Burada sunulan protokol, güçlü bir yapışkan hidrojel jelatin o-nitrosobenzaldehitin (jelatin-NB) sentezini göstermektedir. Jelatin-NB, yara yüzeylerini korumak için güçlü bir fiziksel bariyer oluşturabilen hızlı ve etkili doku yapışma yeteneğine sahiptir, bu nedenle yaralanma onarımı biyoteknolojisi alanına uygulanması beklenmektedir.
Yapışkan malzemeler, biyomedikal ve doku mühendisliği alanında popüler biyomalzemeler haline gelmiştir. Önceki çalışmamızda, esas olarak doku rejenerasyonu için kullanılan ve kornea hasarı ve enflamatuar bağırsak hastalığının hayvan modellerinde doğrulanan yeni bir materyal – jelatin o-nitrosobenzaldehit (jelatin-NB) – sunduk. Bu, biyolojik jelatinin o-nitrosobenzaldehit (NB) ile modifiye edilmesiyle oluşan yeni bir hidrojeldir. Jelatin-NB, NB-COOH’un karboksil grubunu aktive ederek ve jelatin ile 1-(3-dimetilaminopropil)-3-etilkarbodiimid hidroklorür (EDC) ve N-hidroksisüksinimid (NHS) yoluyla reaksiyona girerek sentezlendi. Elde edilen bileşik, en az 18 ay boyunca istikrarlı bir şekilde saklanabilen nihai ürünü üretmek için saflaştırıldı. NB, doku üzerinde -NH2’ye güçlü bir yapışmaya sahiptir, bu da birçok C = N bağı oluşturabilir, böylece jelatin-NB’nin doku arayüzüne yapışmasını arttırır. Hazırlama süreci, NB-COOH grubunun sentezi, grubun modifikasyonu, jelatin-NB sentezi ve bileşiğin saflaştırılması için adımları içerir. Amaç, jelatin-NB’nin spesifik sentez sürecini ayrıntılı olarak tanımlamak ve jelatin-NB’nin hasar onarımına uygulanmasını göstermektir. Ayrıca, protokol, daha uygulanabilir senaryolar için bilimsel topluluk tarafından üretilen malzemenin doğasını daha da güçlendirmek ve genişletmek için sunulmaktadır.
Hidrojel, suyun şişmesiyle oluşan üç boyutlu bir polimer türüdür. Özellikle, hücre dışı bir matristen elde edilen hidrojel, mükemmel biyouyumluluğu ve terapötik etkinliği nedeniyle biyosentez ve rejeneratif tıp alanında yaygın olarak kullanılmaktadır1. Gastrik ülser, nevrit, miyokard enfarktüsü 2,3,4 ve diğer hastalıkların tedavisi için hidrojeller bildirilmiştir. Ayrıca, jelatin-NB’nin inflamasyon ininflamatuar bağırsak hastalığının (IBD) sonucunu destekleyebileceği kanıtlanmıştır5. Geleneksel hidrojeller arasında jellan zamkı, jelatin, hyaluronik asit, polietilen glikol (PEG), katmanlı, hidrofobik / hidrofilik, aljinat / poliakrilamid , çift ağ ve poliamfoterik hidrojeller6 bulunur ve bunların hepsi iyi histouyumluluk ve mekanik özelliklere sahiptir. Bununla birlikte, bu geleneksel hidrojeller ortamdaki neme ve havaya karşı savunmasızdır. Uzun süre havaya maruz kalırlarsa, su kaybederler ve kururlar; suya uzun süre daldırılırlarsa, suyu emer ve7’yi genişletir, böylece esnekliklerini ve mekanik işlevlerini azaltırlar. Ek olarak, geleneksel hidrojellerin doku yapışmasını sağlamak büyük bir zorluktur8.
Buna dayanarak, biyolojik jelatinin NB ile modifiye edilmesiyle oluşan yeni bir hidrojel olan nano ölçekli bir hidrojel jelatin-NB tasarladık ve sentezledik (Şekil 1). NB, doku üzerinde -NH2’ye güçlü bir yapışma kabiliyetine sahiptir, bu da çok sayıda C = N bağı oluşturabilir, böylece hidrojel-doku arayüzünün yapışkanlığını arttırır. Bu güçlü yapışma, hidrojelin doku yüzeyine sıkıca yapışmasını sağlayabilir, böylece nano düzeyde bir moleküler kaplama oluşturabilir. Ekibin önceki çalışmalarında, bu tür modifiye hidrojel kaplamanın doku yapışmasını iyileştirdiği doğrulanmıştır9; kornea ve bağırsak organlarına ve dokularına stabil bir şekilde yapışabilir ve anti-inflamasyon, bariyer izolasyonu ve rejenerasyon teşvik rolleri oynayabilir. Amaç, jelatin-NB’nin spesifik sentez işlemini burada ayrıntılı olarak tanıtmaktır, böylece jelatin-NB daha fazla hasar onarımı senaryosunda uygulanabilir. Ayrıca, diğer araştırmacıları bu malzemenin doğasını daha fazla uygulama senaryosuna uyacak şekilde daha da güçlendirmeye ve genişletmeye teşvik ediyoruz.
Yapışkan malzemeler yeni bir malzeme sınıfıdır. Giderek daha fazla araştırmacı, çeşitli yapışkan malzemelerin sentezine kendini adamıştır ve biyoteknoloji, doku mühendisliği, rejeneratif tıp ve son yıllarda güçlü bir gelişmeye yol açan diğer alanlarda uygulamalarını bulmaya çalışmaktadır. Yapışkan malzemelerin güçlü yapışmasına odaklanmanın yanı sıra, araştırmacılar ayrıca enjekte edilebilirlik, kendi kendini iyileştirme, hemostatik, antibakteriyel, kontrollü çıkarma ve …
The authors have nothing to disclose.
Hiç kimse.
1-(3Dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodimide hydrochloride (EDC) | Aladdin | L287553 | |
4-Hydroxy-3-(methoxy-D3) benzaldehyde | Shanghai Acmec Biochemical Co., Ltd | H946072 | |
DCM | Aladdin | D154840 | |
Dichloromethane | Sigma-Aldrich | 270997 | |
Dimethyl sulfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | 20-139 | |
dimethylformamide (DMF) | Sigma-Aldrich | PHR1553 | |
gelatin | Sigma-Aldrich | 1288485 | |
magnesium sulfate | Sigma-Aldrich | M7506 | |
MeOH | Sigma-Aldrich | 1424109 | |
methyl 4-(4-formyl-2-methoxyphenoxy methoxyphenyl) butanoic acid methyl ester | chemsrc | 141333-27-9 | |
methyl 4-bromobutyrate | Aladdin | M158832 | |
NaBH4 | Sigma-Aldrich | 215511 | |
N-hydroxysuccinimide (NHS) | Aladdin | D342712 | |
nitric acid | Sigma-Aldrich | 225711 | |
potassium carbonate | Sigma-Aldrich | 209619 | |
SEM (Nova Nano 450) | Thermo FEI | 17024560 | |
THF/EtOH | Aladdin | D380010 | |
trifluoroacetic acid (TFA) | Sigma-Aldrich | 8.0826 |