Erzeugung von Alginat-Mikrokugeln für biomedizinische Anwendungen
Summary
In den folgenden Abschnitten beschreiben wir Verfahren zur Herstellung von Alginat-Mikrokugeln für den Einsatz in biomedizinischen Anwendungen. Wir illustrieren speziell eine Technik zur Erstellung mehrschichtiger Alginat-Mikrokugeln für den doppelten Zweck der Zell-und Protein-Kapselung als potenzielle Therapie für Typ 1 Diabetes.
Abstract
Alginat-Basis-Werkstoffe haben beträchtliche Aufmerksamkeit für biomedizinische Anwendungen aufgrund ihrer hydrophilen Natur, Biokompatibilität und physikalischen Architektur erhalten hat. Zu den Anwendungen gehören der Verkapselung von Zellen, Drug-Delivery-, Stammzellen-Kultur, und Tissue Engineering Scaffolds. In der Tat sind derzeit klinische Studien durchgeführt, in dem Inselchen in PLO beschichteten Alginat-Mikrokugeln werden als eine Behandlung von Typ-I-Diabetes eingeschlossen. Allerdings sind eine große Anzahl von kleinen Inseln auf Wirksamkeit aufgrund der schlechten Überleben nach der Transplantation erforderlich. Die Fähigkeit, lokal anregen mikrovaskulären Netzwerk Formation um den verkapselten Zellen können ihre Lebensfähigkeit durch verbesserte Transport von Sauerstoff, Glukose und anderen lebenswichtigen Nährstoffen zu erhöhen. Fibroblasten-Wachstumsfaktor-1 (FGF-1) ist ein natürlich vorkommendes Wachstumsfaktor, der in der Lage, die Bildung von Blutgefäßen fördern und zu verbessern Sauerstoffgehalt im ischämischen Gewebe ist. Die Wirksamkeit von FGF-1 wird verbessert, wenn es in einem sust geliefert wirdained Weise statt eines einzelnen großen Bolus-Verabreichung. Der lokale langfristige Freisetzung von Wachstumsfaktoren aus Inselchen Verkapselung Systeme könnten das Wachstum von Blutgefäßen stimulieren direkt gegenüber den transplantierten Zellen, die möglicherweise die Verbesserung der funktionellen Ergebnisse Transplantat. In diesem Artikel beschreiben wir Verfahren zur Herstellung von Alginat-Mikrokugeln für den Einsatz in biomedizinischen Anwendungen. Darüber hinaus beschreiben wir eine Methode, die wir zur Erzeugung von vielschichtigen Alginat-Mikrokugeln entwickelt. Die Zellen können in der inneren Alginat Kern und angiogenen Proteine in der äußeren Schicht Alginat verkapselt werden. Die Freisetzung von Proteinen aus dieser äußeren Schicht würde die Bildung von lokalen Netzwerken mikrovaskulären direkt stimulieren gegenüber den transplantierten Inseln.
Protocol
Discussion
Alginat ist ein natürliches, saures Polysaccharid aus Algen extrahiert und aus Einheiten von 1,4 '-β-D-Mannuronsäure (M) und α-L-Guluronsäure (G) 2,3 besteht. Einfache Gelierung auftritt, wenn zweiwertigen Kationen, wie Ca 2 +, Sr 2 + oder Ba 2 + interagieren mit G-Monomeren unter Bildung ionischer Brücken zwischen benachbarten Alginatketten. Mikrokugeln aus Alginat verwendet worden, um eine Vielzahl von Proteinen, einschließlich Fibroblasten-Wachstumsfaktor-1 (FGF-…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde durch das US Department of Veterans Affairs (Washington DC), Zuschüsse 0852048, 0731201, 0854430 und von der National Science Foundation (Arlington, VA), und Grant RO1 DK080897 von den National Institutes of Health (Bethesda, MD) unterstützt . Herr Khanna erhielt Unterstützung von einer großzügigen Spende von Herrn Edward Ross und Dr. Monica Moya von der Bill & Melinda Gates Foundation (Seattle, WA).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Pronova Ultrapure LVG alginate | Nova-Matrix | 4200006 | A variety of alginate formulations are available. The choice of alginate influences the end properties of the microbeads, including size, mechanical properties, and transport. The composition used should be optimized for a given application. |
| Pronova Ultrapure LVM alginate | Nova-Matrix | 4200206 | A variety of alginate formulations are available. The choice of alginate influences the end properties of the microbeads, including size, mechanical properties, and transport. The composition used should be optimized for a given application. |
| Poly-L-ornithine hydrochloride | Sigma-Aldrich | P2533 |
References
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