li>Bhattacharjee, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=DLS+and+zeta+potential+-+What+they+are+and+what+they+are+not.">DLS and zeta potential - What they are and what they are not.</a> Journal of Controlled Release. 235, 337-351 (2016).</li><li>Men, Y., Li, W., Lebleu, C., Sun, J., Wilson, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tailoring+polymersome+shape+using+the+Hofmeister+effect.">Tailoring polymersome shape using the Hofmeister effect.</a> Biomacromolecules. 21 (1), 89-94 (2020).</li><li>Decuzzi, P., 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=Size+and+shape+effects+in+the+biodistribution+of+intravascularly+injected+particles.">Size and shape effects in the biodistribution of intravascularly injected particles.</a> Journal of Controlled Release. 141 (3), 320-327 (2010).</li><li>Liu, Y., Tan, J., Thomas, A., Ou-Yang, D., Muzykantov, V. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+shape+of+things+to+come:+Importance+of+design+in+nanotechnology+for+drug+delivery.">The shape of things to come: Importance of design in nanotechnology for drug delivery.</a> Therapeutic Delivery. 3 (2), 181-194 (2012).</li><li>Tao, L., 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=Shape-specific+polymeric+nanomedicine:+Emerging+opportunities+and+challenges.">Shape-specific polymeric nanomedicine: Emerging opportunities and challenges.</a> Experimental Biology and Medicine. 236 (1), 20-29 (2011).</li><li>L'Amoreaux, N., Ali, A., Iqbal, S., Larsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Persistent+prolate+polymersomes+for+enhanced+co-delivery+of+hydrophilic+and+hydrophobic+drugs.">Persistent prolate polymersomes for enhanced co-delivery of hydrophilic and hydrophobic drugs.</a> BioRxiv. , 796201 (2019).</li><li>Chandler, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interfaces+and+the+driving+force+of+hydrophobic+assembly.">Interfaces and the driving force of hydrophobic assembly.</a> Nature. 437 (7059), 640-647 (2005).</li><li>Wong, C. K., Mason, A. F., Stenzel, M. H., Thordarson, P. <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+non-spherical+polymersomes+driven+by+hydrophobic+directional+aromatic+perylene+interactions.">Formation of non-spherical polymersomes driven by hydrophobic directional aromatic perylene interactions.</a> Nature Communications. 8 (1), (2017).</li><li>Abdelmohsen, L. K. E. 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=Shape+characterization+of+polymersome+morphologies+via+light+scattering+techniques.">Shape characterization of polymersome morphologies via light scattering techniques.</a> Polymer. 107, 445-449 (2016).</li><li>Men, 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=Nonequilibrium+Reshaping+of+polymersomes+via+polymer+addition.">Nonequilibrium Reshaping of polymersomes via polymer addition.</a> ACS Nano. 13 (11), 12767-12773 (2019).</li><li>Meeuwissen, S. A., Kim, K. T., Chen, Y., Pochan, D. J., van Hest, J. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controlled+shape+transformation+of+polymersome+stomatocytes.">Controlled shape transformation of polymersome stomatocytes.</a> Angewandte Chemie. 123 (31), 7208-7211 (2011).</li><li>Wong, C. K., 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=Faceted+polymersomes:+A+sphere-to-polyhedron+shape+transformation.">Faceted polymersomes: A sphere-to-polyhedron shape transformation.</a> Chemical Science. 10 (9), 2725-2731 (2019).</li><li>Chidanguro, T., Ghimire, E., Simon, Y. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shape-transformation+of+polymersomes+from+glassy+and+crosslinkable+ABA+triblock+copolymers.">Shape-transformation of polymersomes from glassy and crosslinkable ABA triblock copolymers.</a> Journal of Materials Chemistry B. 8 (38), 8914-8924 (2020).</li><li>Van Oers, M. C. M., Rutjes, F. P. J. T., Van Hest, J. C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tubular+polymersomes:+A+cross-linker-induced+shape+transformation.">Tubular polymersomes: A cross-linker-induced shape transformation.</a> Journal of the American Chemical Society. 135 (44), 16308-16311 (2013).</li><li>Che, H., 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=Pathway+dependent+shape-transformation+of+azide-decorated+polymersomes.">Pathway dependent shape-transformation of azide-decorated polymersomes.</a> Chemical Communications. 56 (14), 2127-2130 (2020).</li><li>Haryadi, B. M., 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=Nonspherical+nanoparticle+shape+stability+is+affected+by+complex+manufacturing+aspects:+Its+implications+for+drug+delivery+and+targeting.">Nonspherical nanoparticle shape stability is affected by complex manufacturing aspects: Its implications for drug delivery and targeting.</a> Advanced Healthcare Materials. 8 (18), 11-13 (2019).</li><li>Katterman, C., Pierce, C., Larsen, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combining+nanoparticle+shape+modulation+and+polymersome+technology+in+drug+delivery.">Combining nanoparticle shape modulation and polymersome technology in drug delivery.</a> ACS Applied Bio Materials. , (2021).</li></ol>

ومن المعروف أن النظم ذاتية التجميع لا يمكن السيطرة عليها. خصائصها النهائية، بما في ذلك الحجم والشكل والهيكل، مدفوعة بخصائص الأمفيفيلية المختارة الكارهة للماء والبيئة المذيبة المختارة. تميل الكوبوليمرات الكتلية amphiphilic إلى الأشكال الكروية ، مما يقلل من الطاقة الحرة لجيب ويؤدي إلى التوازن...

تشكيل الشكل هو وسيلة جديدة نسبيا وفعالة لتحسين تسليم الأدوية بوساطة الجسيمات النانوية. ليس فقط التغيير في مورفولوجيا زيادة مساحة سطح الجسيمات، والذي بدوره يسمح بقدرة حمل أكبر، ولكن أيضا له آثار في جميع المجالات لتحسين الاستقرار، ووقت الدورة الدموية، والتوافر البيولوجي، والاستهداف الجزيئي، وإطلاق سراح تسيطر عليها1. البوليمرات، الجسيمات النانوية للتركيز في هذه الطريقة، تميل إلى التجمع الذاتي الحراري في شكل كروي، والتي ثبت أن تكون غير عملية في امتصاص الخلوية ويتم الكشف عنها بسهولة أكبر في الجهاز المناعي كجسم غريب. أن تكون قادرة على استطالة الهيكل في prolate أو قضيب سوف تسمح للناقل المخدرات للتهرب من الضامة عن طريق محاكاة الخلايا الأصلية وتسليم أكثر نجاحا إلى الهدف المطلوب2،3،4،5،6،7. يتم الحفاظ على الفوائد الكبيرة للبوليمرات ، بما في ذلك حماية الحمولات المقيدة بالغشاء ، واستجابة المحفزات للغشاء ، والتغليف المزدوج للأدوية المائية والمائية8و9و10، التي تجعلها مرشحة قوية لتوصيل الأدوية أثناء تعديل الشكل.
هناك العديد من الطرق المختلفة في تحوير أشكال البوليمرات ، ويأتي كل منها مع مزاياه وعيوبه. ومع ذلك ، فإن معظم هذه الطرق تنقسم إلى فئتين: تغيير الضغط التناضحي المدفوع بالمذيبات والمدفوع بالملح11. يهدف كلا النهجين إلى التغلب على الطاقة المنحنية الموجودة بعد تشكيل البوليمرات في شكل توازن كروي. من خلال إدخال تدرج الضغط التناضحي ، يمكن إجبار البوليمرات على الانحناء في هياكل ممدودة على الرغم من طاقات الانحناءالقوية 11،12.
طريقة المذيبات على أساس يستكشف تغيير الشكل مستوحاة من عمل كيم وفان هيست13. أنها البلاستيك البوليمرات في المذيبات العضوية وخليط الماء لاعتراض المذيبات العضوية في غشاء الحويصلة ودفع المياه من جوهر الحويصلة. في نهاية المطاف ، فإن الحجم الداخلي للجسيمات منخفض للغاية لدرجة أنه يطيل. وفي حين أن هذه الطريقة قد أظهرت وعدا، فإنها تفتقر إلى التطبيق العملي. تتطلب هذه الطريقة مذيبات مختلفة لكل عمود فقري بوليمري فردي يشارك في التشكيل. لذلك، فإنه لا ينطبق على نطاق واسع لتعزيز تغيير الشكل. على العكس من ذلك ، فإن الطريقة القائمة على الملح موحدة وتستخدم محركا عالميا واحدا يمكنه إدخال الضغط التناضحي للعديد من البوليمرات المستندة إلى كوبوليمر.
يستخدم هذا المشروع الطريقة القائمة على الملح التي أدخلتها L'Amoreaux وآخرون14. يتضمن هذا البروتوكول جولتين من غسيل الكلى. واحد يهدف إلى تنقية وترسيخ البولي (الإيثيلين غليكول) - ب بولي (حمض اللبنيك) (PEG - PLA) البوليمرات عن طريق إزالة المذيبات العضوية التي قد حصلت المحاصرين في طبقة ثنائية أثناء الإنتاج ، واحد أن يعزز تغيير الشكل. تقدم الخطوة الثانية لغسيل الكلى حلا 50 mM NaCl الذي يخلق تدرج ضغط تناضحي لدفع تغيير الشكل. ويدعم هذا الأسلوب من قبل سالفا وآخرون، الذين يلاحظون أن الإجهاد فرط التوتر في حل سوف يسبب الحوييلة لتقليص15. تعتمد هذه الطريقة على طريقة منشورة سابقا14 تبحث في بوليمرين مختلفين قائمين على البوليستر وتدرجات ملح مختلفة من 50-200 مليون م. وتستخدم البوليسترات بسبب عدم توافقها البيولوجي والتحلل البيولوجي. تدرج الملح له آثار متفاوتة على الشكل اعتمادا على رهاب الماء من العمود الفقري copolymer كتلة. ويمكن استخدامه لإنشاء prolates، قضبان، وstomatocytes. وقد تم اختيار هذه الطريقة التي يحركها الملح بسبب سهولة النسخ المتماثل وبراعة التجريبية.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>15*45 vials screw thread w/cap attached</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>9609104000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>D128-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH1115-1LP</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoremp stirrers, hotplates, and stirring hotplates</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td>CIC00008110V19</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LEGATO 130 SYRINGE PUMP</td>
			<td>kd Scientific</td>
			<td>788130</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEG(1000)-b-PLA(5000), Diblock Polymer</td>
			<td>Polysciences Inc</td>
			<td>24381-1</td>
			<td>note the molecular weights when replicating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Poly(ethylene glycol) (2000) Methyl ether-block-poly(lactide-co-glycolide) (4500)</td>
			<td>Sigma aldrich</td>
			<td>764825-1G</td>
			<td>note the molecular weights when replicating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Single-Use Syringe/BD PrecisionGlide Needle combination, sterile, BD medical</td>
			<td>BD medical</td>
			<td>BD305620</td>
			<td>Tuberculin</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride</td>
			<td>BDH</td>
			<td>BDH9286</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetasizer Nano ZS</td>
			<td>Malvern</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

modulating shape of polyester based polymersomes using osmotic pressure

البوليمرات هي غشاء ملزمة، vesicles ثنائية الطبقات التي تم إنشاؤها من copolymers كتلة amphiphilic التي يمكن أن تغلف كل من الحمولات الكارهة للماء والمائية لتطبيقات تسليم المخدرات. على الرغم من وعدهم ، فإن البوليمرات محدودة التطبيق بسبب شكلها الكروي ، والتي لا يتم تناولها بسهولة من قبل الخلايا ، كما يتضح من علماء الجسيمات النانوية الصلبة. توضح هذه المقالة طريقة تعتمد على الملح لزيادة نسب العرض إلى الارتفاع من البولي كروي (الإيثيلين غليكول) (PEG) - البوليمرات القائمة. يمكن لهذه الطريقة استطالة البوليمرات والتحكم في نهاية المطاف في شكلها النهائي عن طريق إضافة كلوريد الصوديوم في غسيل الكلى بعد التشكيل. يمكن أن يكون تركيز الملح متنوعا ، كما هو موضح في هذه الطريقة ، استنادا إلى رهاب الماء من كوبوليمر الكتلة المستخدمة كقاعدة للبوليمروم والشكل المستهدف. الجسيمات النانوية ممدود لديها القدرة على استهداف أفضل بطانة الرحم في الأوعية الدموية قطرها أكبر، مثل الأوردة، حيث لوحظ الهامش. يمكن لهذا البروتوكول توسيع تطبيقات الجسيمات النانوية العلاجية من خلال استخدام تقنيات الاستطالة جنبا إلى جنب مع الفوائد المزدوجة التحميل ، التي تدور منذ فترة طويلة من البوليمرات.

ويعرض الجدول 2 النتائج المتوقعة عند اتباع الخطوة 1 من البروتوكول. لاحظ أن DMSO يستخدم كمذيب لكل من PEG-PLA و PEG-PLGA في تشكيل البوليمرات. الانحراف عن هذا المذيب ممكن، كما المذيبات الأخرى المياه miscible سوف تذوب copolymers ولكن من المتوقع أن تغير النتائج. ومن المتوقع أن يكون مؤشر أسعار الديسي أقل من...

Watch this Scientific Journal Video about Modulating Shape of Polyester Based Polymersomes using Osmotic Pressure at JoVE.com

Modulating Shape of Polyester Based Polymersomes using Osmotic Pressure

البوليمرات هي الحويصلات البوليمرية ذاتية التجميع التي تتشكل في أشكال كروية لتقليل الطاقة الحرة جيب. في حالة تسليم المخدرات ، تكون الهياكل الأكثر استطالة مفيدة. هذا البروتوكول يضع أساليب لخلق المزيد من البوليمرات مثل قضيب، مع نسب العرض إلى الارتفاع ممدود، وذلك باستخدام الملح للحث على الضغط التناضح وتقليل أحجام الحويكل الداخلية.

تعديل شكل البوليستر القائم على البوليمرات باستخدام الضغط التناضحي

Polymersomes are membrane-bound, bilayer vesicles created from amphiphilic block copolymers that can encapsulate both hydrophobic and hydrophilic payloads ...

يؤثر شكل الجسيمات النانوية على امتصاص الخلايا ، ولكن تم القيام بعمل محدود لتغيير شكل البوليمرات. يوضح هذا البروتوكول كيفية استطالة البوليمرات لتعزيز تطبيقات توصيل الأدوية. توفر هذه التقنية نهجا بسيطا يمكن أن يخلق العديد من الأشكال البوليمرية المختلفة ذات التطبيقات المحتملة في تسليم الأدوية أو الخلايا الزائفة أو الحقول الأخرى غير المستكشفة.يمكن للبوليمرات الممدودة أن تقدم في وقت واحد أدوية مسعورة ومائية وبسهولة أكبر إلى الخلايا. يمكن أن تساعد هذه التقنية في نقل الأدوية عبر حاجز الدم في الدماغ ، ومعالجة التحدي الطبي الكبير. للبدء، حل 0.015 غرام من البوليستر مختارة في ملليلتر واحد من DMSO عن طريق الدوامة لمدة 15 دقيقة، وإعداد جهاز حقن المذيبات.ضع لوحة البداية مباشرة أسفل مضخة الحقنة الرأسية، ثم ضع صفراء زجاجية من خمسة ملليلتر مع ملليلتر واحد من النوع الثاني من الماء المؤين في شريط نجم مصغر على لوحة التقليب. ضبط ارتفاع مضخات حقنة للسماح لطرف الإبرة لتكون مغمورة تماما في نوع اثنين من المياه deionized وتعيين معدل ضخ مضخة حقنة إلى خمسة ميكرولتر في الدقيقة الواحدة. قم بإجراء حقن المذيبات عن طريق رسم المذيبات العضوية وحل البوليستر في إبرة قياس 27.ضع الإبرة في مضخة الحقن وتأكد من أنها آمنة. ضبط كتلة دفع للمس نهاية المكبس حقنة. بدء لوحة اثارة بحيث يتم الغزل الماء في 100 الثورات في الدقيقة الواحدة، ومن ثم بدء مضخة حقنة.بمجرد أن غرست مضخة الحقنة بالكامل المذيب العضوي والبوليمر في الماء ، قم بإزالة شريط التقليب وسقف الزجاج الخسيس. لوصف البوليمر عن طريق تشتت الضوء الديناميكي أو DLS ، أضف ملليلتر واحد من الماء مع نسبة صغيرة من المذيبات العضوية والبوليمر إلى cuvette ملليلتر واحد. أداء DLS عن طريق وضع cuvette في النظام وإعداد تشغيل.قراءة قطر البوليمرات كثافة مرجح ومؤشر تعدد الأضلاع أو PDI. بعد غسل غشاء غسيل الكلى كيلودالتون 300 وفقا للبروتوكولات التي تقدمها الشركة المصنعة، إضافة ملليلتر واحد من محلول البوليمر في خزان جهاز غسيل الكلى. ضع جهاز غسيل الكلى في كوب 250 ملليلتر مع 150 ملليلتر من النوع الثاني من الماء المنزوع الأيونات على لوحة تحريك.تعيين لوحة اثارة لسرعة تسمح للحركة لطيف من جهاز غسيل الكلى وترك الأمر لتحريك بين عشية وضحاها. بعد الانتهاء من غسيل الكلى، استخراج محلول بوليمرسوم ملليلتر واحد من جهاز غسيل الكلى. إنشاء 150 ملليلتر من الملح المطلوب العازلة مع تركيز إما 50 أو 100 أو 200 ملليمولار من كلوريد الصوديوم على أساس خصائص البوليمرية المطلوب النهائي والحفاظ على حمولة جهاز غسيل الكلى في 150 ملليلتر من محلول الملح لمدة 18 ساعة للإثارة.بعد تعديل الشكل، قم بإجراء قياسات DLS. إيلاء اهتمام خاص لقياسات PDI بالمقارنة مع البوليمرات الروحية كما يشير تغيير في PDI تغيير شكل فعال في البوليمرات. استخدم عناصر التحكم المناسبة للتصوير، وخاصة البوليمرات المعدلة غير الشكلية لضمان نجاح الطريقة.تشير مراقبة TEM للبوليمرات المستندة إلى PEG-PLA إلى بنية كروية شاملة مع خط خارجي أكثر سمكا يدل على وجود غشاء. البوليمرات الحالية والهياكل المادية و SEM مع فرشاة مثل الطبقة الخارجية من PEG. أدى غسيل الكلى لمدة ساعة واحدة في الماء إلى نفس متوسط القطر العام مع إزالة المذيبات التي تقلل من قطر البوليمر.عندما يتم استخدام تركيزات أولية أكبر من المذيبات العضوية ، من المتوقع انخفاض أكبر في القطر. في حين جعل البوليمرات PEG-PLA، ومن المتوقع تغييرات متواضعة في PDI، والتي قد تشير إلى تغيير في الشكل. عند dialyzing PEG-PLGA البوليمرات، والتي هي أكثر قليلا من البوليمرات مسعور PEG-PLA ضد الملح، وزيادة في PDI هو أكثر اتساقا مع استطالة مع جميع تدرجات الملح استكشاف مما يؤدي إلى زيادة في PDI.وينبغي ملاحظة نتائج مماثلة عند استخدام 50 ميليمولار الملح الانحدار للتسبب في تغيير الشكل بغض النظر عن مسعور البوليستر. وفي الوقت نفسه، 100 و 200 ميليمولار كلوريد الصوديوم تدرجات الملح عرض الاتجاه المباشر الذي دلتا PDI يزيد مع زيادة البوليستر hydrophobicity. وأظهرت صور TEM من البوليمرات PEG-PLA dialyzed مع 50 مليون كلوريد الصوديوم أقل مع stomatocytes وقضبان ممدود.كما زاد تركيز الملح إلى 100 ملليمولار، لوحظ زيادة عدد من قضبان تشكيل مع انخفاض عدد stomatocytes. غسيل الكلى ضد 200 البوليمرات ملليمولار أكثر اتساقا شكلت prolates مع نسب العرض إلى الارتفاع متواضعة. الجزء الأكثر تحديا من هذا البروتوكول هو جعل البوليمر باستمرار.لذلك من المهم ممارسة الإجراء.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

الطعوم الوعائية الهندسة البيولوجية ، عن طريق بناء مفاعل حيوي نابض

Much effort has been devoted to develop and advance the methodology to regenerate functional small-diameter arterial bypasses. In the physiological ...

Shape Memory Polymers for Active Cell Culture

البوليمرات الذاكرة شكل خلية للثقافة أحدث

Shape memory polymers (SMPs) are a class of "smart" materials that have the ability to change from a fixed, temporary shape to a pre-determined permanent ...

Microfluidic Fabrication of Polymeric and Biohybrid Fibers with Predesigned Size and Shape

تصنيع ميكروفلويديك من الألياف البوليمرية والحيوية مع الحجم والشكل المصمم مسبقا

A &#8220;sheath&#8221; fluid passing through a microfluidic channel at low Reynolds number can be directed around another &#8220;core&#8221; stream and ...

Fabrication of a Bioactive, PCL-based "Self-fitting" Shape Memory Polymer Scaffold

تصنيع يستند إلى PCL النشطة بيولوجيا، &quot;تركيب الذاتي&quot; الشكل الذاكرة البوليمرات سقالة

Tissue engineering has been explored as an alternative strategy for the treatment of critical-sized cranio-maxillofacial (CMF) bone defects. Essential to ...

Forming Giant-sized Polymersomes Using Gel-assisted Rehydration

تشكيل عملاق الحجم Polymersomes عن طريق الإماهة بمساعدة جل

Polymer vesicles, or polymersomes, are being widely explored as synthetic analogs of lipid vesicles based on their stability, robustness, barrier ...

Ammonia Synthesis at Low Pressure

توليف الأمونيا في الضغط المنخفض

Ammonia can be synthesized at low pressure by the use of an ammonia selective absorbent. The process can be driven with wind energy, available locally in ...

Pattern-based Search of Epigenomic Data Using GeNemo

البحث على أساس نمط بيانات ابيجينوميك باستخدام جينيمو

Compared with the robust text-based search tools for genomic or RNA sequencing data, current methodologies for pattern-based searches of epigenomic and ...

Antimicrobial Peptides Produced by Selective Pressure Incorporation of Non-canonical Amino Acids

مضادات الميكروبات الببتيدات ينتجها إدماج الضغط الانتقائي من الأحماض الأمينية غير متعارف عليه

Nature has a variety of possibilities to create new protein functions by modifying the sequence of the individual amino acid building blocks. However, all ...

Light-sheet Fluorescence Microscopy to Capture 4-Dimensional Images of the Effects of Modulating Shear Stress on the Developing Zebrafish Heart

مجهرية Fluorescence ورقة الضوء لالتقاط الصور 4-الأبعاد من آثار تحوير إجهاد القص في قلب الزرد النامي

The hemodynamic forces experienced by the heart influence cardiac development, especially trabeculation, which forms a network of branching outgrowths ...

A Rapid Image-based Bacterial Virulence Assay Using Amoeba

والرزن سريع فوعة جرثومية المستندة إلى الصور استخدام أميبا

Traditional bacterial virulence assays involve prolonged exposure of bacteria over the course of several hours to host cells. During this time, bacteria ...