निकट-इन्फ्रारेड सेंसिटिव, कोर-शेल वैक्सीन डिलीवरी प्लेटफॉर्म का उत्पादन
Summary
यह लेख देरी से फट रिलीज को सक्षम करने के लिए एक उपन्यास वैक्सीन वितरण मंच, “पॉलीबबल्स” का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रोटोकॉल का वर्णन करता है। पॉलीबबल बनाने के लिए पॉली (लैक्टिक-सह-ग्लाइकोलिक एसिड) और पॉलीकैप्रोलैकटोन सहित पॉलिएस्टर का उपयोग किया जाता था और छोटे अणुओं और एंटीजन का उपयोग कार्गो के रूप में किया जाता था।
Abstract
वैक्सीन वितरण रणनीतियां जो दुनिया भर में प्रतिरक्षण कवरेज में सुधार के लिए महत्वपूर्ण हैं, उपन्यास रिलीज प्रोफाइल को सक्षम करते हुए कार्बनिक सॉल्वेंट के लिए कार्गो के जोखिम को सीमित कर सकती हैं। यहां, पॉलीबबल्स नामक एक उपन्यास इंजेक्शन, पराबैंगनी-इलाज और विलंबित फट रिलीज-सक्षम वैक्सीन वितरण मंच पेश किया गया है। कार्गो को पॉलिएस्टर-आधारित पॉलीबबल्स में इंजेक्ट किया गया था जो 10% कार्बोक्सीमेथायसेलुलोस-आधारित जलीय समाधान में बनाए गए थे। इस पेपर में पॉलीबबल्स के गोलाकार आकार को बनाए रखने और पॉलीबबल्स के भीतर कार्गो की मात्रा को अधिकतम करने के लिए कार्गो प्लेसमेंट और प्रतिधारण को अनुकूलित करने के लिए प्रोटोकॉल शामिल हैं। सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, पॉलीबबल्स के भीतर क्लोरीनेटेड सॉल्वेंट सामग्री का न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण का उपयोग करके विश्लेषण किया गया था। रिलीज अध्ययन पॉलीबबल के भीतर कार्गो के रूप में छोटे अणुओं के साथ आयोजित किया गया देरी फट रिहाई की पुष्टि करने के लिए । कार्गो की ऑन-डिमांड डिलीवरी की क्षमता को और दिखाने के लिए, पॉलीमर शेल के भीतर सोने के नैनोरोड मिलाए गए ताकि निकट-अवरक्त लेजर सक्रियण को सक्षम किया जा सके।
Introduction
सीमित प्रतिरक्षण कवरेज के परिणामस्वरूप 3 मिलियन लोगों की मृत्यु विशेष रूप से वैक्सीन-रोके जाने योग्य रोगों के कारण होती है1. अपर्याप्त भंडारण और परिवहन स्थितियों से कार्यात्मक टीकों की बर्बादी होती है और इस प्रकार वैश्विक प्रतिरक्षण को कम करने में योगदान होता है । इसके अलावा, आवश्यक वैक्सीन कार्यक्रम का पालन नहीं करने के कारण अधूरे टीकाकरण से भी सीमित वैक्सीन कवरेज का कारण बनता है, विशेष रूप से विकासशील देशों में2। बूस्टर शॉट्स प्राप्त करने के लिए अनुशंसित अवधि के भीतर चिकित्सा कर्मियों के लिए कई यात्राओं की आवश्यकता होती है, इस प्रकार पूर्ण टीकाकरण के साथ जनसंख्या का प्रतिशत सीमित होता है। इसलिए, इन चुनौतियों को दरकिनार करने के लिए नियंत्रित वैक्सीन वितरण के लिए उपन्यास रणनीतियों को विकसित करने की आवश्यकता है ।
वैक्सीन वितरण प्रौद्योगिकियों के विकास की दिशा में वर्तमान प्रयासों में पायस आधारित पॉलीमेरिक सिस्टम3,,4शामिल हैं। हालांकि, कार्गो अक्सर कार्बनिक विलायक की अधिक मात्रा में उजागर होता है जो संभावित रूप से एकत्रीकरण और विकृति का कारण बन सकता है, विशेष रूप से प्रोटीन आधारित कार्गो5,,6के संदर्भ में। हमने एक उपन्यास वैक्सीन डिलीवरी प्लेटफॉर्म विकसित किया है, “पॉलीबबल्स”, जो संभावित रूप से कई कार्गो डिब्बों को घर कर सकता है, जबकि कार्गो की मात्रा को कम कर सकता है जो सॉल्वेंट7के संपर्क में है। उदाहरण के लिए, हमारे पॉलीबबल कोर-शेल प्लेटफॉर्म में, व्यास 0.38 मिमी (एसईएम) का एक कार्गो पॉकेट 1 मिमी पॉलीबबल के केंद्र में इंजेक्ट किया जाता है। इस मामले में, कार्बनिक सॉल्वेंट के संपर्क में कार्गो का सतह क्षेत्र लगभग 0.453 मिमी2होगा। एक क्षेत्र (कार्गो डिपो) के भीतर क्षेत्रों (सूक्ष्मकण) की पैकिंग घनत्व पर विचार करने के बाद, सूक्ष्मकणों की वास्तविक मात्रा (व्यास में 10 माइक्रोन) है कि डिपो में फिट सकता है ०.१७ मिमी3है । एक सूक्ष्मकण की मात्रा 5.24×10-8 मिमी 3 है और इस प्रकार डिपो को फिट करने वाले कणों की संख्या ~ 3.2×106 कण है। यदि प्रत्येक माइक्रोकण में 0.25 माइक्रोन व्यास के 20 कार्गो पॉकेट (डबल-पायस के परिणामस्वरूप) होते हैं, तो कार्बनिक सॉल्वेंट के संपर्क में कार्गो का सतह क्षेत्र 1274मिमी 2है। पॉलीबबल के भीतर कार्गो डिपो इस प्रकार माइक्रोकणों में कार्बनिक विलायक उजागर कार्गो की तुलना में कार्बनिक विलायक के संपर्क में ~2800 गुना कम सतह क्षेत्र होगा। हमारा पॉलिएस्टर-आधारित प्लेटफ़ॉर्म इस प्रकार संभावित रूप से कार्बनिक सॉल्वेंट के संपर्क में आने वाले कार्गो की मात्रा को कम कर सकता है जो अन्यथा कार्गो एकत्रीकरण और अस्थिरता पैदा कर सकता है।
पॉलीबबल चरण-पृथक्करण सिद्धांत के आधार पर बनते हैं जहां कार्बनिक चरण में पॉलिएस्टर को एक जलीय समाधान में इंजेक्ट किया जाता है जिसके परिणामस्वरूप गोलाकार बुलबुला होता है। जलीय चरण में कार्गो तो बहुबूल के केंद्र में इंजेक्शन किया जा सकता है । एक और कार्गो डिब्बे संभवतः बहुलक खोल के साथ एक अलग कार्गो मिश्रण से बहुबूल के भीतर प्राप्त किया जा सकता है । इस स्तर पर बहुबूल निंदनीय होगा और फिर बीच में कार्गो के साथ एक ठोस पॉलीबबल संरचना में परिणाम के लिए ठीक हो जाएगा। पॉलीबबल के समग्र आकार को कम करते हुए पॉलीबबल के भीतर कार्गो क्षमता बढ़ाने के लिए गोलाकार पॉलीबबल को अन्य ज्यामितीय आकारों में चुना गया था। केंद्र में कार्गो के साथ पॉलीबबल्स को देरी से फट रिलीज प्रदर्शित करने के लिए चुना गया था । पॉलीबबल्स को पॉलीबबल्स के तापमान में वृद्धि करने के लिए निकट अवरक्त (एनआईआर) के साथ संवेदनशील (यानी, थेरनोस्टिक-सक्षम) एजेंट, अर्थात् सोने के नैनोरोड्स (AuNR) के साथ भी शामिल किया गया था। यह प्रभाव संभावित रूप से तेजी से गिरावट की सुविधा दे सकता है और भविष्य के अनुप्रयोगों में काइनेटिक्स को नियंत्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। इस पेपर में, हम पॉलीबबल्स से देरी से फट रिलीज प्राप्त करने और एनआईआर-सक्रियण का कारण बनने के लिए पॉलीबबल्स को बनाने और विशेषता बनाने के लिए अपने दृष्टिकोण का वर्णन करते हैं।
Protocol
Representative Results
Discussion
वर्तमान प्रौद्योगिकियों और चुनौतियों
पायस आधारित सूक्ष्म और नैनोकणों को आमतौर पर दवा वितरण वाहक के रूप में इस्तेमाल किया गया है। हालांकि इन उपकरणों से कार्गो की रिहाई काइनेटिक्स बड़े पैमाने …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम टैमू में रसायन विज्ञान विभाग के भीतर मौलिक विश्लेषण प्रयोगशाला से संबद्ध डॉ ब्रायन ई. टॉमलिन को धन्यवाद देना चाहते हैं जिन्होंने न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण (एनएए) के साथ सहायता की ।
Materials
| 1-Step Ultra Tetramethylbezidine (TMB)-Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) Substrate Solution | Thermo scientific | 34028 | |
| 2-Hydroxy-2-methylpropiophenone | TCI AMERICA | H0991 | |
| 450 nm Stop Solution for TMB Substrate | Abcam | ab17152 | |
| Acryloyl chloride | Sigma Aldrich | A24109-100G | |
| Acriflavine | Chem-Impex International | 22916 | |
| Anhydrous ethyl ether | Fisher Chemical | E138-500 | |
| Anti-HIV1 gp120 antibody conjugated to horseradish peroxidase (HRP) | |||
| Bovine serum albumin (BSA) | Fisher BioReagents | BP9700100 | |
| BSA-CF488 dye conjugates | Invitrogen | A13100 | |
| Bromosalicylic acid | Acros Organics | AC162142500 | |
| Carboxymethylcellulose (CMC) | Millipore Sigma | 80502-040 | |
| Centrimonium bromide (CTAB) | MP Biomedicals | ICN19400480 | |
| Chloroform | Fisher Chemical | C2984 | |
| Coating buffer | Abcam | ab210899 | |
| Dichloromethane (DCM) | Sigma Aldrich | 270997-1L | |
| Diethyl ether | Fisher Chemical | E1384 | |
| Dodeacyl Amine | Acros Organics | AC117665000 | |
| Doxorubicin hydrochloride | Fisher BioReagents | BP251610 | |
| L-ascorbic acid | Acros Organics | A61 100 | |
| Legato 100 Syringe Pump | KD Scientific | 14 831 212 | |
| mPEG thiol | Laysan Bio | NC0702454 | |
| Nonfat dry milk | Andwin Scientific | NC9022655 | |
| Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
| Phosphate saline buffer | Fisher BioReagents | BP3991 | |
| (Poly(caprolactone) | Sigma Aldrich | 440744-250G | |
| (Poly(caprolactone) triol | Acros Organics | AC190730250 | |
| Poly (lactic-co-glycolic acid) diacrylate | CMTec | 280050 | |
| Potassium carbonate | Acros Organics | AC424081000 | |
| Recombinant HIV1 gp120 + gp41 protein | Abcam | ab49054 | |
| Silver nitrate | Acros Organics | S181 25 | |
| Sodium borohydride | Fisher Chemical | S678 10 | |
| Tetrachloroauric acid | Fisher Chemical | G54 1 | |
| Trehalose | Acros Organics | NC9022655 | |
| Triethyl amine | Acros Organics | AC157910010 |
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