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

פרויקט זה מומן בחלקו על ידי פרויקט המכונים הלאומיים לבריאות מספר 5P20GM103499-19 באמצעות תוכנית פרויקט המחקר היזום לסטודנטים. עבודה זו נתמכה גם בחלקה על ידי תוכנית החקירות היצירתיות של קלמסון. אנו מכירים גם ניקולס L'Amoreaux ו Aon עלי שעבד בתחילה על יצירת פרוטוקול זה, פרסום המאמר הראשון שלהם מצוטט כאן14.

1. היווצרות פולימרית כדורית בשיטת הזרקת ממס
<ol><li>פירוק פוליאסטרים בממס אורגני הערה: רק פוליאסטר אחד צריך להיות מומס בממס האורגני המתאים שלה בכל פעם כדי ליצור פולימרוזומים.<ol>
<li>להמיס פוליאסטרים PEG-PLA או PEG-b-פולי (חומצה לקטית-co-גליקולית) (PEG-PLGA) בדימתיל סולפוקסיד (DMSO) בריכוז של 1.5% משקל. באופן ס...

<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>

מערכות בהרכב עצמי ידועות לשמצה כבלתי נשלטות. המאפיינים הסופיים שלהם, כולל גודל, צורה ומבנה, מונעים על ידי המאפיינים ההידרופוביים של האמפיפיל שנבחר וסביבת הממס שנבחרה. קופולימרים בלוק אמפיפילי נוטים לכיוון צורות כדוריות, אשר ממזער את האנרגיה החופשית של גיב ומוביל שיווי משקל תרמודינמי<sup cla...

אפנון צורה הוא דרך חדשה ויעילה יחסית לשפר את אספקת התרופות בתיווך הננו-חלקיקים. לא רק שהשינוי במורפולוגיה מגדיל את שטח הפנים של החלקיקים, אשר בתורו מאפשר יכולת נשיאה גדולה יותר, אלא שיש לו גם השלכות על פני הלוח כדי לשפר את היציבות, זמן זרימת הדם, הזמינות הביולוגית, פילוח מולקולרי, ושחרור מבוקר1. פולימרומים, הננו-חלקיק של המיקוד בשיטה זו, נוטים להרכיב את עצמם באופן תרמודינמי לצורה כדורית, אשר הוכיחה את עצמה כבלתי מעשית בספיגה התאית ומזוהה בקלות רבה יותר במערכת החיסון כגוף זר. היכולת להאריך את המבנה לתוך פרולט או מוט תאפשר לנושא הסמים להתחמק מקרופאגים על ידי חיקוי תאים מקומיים ולספק בהצלחה רבה יותר ליעד הרצוישלהם 2,3,4,5,6,7. היתרונות המשמעותיים של פולימרים, כולל הגנה קשורה ממברנה של מטענים, גירוי-תגובה של הממברנה, אנקפסולציה כפולה של תרופות הידרופיליות הידרופוביות8,9,10, שהופכים אותם למועמדים חזקים לאספקת סמים נשמרים במהלך אפנון צורה.
ישנן שיטות רבות ושונות באפנון הצורות של פולימרים, וכל אחת מהן מגיעה עם היתרונות והחסרונות שלה. עם זאת, רוב השיטות האלה מתחלקות לשתי קטגוריות: שינוי לחץ אוסמוטי מונחה ממס ומלח11. שתי הגישות שואפות להתגבר על אנרגיית הכיפוף הקיימת לאחר שפולימרים נוצרים בצורת שיווי משקל כדורי. על ידי החדרת שיפוע לחץ אוסמוטי, ניתן לכפות על פולימרומים להתכופף למבנים מוארכים למרות אנרגיות כיפוף חזקות11,12.
השיטה מבוססת הממס בוחנת שינוי צורה בהשראת עבודתם של קים ואן האסט13. הם הפלילו פולימרומים בתערובת ממס ומים אורגנית כדי ללכוד את הממסים האורגניים בקרום הלסת ולהוציא מים ולליבה הארסית. בסופו של דבר, הנפח הפנימי של החלקיק כל כך נמוך שהוא מהאריך את האריך את הספירה. בעוד שיטה זו הוכיחה הבטחה, היא חסרה מעשיות. שיטה זו דורשת ממיסים שונים עבור כל עמוד שדרה פולימרי בודד המעורב אפנון. לכן, אין זה ישים באופן נרחב לקדם שינוי צורה. לעומת זאת, השיטה מבוססת המלח היא אחידה ומשתמשת בנהג אוניברסלי אחד שיכול להכניס לחץ אוסמוטי לרבים חוסמים פולימרים מבוססי קופולימר.
פרויקט זה משתמש בשיטה מבוססת מלח שהוצגה על ידי L'Amoreaux ואח'14. פרוטוקול זה כרוך בשני סבבים של דיאליזה. האחת שואפת לטהר ולגבש פולי (אתילן גליקול)-b-פולי (חומצה לקטית) (PEG-PLA) פולימרים על ידי הסרת ממס אורגני שאולי נלכד בשכבת הדו-שכבתית במהלך הייצור, ואחד שמקדם את שינוי הצורה. שלב הדיאליזה השני מציג פתרון NaCl של 50 מ"מ שיוצר מעבר צבע של לחץ אוסמוטי כדי להניע את שינוי הצורה. שיטה זו נתמכת על ידי Salva et al., אשר מציינים כי מתח היפרטוני בפתרון יגרום vesicle להתכווץ15. שיטה זו מתבססת על שיטה14 שפורסמה בעבר ומסתכלת על שני פולימרים שונים המבוססים על פוליאסטר ושיפועים שונים של מלח מ- NaCl 50-200 מ"מ. פוליאסטרים משמשים בשל תאימות ביולוגית שלהם מתכלה. שיפוע המלח יש השפעות שונות על הצורה בהתאם הידרופוביה של עמוד השדרה קופולימר בלוק. ניתן להשתמש בו ליצירת פרולטים, מוטות וסטומטוציטים. שיטה זו מונחה מלח נבחרה בגלל קלות השכפול ורבגוניות ניסיונית.

<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

פולימרים הם שלפוחיות דו-שכבתיות קשורות לממברנה שנוצרו מקופולימרים של בלוק אמפיפילי שיכולים לתמצת הן מטענים הידרופוביים והן מטען הידרופילי עבור יישומי אספקת תרופות. למרות ההבטחה שלהם, פולימרומים מוגבלים ביישום בשל צורתם הכדורית, אשר אינו נלקח בקלות על ידי תאים, כפי שהוכח על ידי מדעני ננו-חלקיקים מוצקים. מאמר זה מתאר שיטה מבוססת מלח להגדלת יחסי הגובה-רוחב של פולין גליקול כדורי (אתילן גליקול) (PEG)- פולימרים מבוססי PEG. שיטה זו יכולה להאריך פולימרים ובסופו של דבר לשלוט בצורתם הסופית על ידי הוספת נתרן כלורי בדיאליזה שלאחר היווצרות. ריכוז מלח יכול להיות מגוון, כמתואר בשיטה זו, בהתבסס על ההידרופוביה של קופולימר הבלוק המשמש כבסיס לפולימרים ולצורת היעד. חלקיקים מוארכים יש פוטנציאל טוב יותר למקד את אנדותל בכלי דם בקוטר גדול יותר, כמו ורידים, שבו השוליים הוא ציין. פרוטוקול זה יכול להרחיב יישומי ננו-חלקיקים טיפוליים על ידי שימוש בטכניקות התארכות בד בבד עם היתרונות של טעינה כפולה, במחזור ארוך של פולימרים.

טבלה 2 מציגה תוצאות צפויות בעת ביצוע השלב 1 בפרוטוקול. שים לב כי DMSO משמש ממס הן PEG-PLA ו PEG-PLGA בהיווצרות פולימרים. סטייה מממס זה אפשרית, כמו ממיסים אחרים מים miscible יהיה להמיס את הקופולימרים אבל צפוי לשנות את התוצאות. זה צפוי כי PDI יהיה פחות מ 0.2, המציין את היווצרות של monodisperse פולימרים<sup class="...

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

פולימרים הם שלטי פולימרים מורכבים בעצמם שנוצרים בצורות כדוריות כדי למזער את האנרגיה החופשית של גיב. במקרה של אספקת סמים, מבנים מוארכים יותר מועילים. פרוטוקול זה קובע שיטות ליצירת פולימרים דמויי מוט יותר, עם יחסי רוחב-גובה מוארכים, תוך שימוש במלח כדי לגרום ללחץ אוסמוטי ולהפחית את נפחי ההדבקה הפנימית.

צורה מווסתת של פוליאסטר מבוסס פולימרומים באמצעות לחץ אוסמוטי

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

צורת הננו-חלקיק משפיעה על ספיגת התאים, אך נעשתה עבודה מוגבלת כדי לשנות את צורתם של פולימרים. פרוטוקול זה מדגים כיצד להאריך פולימרים עבור יישומי משלוח תרופות משופרים. טכניקה זו מספקת גישה פשוטה שיכולה ליצור צורות פולימריות רבות ושונות עם יישומים פוטנציאליים באספקת תרופות, תאים מדומים או עבור שדות אחרים שלא נחקרו.פולימרים מוארכים יכולים בו זמנית לספק תרופות הידרופוביות והידרופיליות ובקלות רבה יותר לתאים. טכניקה זו יכולה לעזור להעביר תרופות מעבר למחסום הדם - מוח, להתמודד עם אתגר רפואי גדול. כדי להתחיל, להמיס 0.015 גרם של פוליאסטר נבחר במיליליטר אחד של DMSO על ידי מערבולת במשך 15 דקות, ולהגדיר את מנגנון הזרקת ממס.מניחים את צלחת ההתחלה ישירות מתחת למשאבת המזרק האנכית, ואז מניחים מרה זכוכית של חמישה מיליליטר עם מיליליטר אחד מסוג שני מים דה-יוניזציה בבר כוכבים מיניאטורי על צלחת הערבוב. כוונן את גובה משאבות המזרק כדי לאפשר לקצה המחט להיות שקוע לחלוטין במים מסוג שני deionized ולהגדיר את קצב העירוי של משאבת המזרק לחמישה מיקרוליטרים לדקה. בצע את הזרקת הממס על ידי ציור פתרון ממס אורגני פוליאסטר לתוך מחט 27 מד.מניחים את המחט לתוך משאבת המזרק ולוודא שהיא מאובטחת. כוונן את בלוק הדוחף כדי לגעת בקצה הבוכנה של המזרק. התחל את צלחת ערבוב כך המים מסתובבים ב 100 סיבובים לדקה, ולאחר מכן להתחיל את משאבת המזרק.לאחר משאבת המזרק יש חדורה מלאה את הממס האורגני ואת הפולימר לתוך המים, להסיר את מוט stir וכובע זכוכית נתעבת. לאפיון של פולימרים באמצעות פיזור אור דינמי או DLS, להוסיף מיליליטר אחד של מים עם אחוז קטן של ממס אורגני ופולימר כדי cuvette מיליליטר אחד. ביצע DLS על-ידי הצבת ה- cuvette במערכת והגדרת הריצה.קרא את הקוטר המשוקלל בעוצמה פולימרית ואת אינדקס polydispersity או PDI. לאחר שטיפת קרום דיאליזה 300 קילודלטון על פי פרוטוקולים שסופקו על ידי היצרן, להוסיף מיליליטר אחד של פתרון פולימרי למאגר של התקן הדיאליזה. מניחים את מכשיר הדיאליזה ב-250 מיליליטר עם 150 מיליליטר מסוג שני מים דו-מיניים על צלחת ערבוב.מניחים את צלחת הערבוב למהירות המאפשרת תנועה עדינה של מכשיר הדיאליזה ומשאירים אותה לערבב לילה. לאחר הדיאליזה הושלמה, לחלץ את פתרון פולימר מיליליטר אחד מהתקן הדיאליזה. צור 150 מיליליטר של חוצץ מלח הרצוי עם 50, 100 או 200 מילימטרים ריכוז של נתרן כלורי מבוסס על המאפיינים הפולימריים הרצויים הסופיים ולשמור על העומס של מכשיר דיאליזה ב 150 מיליליטר של תמיסת מלח במשך 18 שעות עבור ערבוב.לאחר אפנון הצורה, בצע מדידות DLS. שימו לב במיוחד למדידות PDI בהשוואה לפולימרים רוחניים, שכן שינוי ב-PDI מצביע על שינוי צורה יעיל בפולימרים. השתמש בפקדים מתאימים להדמיה, במיוחד פולימרים מאופננים שאינם צורה כדי להבטיח את הצלחת השיטה.תצפית TEM של פולימרים מבוססי PEG-PLA מצביעה על מבנה כדורי כולל עם קו חיצוני עבה יותר המעיד על ממברנה. הפולימרומים מציגים כמבנים פיזיים ו- SEM עם מברשת כמו שכבה חיצונית של PEG. דיאליזה של שעה במים הובילה לאותו קוטר ממוצע כולל עם הסרת ממסים המפחיתה את הקוטר הפולימרי.כאשר ריכוזים ראשוניים גדולים יותר של ממס אורגני משמשים, ירידות בקוטר גדול יותר צפויות. בעת ביצוע פולימרים PEG-PLA, שינויים צנועים PDI צפויים, אשר עשוי להצביע על שינוי בצורת. בעת חיוג PEG-PLGA פולימרומים, שהם קצת יותר הידרופוביים מאשר פולימרים PEG-PLA נגד מלח, הגידול PDI עולה בקנה אחד עם התארכות עם כל שיפועי מלח נחקרו המוביל לעלייה PDI.תוצאות דומות יש לראות בעת שימוש שיפוע מלח 50 מילימולר כדי לגרום לשינוי צורה ללא קשר הידרופוביה פוליאסטר. בינתיים, שיפועי מלח נתרן כלורי 100 ו 200 מילימולר מציגים את המגמה הישירה שדלתא PDI מגדילה עם הידרופוביה פוליאסטר גוברת. תמונות TEM של פולימרים PEG-PLA חייגו עם 50 מיליון נתרן כלורי נמוך יותר הראו עם סטומטוציטים ומוטות מוארכים.כמו ריכוז המלח גדל ל 100 מילימולר, מספר גדל של היווצרות מוטות עם מספר מופחת של stomatocytes נצפתה. דיאליזה נגד 200 פולימרים מילימולר נוצר באופן עקבי יותר פרולטים עם יחסי רוחב-גובה צנועים. החלק המאתגר ביותר בפרוטוקול זה הוא להפוך את הפולימרים לפולימריים באופן עקבי.לכן חשוב לתרגל את ההליך.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Engineering Biological-Based Vascular Grafts Using a Pulsatile Bioreactor

הנדסה ביולוגית המבוססת דם שתלי שימוש bioreactor pulsatile

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

זיכרון צורה פולימרים לתרבות התא הפעיל

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

ייצור מיקרופלואידי של סיבים פולימריים וביוהיברידים עם גודל וצורה מעוצבים מראש

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

ייצור של זיכרון מבוסס PCL יו, &quot;עצמית הולם&quot; צורת פולימר פיגום

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

פורמינג Polymersomes ענק בגודל שימוש Rehydration ג&#39;ל בסיוע

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

סינתזה אמוניה בלחץ נמוך

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

חיפוש מבוססי תבנית של נתונים Epigenomic באמצעות 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

פפטידים מיקרוביאלית המיוצר על ידי ההתאגדות הלחץ הסלקטיבי של חומצות אמינו קאנונית

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

מיקרוסקופ אור גיליונות זריחה כדי ללכוד תמונות 4-מימדי של השפעות להתכוונן גזירה על הלב דג זברה המתפתח

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

וזמינותו התקפה אלימה חיידקי מהירה מבוססת תמונה באמצעות אמבה

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