İpek Nanopartiküller imalatı ve İlaç Dağıtım Uygulamaları

Summary

Nanopartiküller endikasyonlar geniş bir aralığı için ümit vaadeden bir ilaç sağlama sistemlerini ortaya çıkmaktadır. Burada, ters mühendislik ipek böceği ipek kullanılarak ipek nanopartiküller üretmek için basit ama güçlü bir yöntem açıklanmaktadır. Bu ipek nanopartiküller terapötik bir yük ile yüklenen ve daha sonra ilaç dağıtım uygulamaları için keşfedilebilir.

Abstract

İpek nedeniyle üstün mekanik özellikleri, biyouyumluluk ve biyobozunurluk yanı sıra bir tetikleyici cevaben korumak ve daha sonra onun yükü bırakmak için yeteneği biyomedikal ve ilaç uygulamaları için umut verici bir biyopolimerdir. İpek çeşitli malzeme biçimleri halinde formüle edilebilir olsa da, ipek nanopartiküller olarak ümit vaadeden bir ilaç sağlama sistemlerini ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle, bu makale, stabil ipek nano-tanecikleri oluşturmak için kullanılabilen bir yeniden ipek bir solüsyon elde ters mühendislik Koza işlemleri kapsar. Bu nanopartiküller, daha sonra karakterize edilir, ilaç yüklü ve potansiyel bir anti-kanser ilaç verme sistemi olarak incelenmiştir. Kısaca, ipek kozası ters, koza gam giderme ilk tasarlanmış ipek çözülme takip ve sulu ipek solüsyon elde, temizlemek edilir. Sonraki, rejenere ipek çözüm ipek nanopartiküller elde etmek nanoprecipitation tabi tutulur – basit ama güçlü bir yöntemBu üniforma nanopartiküller üretir. İpek nanopartiküller, boyut, zeta potansiyeli, sulu ortam içinde morfolojisi ve dayanıklılığı gibi bir kemoterapötik yükü tuttuğu ve insan göğüs kanser hücrelerini öldürmek için kabiliyetlerine göre karakterize edilir. Genel olarak, açıklanan metodoloji potansiyel nanotıpta olarak kullanımları da dahil olmak üzere kolayca uygulamalar sayısız için keşfedilmeyi olabilir üniforma ipek nanopartiküller, verir.

Introduction

örneğin proteinler, peptidler ve küçük molekül ağırlıklı ilaçların – – hücreleri ve dokuları hedef nano-boyutlu ilaç verme sistemleri genellikle ilaç salımını kontrol etmek ve tedavi yükleri çeşitli bir dizi elde etmek için kullanılabilir. Bu terapötik yükleri genellikle lipozomlar, (dendrimerler de dahil olmak üzere) suda çözülebilen polimerler, mikro ve nanopartiküller ¹ gibi çeşitli makromoleküler ilaç taşıyıcıları içine dahil edilmiştir. (Tipik olarak 1 nm ile 1000 arasında bir boyut aralığında) Nanopartiküller yaygın olarak, özellikle anti-kanser ilaç verme ^2, potansiyel ilaç taşıyıcıları olarak araştırılmaktadır. Ilaç dağıtım için çok daha fazla nanopartiküller artık klinik denemeler ⁴ giriyoruz böylece rutin klinik uygulamaya ³ içine Abraxane başarılı tanıtım (120 nm büyüklüğünde albümin tabanlı nanopartiküller paklitaksel ile yüklü), alan katalize etmiştir. Solid tümörler genellikle o n anlamına gelir kötü lenfatik drenajı göstermek ve sızan kan damarları var200 nm ye kadar anoparticles pasif intravenöz uygulamayı takiben bu tümörler hedeflenecektir. Bu pasif hedef olay gelişmiş geçirgenlik ve tutma (EPR) etkisi olarak adlandırılır ve ilk olarak 1986 ⁵ bildirilmiştir. EPR etkisi, belirli bir ilaç dozu için ne zaman tümör mikro olan ilaç konsantrasyonlarında bir 50- ila 100-kat artışa yol açabilir ilaç yük taşıyıcı olmadan bir makromoleküler ilaç taşıyıcı yaklaşımı yerine ücretsiz ilaç kullanılarak teslim edilir. Anti-kanser ilaç verilmesi için tasarlanan ilaç yüklü nano parçacıklar tümör mikro ulaşmak ve ilacın arzu edilen terapötik etkiyi elde etmek için ³ Çoğu zaman, genellikle, endositik alımı ile, belirli bir hücre içi bölüm girmelidir. hücre içi ilaç verilmesi için tasarlanmış nanopartiküller hücre içine ağ geçidi yanı sıra ilaç direnç mekanizmalarını aşmak için bir yol olarak endositoz istifade eder. nanopartiküller gelen ilaç salım sık sık özellikle o şekilde tasarlanmıştırnanoparçacık taşıyıcı pH yanıt (lizozomal pH yaklaşık 4.5) taşıyıcı ^7'den yükü kurtarmak ilaç salım veya lizozomal enzimler için tetikleyici olarak hizmet verebilir lizozomlarında CCur (yani, lysosomotropic ilaç dağıtım) ^6.

Malzemelerinin çoğu farklı sınıflar nano-tanecikleri (örneğin, metal ve bir çok organik ve inorganik maddelerin) oluşturmak için kullanılabilir. Ancak, biopolimerler nedeniyle bilinen biyouyumluluk, biyobozunurluk ve düşük toksisite ⁸ çekici malzemeler ortaya çıkmaktadır. Birçok biyopolimerler albümin, aljinat, kitosan ve ipek gibi araştırılmaktadır. Bunlardan, ipek ilaç verme sistemleri ^9'a gelişmesi için ümit veren bir rakip olarak ortaya çıkmıştır. Çeşitli ipek (örneğin, Bombyx mori) (ör Nephila clavipes) örümcekler ve ipek böcekleri içeren eklembacaklılara, bir dizi ile üretilir. Ipek böceği ipek çok daha ilavelere kullanılanğı örümcek ipekten daha ipekböceği tamamen evcilleştirilmiş çünkü ve ipek böylece tekrarlanabilir başlangıç ​​malzemesinin temsil eder. İpekböceği ipek bir Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) özellikle dikiş malzemesi olarak beşeri, için malzeme onaylanmıştır; İnsanlarda, bir güvenlik kaydı olduğunu ve in vivo ¹⁰ degrade olduğu bilinmektedir. ipek bozulması profili 12 ay ya da daha fazla (yüksek kristal ipek) saat (düşük kristalli ipek) aralığında ince ayarlanmış olabilir. İpek parçalanma ürünleri toksik olmayan ve vücutta ¹⁰ metabolize edilir. Ipek yapısı kontrollü ilaç serbest bırakılması için iyi bir malzeme yapma, düşük moleküler ağırlıklı bileşikler ve makromoleküler protein ilaçları ¹¹ bağlanma yeteneğini kazandırır. Protein ilaçlar (örneğin, antikorlar) bağışıklık sistemi tarafından denatürasyon, toplama, proteolitik bölünme ve temizlik duyarlıdırlar. Ancak, ipek dolayı nanokristal yeniden tamponlama kapasitesine terapötik proteinler stabilizegions ve nano ölçekte ¹¹ su içeriğine terzi yeteneği. Bu benzersiz özellikleri, fiziksel koruma sağlar ve yük hareketliliği ¹¹ azaltmak ve genellikle diğer (biyo) polimerler ile görülmez. Örnek ipek tabanlı hidrojellerin ^12, filmler ^13-15 ve nanopartiküller ^16,17 Birçok antikanser ilaç taşıyıcı sistemler, şimdi ^(18,19 referanslar gözden) bu özellikleri yararlanmak için geliştirilmiştir

Burada, ipek nanopartiküller, uzun bir zaman dilimi içinde boyut ve yükleri belirlenmesi ile karakterize edilmiştir. Doksorubisin, klinik olarak anlamlı bir anti-kanser ilaç, ilaç yüklü ipek nanopartiküller ile tedavi edilen üç negatif insan meme kanseri hücrelerindeki ilacın yükleme ve sitotoksisite çalışmaları için model bir ilaç olarak kullanılmıştır.

Protocol

Ipek böceği Koza Bir Ters-mühendislik İpek Çözüm 1. Hazırlık NOT: Bu yöntem başka bir yerde 12,27 açıklanan protokollere dayanmaktadır. 5 mm x 5 mm parçalar halinde makasla kurutulmuş koza 5 g kesin. herhangi bir kirli katmanları kaldırın. sodyum karbonat 4.24 g tartılır ve damıtılmış su kaynar 2 L dikkatlice ilave edin. Not: Bu, 0.02 M sodyum karbonat çözeltisi elde edilir. kaynar sodyum karbonat çözeltisi ile kesme koza par?…

Representative Results

Daha önce 17 ayrıntılı olarak Veriler istatistiksel olarak analiz edildi. Student t-testi, çok sayıda numune için Bonferroni çoklu karşılaştırma post-hoc testi ile takip örnek çiftleri ve varyans analizi (ANOVA) Tek yönlü analizi için kullanıldı. aşağıdaki gibi bir yıldız istatistiksel anlamlılık gösterir: * p <0.05 ve ** p <0.001. Tüm veriler, bağımsız deney sayısını belirtir, standart sapma (SD) ve parantez içinde sayılar ± ortalama…

Discussion

Çeşitli yöntemler, süperkritik CO, ²¹ kurutma, kılcal microdot ²³ baskı ²² dışarı tuzlama sprey, ²⁰ karıştırma polivinil alkol de dahil olmak üzere ipek nanopartiküller üretmek için kullanılabilir ₂ yağış ²⁴ ve nanoprecipitation ^16,25 (referans ²⁶ gözden). Ancak, nanoprecipitation nedeniyle genel basitliği, ipek nanopartiküller üretmek için en popüler tekniktir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı nanopreci…

Materials

Acetone	VWR International, Radnor, PA, USA	20066.33
Automated Critical Point Dryer	Leica Microsystems, Wetzlar, Germany	EM CPD300
Balancing	Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland	NewClassic MS
Black polystyrene microplate , 96 well	Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA	3991
Capillary cell (DTS 1070)	Malvern Instrument, Worcestershire, UK	DTS107
Carbon adhesive disc	Agar Scientific, Essex, UK	G3347N
Centrifuge	Hermle Labortechnik, Wehingen, Germany	Z323K
Centrifuge	Beckman Coulter, Brea, CA, USA	Avanti J-E, Rotor: J20
Centrifuge	Beckman Coulter, Brea, CA, USA	Optima L-70K, Rotor: 50.2 Ti, Adaptor 303392
Coater, low vacuum	Leica Microsystems, Wetzlar, Germany	EM ACE200
Cuvettes, polystyrene, disposable	Fisher Scientific, Waltham, MA, USA	FB55147
Doxorubixin	LC Laboratories, Boston, MA, USA	D4000
Electronic pipetting, Easypet	Eppendorf, Hamburg, Germany	N/A
FE-SEM	Hitachi High-Technologies, Krefeld, Germany	SU6600
Fetal Bovine Serum	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	16000-044
Freeze dryer	Martin Christ, Osterode, Germany	Epsilon 2-4
Heat inactivated Bombyx mori silk cocoons	Tajima Shoji, Kanagawa, Japan	N/A
Hotplate with Stirrer	Bibby Scientific, Stanffordshire, UK	US 152
Incubator	Memmert, Schwabach, Germany	INB 200
Insulin, human recombinant, zinc solution	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	12585-014
Lithium bromide	Acros Organics, Geel, Belgium	AC199870025
MDA-MB-231	ATCC, Manassas, VA, U.S.A	N/A
Micropipette and tips	Eppendorf, Hamburg, Germany	N/A
Microplate Reader	Molecular devices, Sunnyvale, CA, USA	SpectraMax M5
Oak Ridge High-Speed Centrifuge Tubes, 50 ml	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	N/A
Open-Top Thickwall Polycarbonate tube, 4 ml	Beckman Coulter, Brea, CA, USA	355645
Penicilin/streptomycin	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	15140-122
RPMI medium	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	11875-093
Serological pipettes, 5 ml	Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA
Silicon wafers	Agar Scientific, Essex, UK	G3391
Slide-A-Lyzer Dialysis cassettes, 3.5K MWCO, 15 ml	Thermo Scientific, Waltham, MA, USA	87724
Sodium carbonate anhydrous	Fisher Scientific, Waltham, MA, USA	S/2840/62
Specimen stubs for SEM	Agar Scientific, Essex, UK	G301
Ultrasonic homogenizer	Bandelin, Berlin, Germany	Sonoplus HD 2070
UV transparent microplate, 96 well	Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA	3635
Vortex	IKA, Staufen, Germany	Genius 3
Zetasizer	Malvern Instrument, Worcestershire, UK	Nano ZS
Zetasizer Software version 7.11			DLS software
Micro Modulyo	Thermo Fisher	230	Freeze drying system