JoVE Journal > Bioengineering
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
Automatic Translation
Bioengineering

Fremstilling og karakterisering af Griffithsin-ændret Fiber stilladser til forebyggelse af seksuelt overførte infektioner

Published: October 31, 2017
doi:
10.3791/56492
, ,
1Department of Chemistry,University of Louisville, 2Department of Pharmacology and Toxicology,University of Louisville, 3Center for Predictive Medicine,University of Louisville, 4Department of Microbiology and Immunology,University of Louisville, 5Department of Bioengineering,University of Louisville

Summary

Dette manuskript beskriver proceduren, at fabrikere og karakterisere Griffithsin modificerede poly (mælkesyre-co-glycolic acid) electrospun fibre, der demonstrerer potent klæbende og antiviral aktivitet mod human immundefekt virus type 1-infektion i vitro. Metoder, der anvendes til at syntetisere, overflade-redigere, karakteriserer den resulterende morfologi, konjugering, og desorption for Griffithsin fra overfladen-modificerede fibre er beskrevet.

Abstract

Electrospun fibre (EFs) har været meget anvendt i en række terapeutiske applikationer; men de er først for nylig blevet anvendt som en teknologi til forebyggelse og behandling af seksuelt overførte infektioner (Soi). Desuden, mange elementærfilen teknologier fokusere på indkapsling det aktive stof, i forhold til udnytte overflade for at give biofunctionality. Her beskriver vi en metode til at fabrikere og overflade-ændre poly(lactic-co-glycolic) syre (PLGA) electrospun fibre, med den potente antiviral lektin Griffithsin (GRFT). PLGA er en FDA-godkendt polymer, der har været meget anvendt i medicinafgivelse på grund af sin fremragende kemiske og biokompatible egenskaber. GRFT er en naturlig, potent, sikker lektin, som besidder bred aktivitet mod mange vira herunder human immundefekt virustype 1 (HIV-1). Når de kombineres, har GRFT-ændret fibre vist potent inaktivering af HIV-1 i vitro. Dette manuskript beskriver metoder til at fremstille og karakterisere GRFT modificerede EFs. Første er PLGA electrospun til at oprette en fiber stillads. Fibre er efterfølgende overflade-modificeret med GRFT ved hjælp af 1-Ethyl – 3-(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) og N-hydroxysuccinimide (NHS) kemi. Scanning elektronmikroskopi (SEM) blev brugt til at vurdere, hvilken størrelse og morfologi af overflade-ændrede formuleringer. Derudover en gp120 eller hemagglutinin (HA)-baseret ELISA kan bruges til at kvantificere mængden af GRFT konjugeret med, samt GRFT desorption fra fiber overflade. Denne protokol kan anvendes mere bredt til at fabrikere fibre, der er overfladen-modificeret med en bred vifte af forskellige proteiner.

Introduction

Brugen af EFs som en aktuel leveringsplatform har potentiale til at reducere seksuelt overførte sygdomme. I øjeblikket, er der mere end 36 millioner mennesker lever med HIV, med over to millioner nye tilfælde rapporteret i 2015 alene1,2. Derudover herpes simplex virus type 2 (HSV-2) infektion påvirker hundredvis af millioner af mennesker verden over og har vist sig at forbedre erhvervelse af HIV af 2-5 fold3. På grund af dette forhold mellem HSV-2 infektion og HIV erhvervelse er der betydelig interesse i at udvikle nye aktive agenter, der samtidig beskytter mod flere sexsygdomme. Desuden giver udviklingen af nye køretøjer til at forbedre leveringen af disse antivirale stoffer potentiale til yderligere at styrke beskyttende og terapeutiske styrken. Mod dette mål, er EFs blevet undersøgt som en ny leveringsplatform til at reducere forekomsten af HIV-1 og HSV-2 infektioner.

I løbet af de seneste to årtier, har EFs været flittigt brugt inden for drug delivery og tissue engineering4. Ofte, er biokompatible polymerer udvalgt til at nemt oversætte til terapeutiske anvendelsesmuligheder. For at fabrikere polymere EFs, er valgte polymeren opløst i et organisk opløsningsmiddel eller vandige løsning, afhængigt af graden af polymer hydrophobicity5. Aktive agenter for renter føjes derefter til de opløsningsmiddel eller vandige løsning inden electrospinning processen. Polymer løsning er derefter indsugning i en sprøjte og langsomt skubbet ud under en elektrisk strøm. Denne proces resulterer typisk i polymer fibre med ark eller cylindrisk macrostructures (figur 1) og fiber diametre spænder fra mikro-nano-skala6. Til mest terapeutisk anvendelse, overfladeaktive stoffer er indarbejdet i fibrene under electrospinning processen og er frigivet fra fiber via diffusion og efterfølgende fiber nedbrydning. Sats for nedbrydning eller frigivelse kan ændres ved hjælp af forskellige typer af polymerer eller polymer blander for at etablere en ønskede release profil, bibringe unikke kemiske og fysiske egenskaber7, og at fremme indkapsling af praktisk talt alle sammensatte. Som sådan, EFs har vist sig gavnlig for levering af små molekyle narkotika og biologiske agenser herunder proteiner, peptider, oligonukleotider og vækstfaktorer6,8,9.

I feltet STI forebyggelse, har EFs været brugt for nylig at indarbejde og give vedvarende – eller inducerbar-frigivelse af antivirale stoffer10,11,12,13,14 ,15,16,17,18,19. I en af de tidligste undersøgelser, blev pH-responderende fibre udviklet for at frigive overfladeaktive stoffer i reaktion på miljømæssige ændringer inden for den kvindelige forplantningsorganerne (FRT), som en oven på-anfordring metode til beskyttelse mod HIV-111. Siden, har andre undersøgelser undersøgt blandinger af polymere består af polyethylen oxid (PEO) og poly-L-mælkesyre (PLLA), at evaluere afstemmelige udgivelsen af antivirale og svangerskabsforebyggende agenter for HIV-1 forebyggelse og prævention in vitro 12. yderligere undersøgelser har påvist muligheden for EFs at give følgende: forlænget frigivelse af lille molekyle antivirale lægemidler14, stærk og fleksibel mekaniske egenskaber20, 3D-levering arkitekturer21 , hæmning af sperm penetration12, og evnen til at fusionere med andre levering teknologier13. Tidligere arbejde har endelig vurderet polymere fibre for vedvarende levering af antivirale midler mod fælles co-infective virus, HSV-2 og HIV-114. I denne undersøgelse fastsat polymer fibre supplerende aktivitet til antiviral levering af bibeholder deres struktur for op til 1 måned og giver en fysisk viral adgangsbarriere. Fra disse resultater, blev det observeret, at EFs kan bruges til både fysisk og kemisk hindre virusinfektion.

Mens afstemmelige release egenskaber gør polymere EFs en attraktiv leveringsplatform for microbicide levering, er EFs udviklet i andre programmer til at tjene som overflade-modificerede stilladser7. EFs har været brugt til at efterligne morfologi af den ekstracellulære matrix (ECM), ofte optræder som stilladser til at forbedre cellulære regeneration22, og deres nytte i tissue engineering23,24. Fibre består af polymerer såsom poly-ε-caprolactone (PCL) og PLLA har været overflade-modificeret med vækstfaktorer og proteiner efter electrospinning at give ECM-lignende egenskaber, herunder øget cellulær vedhæftning og spredning25 , 26. Derudover antimikrobiel overflade-modificerede EFs er blevet evalueret for at forhindre vækst af bestemte sygdomsfremkaldende bakterier27,28. Denne alsidighed og evnen til at inducere biologiske effekter, EF teknologi fortsætter med at udvide på tværs af en række forskellige områder til at give multi mekanistiske funktionalitet. Endnu, trods deres nytte i en mangfoldighed af applikationer, overflade-modificerede fibre har først for nylig blevet udforsket i microbicide felt29.

Parallelt med udviklingen af nye levering teknologier til forebyggelse og behandling af seksuelt overførte sygdomme er blevet udviklet nye biologiske lægemidler. En af de mest lovende microbicide kandidater er selvklæbende antiviral lektin, GRFT30. Oprindeligt stammer fra en art af rødalger, GRFT har påvist aktivitet som en potent hæmmer af HIV, HSV-2, SARS, og Hepatitis C virus31,32,33,34, 35 , 36. I virkeligheden blandt biologisk baseret hæmmere, GRFT har den mest potente anti-HIV aktivitet, inaktivere HIV-1 næsten umiddelbart efter kontakt30, samtidig opretholde stabilitet og aktivitet i nærværelse af kultur medier fra vaginal mikrober for op til 10 dage37. For nylig, en 0.1% GRFT gel var vist sig at beskytte mus mod intravaginal HSV-2 udfordring, hvilket gør det en lovende kandidat til den første linje af beskyttelse mod både HSV-2 og HIV-132, 38. for HIV specifikt, GRFT hæmmer infektion ved fysisk bindende gp120 eller terminal mannose N-linked glycan rester på virale kuvert overflader til at forhindre indrejse38,39,40,41 ,42. Denne hæmning er yderst potent, med IC50s nærmer sig 3 ng/mL43. Ud over hæmme HIV-infektion, har undersøgelser også vist, at GRFT beskytter mod HSV-2 infektion ved at hæmme celle til celle spredningen af virus32. I alle tilfælde, har GRFT vist sig at være klæbemiddel til viruspartikler, mens demonstrere høj modstand til denaturering. Sidst, GRFT har påvist synergistisk aktivitet med kombinationer af Tenofovir (TFV) og andre antivirale lægemidler44, gør det muligt og sandsynligvis til gavn for Co administrere med EFs. GRFT potente egenskaber gør det en fremragende biologisk baseret antiviral kandidat, hvor levering kan blive styrket med elementærfilen teknologi.

Udnytte denne viden om de klæbende og medfødte antivirale egenskaber af GRFT, var et polymert fiber stillads designet, der integrerer disse egenskaber for at give det første lag af virus løsning hæmning29. Finde inspiration i den måde, at cervicovaginal Slim hæmmer virus transport primært gennem mucoadhesive mucin interaktioner, hypotese vi, der ved hjælp af EFs som et stillads og kovalent ændre overflade med GRFT, en høj tæthed af overflade-konjugeret GRFT ville svække og inaktivere virus på sin entrypoint45,46,47. Her blev EFs udviklet som et stationært stillads til at tilvejebringe en protein-baseret, viral lim-uvirksomme barriere. Vi forsøgte at kombinere de potente antiviral ejendomme af GRFT med en biokompatible, kan ændres og holdbar polymer platform til at skabe en roman virus “fælde.”

For at nå disse mål, fibre består af PLGA var electrospun, og EDC-NHS kemi blev brugt til efterfølgende ændre elementærfilen overfladen med GRFT. PLGA fungerede som en model polymer på grund af dens omfattende anvendelse i electrospinning48, kombineret med dens biokompatibilitet og omkostningseffektivitet. Derudover overflade ændring udnytter den store overflade af EFs, og giver et nyttigt alternativ, som kan kombineres med indkapsling at maksimere fiber nytte49. I modsætning til traditionelle indkapsling metoder hvor kun en del af GRFT er tilgængelige (og kun forbigående til stede i FRT), kan overfladen ændring aktiverer GRFT at opretholde maksimal bioactivity under hele varigheden af behandling. Derudover kan indarbejdelse af hydrofile forbindelser såsom proteiner, ved anvendelse af traditionelle electrospinning metoder resultere i lavere indkapsling effektivitet og tab af protein aktivitet50. Derfor, GRFT overflade-modificerede fibre kan tilbyde en lovende alternativ leveringsmetode, der kan bruges alene eller i kombination med electrospinning til at øge beskyttelsen mod STI infektion.

Protocol

1. forberedelse og fabrikation af Electrospun Fiber stillads forsigtighed: alt arbejde med opløsningsmidler eller polymer løsninger bør udføres i en kemisk stinkskab . Henvise til materielle sikkerhed dataark hver reagens før du starter protokollen. Til electrospin en 3 mL 15% w/w PLGA polymer løsning, vejer 720 mg af 50/50 poly (mælkesyre-co-glycolic acid) (PLGA; 0,55 til 0,75 dL/g, 31-57 kDa) i et 10 mL scintillation hætteglas. Volumen af løsningen er baseret p?…

Representative Results

Fiber morfologi har en betydelig effekt på overfladen-modificerede EFs evne til at yde beskyttelse mod virus. Selv om electrospinning er en bekvem og ukompliceret procedure, kan ikke-optimerede polymer formuleringer medføre uregelmæssig fiber morfologi (figur 5B-C). Ændringer i electrospinning vilkår, der resulterer i dannelsen af beaded eller amorf måttelignende morfologier, er ofte forårsaget af opløsningsmiddel-polymer uforenelighe…

Discussion

På grund af deres porøse strukturer og store arealer, har EFs fundet en lang række applikationer inden for sundhedssektoren, hvoraf den ene indeholder servering som terapeutisk levering køretøjer. Narkotika og andre stoffer kan være indarbejdet i EFs afstemmelige levering, mens biologics og kemiske ligander kan være konjugeret med fiber overflade for celle-specifikke målretning52 eller biosensing53. Her modificerede fabrikation af GRFT overflade-PLGA EFs, som en lev…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi er taknemmelige for den jødiske arv fonden Excellence til finansiering af denne forskning. Vi takker Dr. Stuart Williams II for generøst giver brugen af electrospinning system. Vi takker også Dr. Kenneth Palmer for at forsyne os med Griffithsin. Vi takker desuden Dr. Nobuyuki Matoba og hans lab for uddannelse os i GRFT ELISA arbejde.

Materials

Poly(Lactide-co-Glycolide) (PLGA) 50:50 Lactel B6013-2P
1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol (HFIP) Thermo Scientific  147541000
Blunt Dispensing Needle 18g X 1/2 Brico Medical Supplies BN1815
BD 3mL Syringe Luer-lok tip VWR 309657
Parafilm (plastic film) Sigma Aldrich P7793
2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES Buffer) Sigma Aldrich M3671 
Sodium Chloride Sigma Aldrich S7653
Potassium Chloride Sigma Aldrich P9333
Sodium phosphate dibasic Sigma Aldrich S7907
Potassium phosphate monobasic Sigma Aldrich P0662
Hydroxysuccinimide (NHS) Thermo Scientific  24500
1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride (EDC) Thermo Scientific  22980
2-Mercaptoethanol Fisher BP176
Griffithsin (GRFT) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Dimethyl Sulfoxide Milipore 317275
Polyethylene glycol sorbitan monolaurate (Polysorbate, Tween 20) Sigma Aldrich P9416 
Tris EDTA Buffer Sigma Aldrich 93283
Flat-Bottom Immuno Nonsterile 96-Well Plates Thermo Scientific  3355
Influenza Hemagglutinin (HA) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
Goat Anti-GRFT (Primary Antibody) Kentucky Bioprocessing NA custom made, no product number
 Donkey anti-goat IgG-HRP (Secondary Antibody) Santa Cruz 2056
Sure Blue TMB Microwell Peroxidase Substrate KPL 52-00-00
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Gottlieb, S. L., et al. Toward global prevention of sexually transmitted infections (STIs): the need for STI vaccines. Vaccine. 32, 1527-1535 (2014).
  2. Freeman, E. E., et al. Herpes simplex virus 2 infection increases HIV acquisition in men and women: systematic review and meta-analysis of longitudinal studies. AIDS. 20, 73-83 (2006).
  3. Sill, T. J., von Recum, H. A. Electrospinning: applications in drug delivery and tissue engineering. Biomaterials. 29, 1989-2006 (2008).
  4. Jiang, T., Carbone, E. J., Lo, K. W. H., Laurencin, C. T. Electrospinning of polymer nanofibers for tissue regeneration. Prog Polym Sci. 46, 1-24 (2015).
  5. Hu, X., et al. Electrospinning of polymeric nanofibers for drug delivery applications. J. Control. Release. 185, 12-21 (2014).
  6. Huang, Z. M., Zhang, Y. Z., Kotaki, M., Ramakrishna, S. A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites. Compos Sci Technol. 63, 2223-2253 (2003).
  7. Son, Y. J., Kim, W. J., Yoo, H. S. Therapeutic applications of electrospun nanofibers for drug delivery systems. Arch. Pharmacal Res. 37, 69-78 (2014).
  8. Ji, W., et al. Bioactive electrospun scaffolds delivering growth factors and genes for tissue engineering applications. Pharm. Res. 28, 1259-1272 (2011).
  9. Blakney, A. K., Ball, C., Krogstad, E. A., Woodrow, K. A. Electrospun fibers for vaginal anti-HIV drug delivery. Antiviral Res. 100, 9-16 (2013).
  10. Huang, C., et al. Electrospun cellulose acetate phthalate fibers for semen induced anti-HIV vaginal drug delivery. Biomaterials. 33, 962-969 (2012).
  11. Ball, C., Krogstad, E., Chaowanachan, T., Woodrow, K. A. Drug-eluting fibers for HIV-1 inhibition and contraception. PLoS One. 7, 49792 (2012).
  12. Yohe, S. T., Colson, Y. L., Grinstaff, M. W. Superhydrophobic materials for tunable drug release: using displacement of air to control delivery rates. J. Am. Chem. Soc. 134, 2016-2019 (2012).
  13. Aniagyei, S. E., et al. Evaluation of poly(lactic-co-glycolic acid) and poly(dl-lactide-co-epsilon-caprolactone) electrospun fibers for the treatment of HSV-2 infection. Mater. Sci. Eng. C Mater. Biol. Appl. 72, 238-251 (2017).
  14. Huang, C., et al. Electrospun polystyrene fibers for HIV entrapment. Polym. Advan. Technol. 25, 827-834 (2014).
  15. Carson, D., Jiang, Y., Woodrow, K. A. Tunable Release of Multiclass Anti-HIV Drugs that are Water-Soluble and Loaded at High Drug Content in Polyester Blended Electrospun Fibers. Pharm. Res. 33, 125-136 (2016).
  16. Chou, S. F., Carson, D., Woodrow, K. A. Current strategies for sustaining drug release from electrospun nanofibers. J. Control. Release. 220, 584-591 (2015).
  17. Ball, C., Woodrow, K. A. Electrospun solid dispersions of Maraviroc for rapid intravaginal preexposure prophylaxis of HIV. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 4855-4865 (2014).
  18. Blakney, A. K., Krogstad, E. A., Jiang, Y. H., Woodrow, K. A. Delivery of multipurpose prevention drug combinations from electrospun nanofibers using composite microarchitectures. Int. J. Nanomedicine. 9, 2967-2978 (2014).
  19. Li, C. M., Vepari, C., Jin, H. J., Kim, H. J., Kaplan, D. L. Electrospun silk-BMP-2 scaffolds for bone tissue engineering. Biomaterials. 27, 3115-3124 (2006).
  20. Cai, S., Xu, H., Jiang, Q., Yang, Y. Novel 3D electrospun scaffolds with fibers oriented randomly and evenly in three dimensions to closely mimic the unique architectures of extracellular matrices in soft tissues: fabrication and mechanism study. Langmuir. 29, 2311-2318 (2013).
  21. Li, M. Y., et al. Electrospun protein fibers as matrices for tissue engineering. Biomaterials. 26, 5999-6008 (2005).
  22. Cui, W., Zhou, Y., Chang, J. Electrospun nanofibrous materials for tissue engineering and drug delivery. Sci. Technol. Adv. Mater. 11, 014108 (2010).
  23. Zahedi, P., Rezaeian, I., Ranaei-Siadat, S. O., Jafari, S. H., Supaphol, P. A review on wound dressings with an emphasis on electrospun nanofibrous polymeric bandages. Polym. Advan. Technol. 21, 77-95 (2010).
  24. Vaidya, P., Grove, T., Edgar, K. J., Goldstein, A. S. Surface grafting of chitosan shell, polycaprolactone core fiber meshes to confer bioactivity. J Bioact Compat Pol. 30, 258-274 (2015).
  25. Rim, N. G., et al. Mussel-inspired surface modification of poly(L-lactide) electrospun fibers for modulation of osteogenic differentiation of human mesenchymal stem cells. Colloid Surface B. 91, 189-197 (2012).
  26. Yao, C., Li, X. S., Neoh, K. G., Shi, Z. L., Kang, E. T. Surface modification and antibacterial activity of electrospun polyurethane fibrous membranes with quaternary ammonium moieties. J Membrane Sci. 320, 259-267 (2008).
  27. Kangwansupamonkon, W., Tiewtrakoonwat, W., Supaphol, P., Kiatkamjornwong, S. Surface Modification of Electrospun Chitosan Nanofibrous Mats for Antibacterial Activity. J Appl Polym Sci. 131, (2014).
  28. Grooms, T. N., et al. Griffithsin-Modified Electrospun Fibers as a Delivery Scaffold To Prevent HIV Infection. Antimicrob. Agents Chemother. 60, 6518-6531 (2016).
  29. Emau, P., et al. Griffithsin, a potent HIV entry inhibitor, is an excellent candidate for anti-HIV microbicide. J. Med. Primatol. 36, 244-253 (2007).
  30. Meuleman, P., et al. Griffithsin has antiviral activity against hepatitis C virus. Antimicrob. Agents Chemother. 55, 5159-5167 (2011).
  31. Nixon, B., et al. Griffithsin protects mice from genital herpes by preventing cell-to-cell spread. J. Virol. 87, 6257-6269 (2013).
  32. O’Keefe, B. R., et al. Broad-spectrum in vitro activity and in vivo efficacy of the antiviral protein griffithsin against emerging viruses of the family Coronaviridae. J. Virol. 84, 2511-2521 (2010).
  33. Ishag, H. Z., et al. Griffithsin inhibits Japanese encephalitis virus infection in vitro and in vivo. Arch. Virol. 158, 349-358 (2013).
  34. Ferir, G., et al. Combinations of griffithsin with other carbohydrate-binding agents demonstrate superior activity against HIV Type 1, HIV Type 2, and selected carbohydrate-binding agent-resistant HIV Type 1 strains. AIDS Res. Hum. Retroviruses. 28, 1513-1523 (2012).
  35. Xue, J., et al. The Griffithsin Dimer Is Required for High-Potency Inhibition of HIV-1: Evidence for Manipulation of the Structure of gp120 as Part of the Griffithsin Dimer Mechanism. Antimicrob Agents Ch. 57, 3976-3989 (2013).
  36. Kouokam, J. C., et al. Investigation of griffithsin’s interactions with human cells confirms its outstanding safety and efficacy profile as a microbicide candidate. PLoS One. 6, 22635 (2011).
  37. Moulaei, T., et al. Monomerization of viral entry inhibitor griffithsin elucidates the relationship between multivalent binding to carbohydrates and anti-HIV activity. Structure. 18, 1104-1115 (2010).
  38. Barton, C., et al. Activity of and effect of subcutaneous treatment with the broad-spectrum antiviral lectin griffithsin in two laboratory rodent models. Antimicrob. Agents Chemother. 58, 120-127 (2014).
  39. Mori, T., et al. Isolation and characterization of griffithsin, a novel HIV-inactivating protein, from the red alga Griffithsia sp. J. Biol. Chem. 280, 9345-9353 (2005).
  40. Ziolkowska, N. E., et al. Domain-swapped structure of the potent antiviral protein griffithsin and its mode of carbohydrate binding. Structure. 14, 1127-1135 (2006).
  41. Ziolkowska, N. E., et al. Crystallographic, thermodynamic, and molecular modeling studies of the mode of binding of oligosaccharides to the potent antiviral protein griffithsin. Proteins. 67, 661-670 (2007).
  42. O’Keefe, B. R., et al. Scaleable manufacture of HIV-1 entry inhibitor griffithsin and validation of its safety and efficacy as a topical microbicide component. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 106, 6099-6104 (2009).
  43. Ferir, G., Palmer, K. E., Schols, D. Synergistic activity profile of griffithsin in combination with tenofovir, maraviroc and enfuvirtide against HIV-1 clade C. Virology. 417, 253-258 (2011).
  44. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hanes, J. Mucus-penetrating nanoparticles for drug and gene delivery to mucosal tissues. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 158-171 (2009).
  45. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Hida, K., Cone, R., Hanes, J. Nanoparticles reveal that human cervicovaginal mucus is riddled with pores larger than viruses. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 107, 598-603 (2010).
  46. Lai, S. K., Wang, Y. Y., Wirtz, D., Hanes, J. Micro- and macrorheology of mucus. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 86-100 (2009).
  47. Gentile, P., Chiono, V., Carmagnola, I., Hatton, P. V. An Overview of Poly(lactic-co-glycolic) Acid (PLGA)-Based Biomaterials for Bone Tissue Engineering. Int J Mol Sci. 15, 3640-3659 (2014).
  48. Repanas, A., Andriopoulou, S., Glasmacher, B. The significance of electrospinning as a method to create fibrous scaffolds for biomedical engineering and drug delivery applications. J Drug Deliv Sci Tec. 31, 137-146 (2016).
  49. Yoo, H. S., Kim, T. G., Park, T. G. Surface-functionalized electrospun nanofibers for tissue engineering and drug delivery. Adv. Drug Deliv. Rev. 61, 1033-1042 (2009).
  50. Barton, C., Kouokam, J. C., Hurst, H., Palmer, K. E. Pharmacokinetics of the Antiviral Lectin Griffithsin Administered by Different Routes Indicates Multiple Potential Uses. Viruses. 8, (2016).
  51. Sawicka, K., Gouma, P., Simon, S. Electrospun biocomposite nanofibers for urea biosensing. Sensor Actuat B-Chem. 108, 585-588 (2005).
  52. Ramakrishna, S., et al. Electrospun nanofibers: solving global issues. Mater Today. 9, 40-50 (2006).
  53. Liu, X., et al. Electrospinnability of Poly Lactic-co-glycolic Acid (PLGA): the Role of Solvent Type and Solvent Composition. Pharm. Res. 34, 738-749 (2017).
  54. Bhardwaj, N., Kundu, S. C. Electrospinning: A fascinating fiber fabrication technique. Biotechnol Adv. 28, 325-347 (2010).
  55. Fong, H., Chun, I., Reneker, D. H. Beaded nanofibers formed during electrospinning. Polymer. 40, 4585-4592 (1999).
  56. Zong, X. H., et al. Structure and process relationship of electrospun bioabsorbable nanofiber membranes. Polymer. 43, 4403-4412 (2002).
  57. Rodoplu, D., Mutlu, M. Effects of Electrospinning Setup and Process Parameters on Nanofiber Morphology Intended for the Modification of Quartz Crystal Microbalance Surfaces. J Eng Fiber Fabr. 7, 118-123 (2012).
  58. Grabarek, Z., Gergely, J. Zero-Length Crosslinking Procedure with the Use of Active Esters. Anal Biochem. 185, 131-135 (1990).
  59. Staros, J. V., Wright, R. W., Swingle, D. M. Enhancement by N-Hydroxysulfosuccinimide of Water-Soluble Carbodiimide-Mediated Coupling Reactions. Anal Biochem. 156, 220-222 (1986).
  60. Tan, S. H., Inai, R., Kotaki, M., Ramakrishna, S. Systematic parameter study for ultra-fine fiber fabrication via electrospinning process. Polymer. 46, 6128-6134 (2005).
  61. Spasova, M., Stoilova, O., Manolova, N., Rashkov, I., Altankov, G. Preparation of PLLA/PEG Nanofibers by Electrospinning and Potential Applications. J Bioact Compat Pol. 22, 62-76 (2007).
  62. Boland, E. D., et al. Electrospinning polydioxanone for biomedical applications. Acta Biomater. 1, 115-123 (2005).
  63. Senecal, A., Magnone, J., Marek, P., Senecal, K. Development of functional nanofibrous membrane assemblies towards biological sensing. React Funct Polym. 68, 1429-1434 (2008).
  64. Zhang, Y. Z., Venugopal, J., Huang, Z. M., Lim, C. T., Ramakrishna, S. Characterization of the surface biocompatibility of the electrospun PCL-collagen nanofibers using fibroblasts. Biomacromolecules. 6, 2583-2589 (2005).
  65. Gupta, D., Venugopal, J., Mitra, S., Giri Dev, V. R., Ramakrishna, S. Nanostructured biocomposite substrates by electrospinning and electrospraying for the mineralization of osteoblasts. Biomaterials. 30, 2085-2094 (2009).

Tags

FabricationCharacterizationGriffithsinFiber ScaffoldsSexually Transmitted InfectionsPolylactic AcidCo-glycolic AcidElectrospun FibersAntiviral ProteinDrug DeliveryHIV-1ProphylacticTherapeuticPLGAHFIPElectrospinningSyringe PumpPBSMESEDCNHS
check_url/56492?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Vuong, H. R., Tyo, K. M., Steinbach-Rankins, J. M. Fabrication and Characterization of Griffithsin-modified Fiber Scaffolds for Prevention of Sexually Transmitted Infections. J. Vis. Exp. (128), e56492, doi:10.3791/56492 (2017).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image