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

Dit project werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Institutes of Health Project nummer 5P20GM103499-19 via het Student Initiated Research Project Program. Dit werk werd ook gedeeltelijk ondersteund door Clemson's Creative Inquiry Program. We erkennen ook Nicholas L'Amoreaux en Aon Ali die aanvankelijk werkten aan het maken van dit protocol, het publiceren van hun eerste artikel hier geciteerd14.

1. Bolvormige polymersomenvorming met behulp van een oplosmiddelinjectiemethode
<ol><li>Oplossen van polyesters in organisch oplosmiddel OPMERKING: Er mag slechts één polyester tegelijk in het betreffende organische oplosmiddel worden opgelost om polymersomen te vormen.<ol>
<li>Los polyesters PEG-PLA of PEG-b-poly (melkzuur-colycosolzuur) (PEG-PLGA) op in dimethylsulfoxide (DMSO) met een gewicht van 1,5%. Los in het bijzonder 0,015 g geselecteerd polyester op in 1 ml DMSO (15 mg/ml). Volledige oplossing van het po...

<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>

Zelfgemonteerde systemen zijn notoir oncontroleerbaar. Hun uiteindelijke eigenschappen, waaronder grootte, vorm en structuur, worden gedreven door de hydrofobe eigenschappen van de gekozen amfifiel en de gekozen oplosmiddelomgeving. Amfifiele blokcopolymeren neigen naar bolvormige vormen, die gibb's vrije energie minimaliseren en leidt tot het thermodynamische evenwicht23, waardoor polymersomen worden gevormd. Vanwege hun evenwichtskarakter zijn polymersomen aanzienlijk uitdagender om te verlengen...

Vormmodulatie is een relatief nieuwe en efficiënte manier om de levering van nanodeeltjes te verbeteren. De verandering in de morfologie vergroot niet alleen het oppervlak van deeltjes, wat op zijn beurt een grotere draagkracht mogelijk maakt, maar het heeft ook implicaties over de hele linie om de stabiliteit, circulatietijd, biologische beschikbaarheid, moleculaire targeting en gecontroleerde afgifte te verbeteren1. Polymersomen, het nanodeeltje van focus in deze methode, hebben de neiging om thermodynamisch zelf te assembleren in een bolvorm, die onpraktisch is gebleken bij cellulaire opname en gemakkelijker wordt gedetecteerd in het immuunsysteem als een vreemd lichaam. Het kunnen verlengen van de structuur in een prolaat of een staaf zal de medicijndrager in staat stellen macrofagen te ontwijken door inheemse cellen na te bootsen en met meer succes te leveren aan hun gewenste doel2,3,4,5,6,7. De significante voordelen van polymersomen, met inbegrip van membraan-gebonden bescherming van ladingen, stimuli-responsiviteit van het membraan, en dubbele inkapseling van hydrofiele en hydrofobe geneesmiddelen8,9,10, die hen sterke kandidaten voor druglevering maken worden gehandhaafd tijdens vormmodulatie.
Er zijn veel verschillende methoden in het moduleren van polymersomen vormen, en elk wordt geleverd met zijn respectieve voor- en nadelen. De meeste van deze methoden vallen echter in twee categorieën: oplosmiddelgestuurde en zoutgestuurde osmotische drukverandering11. Beide benaderingen zijn gericht op het overwinnen van de buigenergie die aanwezig is nadat polymersomen in een bolvormige evenwichtsvorm zijn gevormd. Door een osmotische drukgradiënt in te voeren, kunnen polymersomen worden gedwongen om in langwerpige structuren te buigen, ondanks sterke buigenergieën11,12.
De solvent-based methode onderzoekt vormverandering geïnspireerd op het werk van Kim en van Hest13. Ze plastificeerde polymersomen in een organisch oplosmiddel- en watermengsel om de organische oplosmiddelen in het blaasjesmembraan te vangen en water uit de blaaskern te drijven. Uiteindelijk is het interne volume van het deeltje zo laag dat het zich verlengt. Hoewel deze methode veelbelovend is gebleken, mist het bruikbaarheid. Deze methode vereist verschillende oplosmiddelen voor elke afzonderlijke polymere ruggengraat die betrokken is bij de modulatie. Daarom is het niet algemeen toepasbaar om vormverandering te bevorderen. Omgekeerd is de op zout gebaseerde methode uniform en maakt gebruik van één universele driver die osmotische druk kan introduceren bij veel polymersomen op basis van blokcopolymeer.
Dit project maakt gebruik van de zoutgebaseerde methode geïntroduceerd door L'Amoreaux et al14. Dit protocol omvat twee dialyserondes. Men streeft naar het zuiveren en stollen van poly(ethyleenglycol)-b-poly(melkzuur) (PEG-PLA) polymersomen door organisch oplosmiddel te verwijderen dat tijdens de productie in de tweelaagse kan zijn vastgelopen, en een oplosmiddel dat de vormverandering bevordert. De tweede dialysestap introduceert een 50 mM NaCl-oplossing die een osmotische drukgradiënt creëert om de vormverandering aan te drijven. Deze methode wordt ondersteund door Salva et al., die opmerken dat hypertonische stress in een oplossing ervoor zorgt dat het blaasjekrimpt 15. Deze methode bouwt voort op een eerder gepubliceerde methode14 die kijkt naar twee verschillende polymersomen op polyesterbasis en verschillende zoutgradiënten van 50-200 mM NaCl. Polyesters worden gebruikt vanwege hun biologischecompatibiliteit en biologische afbraak. De zoutgradiënt heeft verschillende effecten op de vorm, afhankelijk van de hydrofobiciteit van de blokcopolymeer backbone. Het kan worden gebruikt om prolaten, staven en stomatocyten te maken. Deze zoutgestuurde methode werd gekozen vanwege het gemak van replicatie en experimentele veelzijdigheid.

<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

Polymersomen zijn membraangebonden, tweelaagse blaasjes gemaakt van amfifiele blokcopolymeren die zowel hydrofobe als hydrofiele ladingen kunnen inkapselen voor toepassingen van medicijnafgifte. Ondanks hun belofte zijn polymersomen beperkt in toepassing vanwege hun bolvorm, die niet gemakkelijk wordt opgenomen door cellen, zoals aangetoond door solide nanodeeltjeswetenschappers. Dit artikel beschrijft een op zout gebaseerde methode voor het verhogen van de beeldverhoudingen van bolvormige poly(ethyleenglycol) (PEG)-gebaseerde polymersomen. Deze methode kan polymersomen verlengen en uiteindelijk hun uiteindelijke vorm controleren door natriumchloride toe te voegen aan dialyse na de vorming. De zoutconcentratie kan, zoals beschreven in deze methode, worden gevarieerd op basis van de hydrofobiciteit van het blokcopolymeer dat wordt gebruikt als basis voor het polymere en de doelvorm. Langwerpige nanodeeltjes hebben het potentieel om het endotheel beter te richten in bloedvaten met een grotere diameter, zoals aderen, waar marges worden waargenomen. Dit protocol kan therapeutische nanodeeltjestoepassingen uitbreiden door gebruik te maken van rektechnieken in combinatie met de dubbelbelading, lang circulerende voordelen van polymersomen.

Tabel 2 geeft de verwachte resultaten weer bij het volgen van protocol stap 1. Merk op dat DMSO wordt gebruikt als oplosmiddel voor zowel PEG-PLA als PEG-PLGA bij de vorming van polymersomen. Afwijking van dit oplosmiddel is mogelijk, omdat andere water-mengbare oplosmiddelen de copolymeren zullen oplossen, maar naar verwachting de resultaten zullen veranderen. Verwacht wordt dat de PDI minder dan 0,2 zal zijn, wat wijst op de vorming van monodisperse polymersomen17. Merk op dat t...

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

Polymersomen zijn zelfgeassembleerde polymere blaasjes die worden gevormd in bolvormige vormen om Gibb's Free Energy te minimaliseren. In het geval van medicijnafgifte zijn meer langwerpige structuren gunstig. Dit protocol stelt methoden vast om meer staafachtige polymersomen te maken, met langwerpige beeldverhoudingen, waarbij zout wordt gebruikt om osmotische druk te induceren en interne blaasvolumes te verminderen.

Modulerende vorm van polymersomen op polyesterbasis met osmotische druk

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

Nanodeeltjesvorm beïnvloedt cellulaire opname, maar er is beperkt werk verricht om de vorm van polymersomen te veranderen. Dit protocol laat zien hoe polymersomen kunnen worden verlengd voor verbeterde toepassingen voor medicijnafgifte. Deze techniek biedt een eenvoudige aanpak die veel verschillende polymere vormen kan creëren met potentiële toepassingen in medicijnafgifte, pseudocellen of voor andere onontgonnen velden.Langwerpige polymersomen kunnen tegelijkertijd hydrofobe en hydrofiele geneesmiddelen leveren en gemakkelijker in de cellen. Deze techniek kan helpen om drugs over de bloed - hersenbarrière te pendelen, wat een grote medische uitdaging aanpakt. Los om te beginnen 0,015 gram geselecteerd polyester op in één milliliter DMSO door gedurende 15 minuten te vortexen en stel het oplosmiddelinjectieapparaat in.Plaats de startplaat direct onder de verticale spuitpomp en plaats vervolgens een glazen gal van vijf milliliter met één milliliter gedeioneerd water van het type twee in een miniatuur sterbalk op de roerplaat. Stel de hoogte van de spuitpompen zo in dat de punt van de naald volledig kan worden ondergedompeld in gedeï gedeï gedeïdiseerd water en stel de infusiesnelheid van de spuitpomp in op vijf microliters per minuut. Voer de oplosmiddelinjectie uit door de organische oplosmiddel- en polyesteroplossing in een naald van 27 gauge te trekken.Plaats de naald in de spuitpomp en zorg ervoor dat deze goed vast zit. Stel het duwblok in om het uiteinde van de zuiger van de spuit aan te raken. Start de roerplaat zodat het water met 100 omwentelingen per minuut draait en start vervolgens de spuitpomp.Zodra de spuitpomp het organische oplosmiddel en polymeer volledig in het water heeft gedrenkt, verwijdert u de roerstaaf en sluit u het glas af. Voor de karakterisering van het polymersome via dynamische lichtverstrooiing of DLS, voeg een milliliter water met een klein percentage organisch oplosmiddel en polymeer toe aan een cuvette van één milliliter. DLS uitgevoerd door de cuvette in het systeem te plaatsen en de uitvoering in te stellen.Lees de polymersomen intensiteit gewogen diameter en polydispersiteitsindex of PDI. Voeg na het wassen van een dialysemembraan van 300 kilodalton volgens de door de fabrikant verstrekte protocollen één milliliter polymere oplossing toe aan het reservoir van het dialyseapparaat. Plaats het dialyseapparaat in het bekerglas van 250 milliliter met 150 milliliter gedeï gedeï gedeï gedeïdeerd water op een roerplaat.Zet de roerplaat op een snelheid die een zachte beweging van het dialyseapparaat mogelijk maakt en laat deze een nacht roeren. Nadat de dialyse is voltooid, haalt u de polymere oplossing van één milliliter uit het dialyseapparaat. Creëer 150 milliliter gewenste zoutbuffer met een concentratie van 50, 100 of 200 millimol natriumchloride op basis van de uiteindelijke gewenste polymere eigenschappen en houd de belasting van het dialyseapparaat 18 uur in 150 milliliter zoutoplossing om te roeren.Voer na vormmodulatie DLS-metingen uit. Besteed bijzondere aandacht aan PDI-metingen in vergelijking met spirituele polymersomen, omdat een verandering in PDI een effectieve vormverandering in polymersomen suggereert. Gebruik geschikte besturingselementen voor beeldvorming, met name niet-vormgemoduleerde polymersomen om het succes van de methode te garanderen.TEM-observatie van op PEG-PLA gebaseerde polymersomen duidt op een algehele bolstructuur met een dikkere buitenlijn die indicatief is voor een membraan. De polymersomen presenteren zich als fysieke structuren en SEM met een borstelachtige buitenlaag van PEG. Dialyse van een uur in water leidde tot dezelfde totale gemiddelde diameter, waarbij oplosmiddelverwijdering de polymersomendiameter verlaagde.Wanneer grotere initiële concentraties organisch oplosmiddel worden gebruikt, wordt een grotere diameter verwacht. Bij het maken van de PEG-PLA polymersomen worden bescheiden veranderingen in PDI verwacht, wat kan wijzen op een verandering in vorm. Bij het dialyseren van PEG-PLGA-polymersomen, die iets hydrofober zijn dan PEG-PLA-polymeren tegen zout, komt de toename van PDI meer overeen met rek met alle onderzochte zoutgradiënten die leiden tot een toename van PDI.Vergelijkbare resultaten moeten worden waargenomen bij het gebruik van een zoutgradiënt van 50 millimolar om een vormverandering te veroorzaken, ongeacht de hydrofobiciteit van polyester. Ondertussen tonen 100 en 200 millimolar natriumchloride zoutgradiënten de directe trend dat delta PDI toeneemt met toenemende polyester hydrofobiciteit. TEM-beelden van PEG-PLA-polymersomen gedialyseerd met 50 miljoen lager natriumchloride toonden met stomatocyten en langwerpige staven.Naarmate de zoutconcentratie steeg tot 100 millimolar, werd een verhoogd aantal staafvorming met een verminderd aantal stomatocyten waargenomen. Dialyse tegen polymersomen van 200 millimolar vormde consistenter prolaten met een bescheiden beeldverhouding. Het meest uitdagende deel van dit protocol is om het polymere consistent te maken.Het is dus belangrijk om de procedure uit te oefenen.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

Techniek Biologisch-Based vaattransplantaten Met behulp van een Pulsatiele Bioreactor

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

Shape Memory Polymeren voor actieve cel Cultuur

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

Microfluïdische fabricage van polymere en biohybridevezels met vooraf ontworpen grootte en vorm

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

Fabricage van een biologisch actief, PCL-based &quot;Self-fitting&quot; Shape Memory Polymer Steiger

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

Het vormen van Giant-sized polymeervesicles Met behulp van Gel-geassisteerde Rehydratatie

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

Synthese van ammoniak bij lage druk

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

Patroon-based Search van Epigenomic gegevens met behulp van GeNemo

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

Antimicrobiële peptiden geproduceerd door selectieve druk opneming van niet-canonieke aminozuren

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

Licht vel fluorescentie microscopie 4-dimensionale beelden van de gevolgen van het moduleren van Shear Stress op de ontwikkelingslanden Zebrafish hart

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

Een snelle beeld-gebaseerde bacteriële virulentie Assay met behulp van Amoeba

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