الصفائح الدموية المشتقة من وظائف الحويكل خارج الخلية من يزرع تي
أغسطس 5, 2021
هنا، نقدم طريقة لعزل Vesicles خارج الخلية (EVs) المستمدة من الصفائح الدموية (PL) واستخدامها لطلاء التيتانيوم (Ti) زرع السطوح. نحن نصف طريقة طلاء الصب قطرة، وEVs الافراج عن الملف الشخصي من الأسطح، والتوافق البيولوجي في المختبر من المركبات الكهربائية المغلفة تي السطوح.
تركيب الحويصلات خارج الخلية مع المواد الحيوية هو نهج مرغوب فيه لدراسات الطب التجديدي. وهكذا، فإن هذه الدراسة تقارير وظيفية التيتانيوم مع المركبات الكهربائية كأداة عملية لجراحة العظام وتجديد العظام. انخفاض الصب الوظيفي هو وسيلة سهلة ومنخفضة التكلفة بالمقارنة مع استراتيجيات أخرى مثل الفخ البوليمري أو الربط الكيميائي الحيوي.
بدء التشغيل الوظيفي سطح التيتانيوم عن طريق غسل أقراص التيتانيوم مع الماء deionized في كوب زجاجي. ثم تجاهل الماء قبل غسل الأقراص مع 70٪ الإيثانول. Decant الحل ل sonicate يزرع غسلها في 50 C لمدة خمس دقائق في الماء deionized.
بعد التخلص من الماء يحتضن التيتانيوم يزرع في محلول هيدروكسيد الصوديوم 40٪ في 50 C لمدة 10 دقائق مع التحريض ومن ثم sonicate يزرع في الماء deionized كما هو موضح. بعد ذلك ، قم بإجراء ما لا يقل عن خمس غسلات من الغرسات بالماء المتأين. حتى درجة الحموضة محايدة على مؤشر درجة الحموضة.
كرر عملية sonication والحضانة ، كما هو موضح سابقا ، عن طريق استبدال هيدروكسيد الصوديوم بحمض النيتريك بنسبة 50٪. إجراء يغسل وسونيكيشن مع الماء deionized قبل تخزين يزرع في محلول الإيثانول 70٪. احتضان يزرع التيتانيوم في محلول حمض النيتريك 30٪ لمدة 30 دقيقة في درجة حرارة الغرفة مع التحريض لطيف.
بعد الحضانة إجراء ما لا يقل عن خمسة يغسل مع الماء deionized حتى درجة الحموضة محايدة على مؤشرات درجة الحموضة. ثم احتضان يزرع التيتانيوم بين عشية وضحاها في درجة حرارة الغرفة في الماء deionized. في اليوم التالي، تجف يزرع تحت فراغ في 40 C لمدة 10 دقائق.
العمل تحت خزانة ثقافة الخلية، وضع يزرع التيتانيوم في لوحة 96 جيدا مع الجانب الجهاز تواجه. ترتيب لeVs vesicles خارج الخلية إسقاط الصب عن طريق ذوبان حل المركبات الكهربائية، والحل دوامة في نبضة من ثلاث ثوان. بعد الخلط، قم بإيداع 40 ميكرولتر من محلول المركبات الكهربائية على سطح التيتانيوم لشل حركة 4 × 10^11 سيارة EVs كحد أقصى لكل غرسة، وفقا للتركيز الذي يحدده تحليل تتبع الجسيمات النانوية.
بعد ذلك، ضع اللوحات تحت ظروف الفراغ في 37 C لمدة ساعتين تقريبا أو حتى تصبح القطرات جافة تماما. ضبط وقت التجفيف اعتمادا على عدد من يزرع التيتانيوم والمياه الموجودة في غرفة فراغ. تم قياس كمية المركبات الكهربائية الصادرة من أقراص التيتانيوم من خلال تحليل تتبع الجسيمات النانوية.
في اليوم الثاني، تم إصدار حوالي 10^9 مركبات كهربائية، أعقبها إصدار مستمر في الأيام 6 و10 و14. تم تقييم التوافق البيولوجي في الخلايا المختبرية للمركبات الكهربائية التيتانيوم مع ديهيدروجيناز اللاكتات، أو اختبار إطلاق LDH، في 48 ساعة بعد بذر الخلية على يزرع. أظهرت مركبات التيتانيوم EVs كمية أقل من LDH من الحد الأقصى للقيمة السامة للخلايا المقبولة.
في حين أن مجموعة التحكم التيتانيوم، عرض مستويات أعلى نشاط LDH. الخطوة الأكثر أهمية هي تجفيف فراغ الغرسة المغلفة. من المهم التأكد من أن جميع المياه تتبخر للحصول على physisorption الأمثل.
اعرض النص الكامل واحصل على الوصول إلى آلاف الفيديوهات العلمية
نظرة عامة
تقدم هذه الدراسة طريقة لعزل الحويصلات خارج الخلوية (EVs) من نواتج تحلل الصفائح الدموية وتطبيقها في طلاء أسطح غرسات التيتانيوم. وينصب التركيز على طريقة الصب بالتنقيط لغرض الوظيفية، وملف إطلاق الحويصلات خارج الخلوية (EVs)، والتوافق الحيوي للأسطح المطلية.
المكونات الرئيسية للدراسة
مجال العلوم
- الطب التجديدي
- جراحة العظام
- المواد الحيوية
خلفية علمية
- تُعد الحويصلات خارج الخلوية مهمة في الطب التجديدي.
- يمكن أن يؤدي طلاء المواد الحيوية بالحويصلات خارج الخلوية إلى تعزيز وظائفها.
- يُستخدم التيتانيوم بشكل شائع في غرسات تقويم العظام.
- تختلف طرق الوظيفية من حيث التعقيد والتكلفة.
الغرض من الدراسة
- تطوير طريقة عملية لوظيفية سطح التيتانيوم.
- تقييم التوافق الحيوي لأسطح التيتانيوم المطلية بـ EV.
- توفير بديل فعال من حيث التكلفة لتقنيات الوظيفية الحالية.
الطرق المستخدمة
- عزل الحويصلات خارج الخلوية (EVs) من محللات الصفائح الدموية.
- طريقة صب القطرات لطلاء أسطح التيتانيوم.
- غسل أقراص التيتانيوم بالماء منزوع الأيونات والإيثانول.
- استخدام الموجات فوق الصوتية للغرسات لتعزيز تحضير السطح.
النتائج الرئيسية
- العزل الناجح للحويصلات خارج الخلوية (EVs) من نواتج تحلل الصفائح الدموية.
- الطلاء الفعال لأسطح التيتانيوم باستخدام طريقة الصب بالتنقيط.
- إثبات ملف إطلاق الحويصلات خارج الخلوية (EVs) من الأسطح المطلية.
- تأكيد التوافق الحيوي في المختبر (In vitro) لأسطح التيتانيوم المطلية بالحويصلات خارج الخلوية (EVs).
الاستنتاجات
- تعد طريقة الصب بالتنقيط نهجاً فعالاً لوظيفية التيتانيوم.
- تظهر أسطح التيتانيوم المطلية بـ EV إمكانات واعدة في تطبيقات جراحة العظام.
- توفر هذه الطريقة بديلاً منخفض التكلفة لإضفاء الوظيفية على المواد الحيوية.
الأسئلة الشائعة
الأهمية الصناعية التنفيذية
تتيح هذه الطريقة وظيفية منخفضة التكلفة وقابلة للتوسع لغرسات التيتانيوم باستخدام الحويصلات خارج الخلوية المشتقة من الصفائح الدموية لتعزيز القدرة على تكوين العظم في تطبيقات جراحة العظام. ومن خلال تحسين النشاط الحيوي للمادة الحيوية عبر الإشارات التي تتوسطها الحويصلات خارج الخلوية (EV)، تدعم هذه الطريقة التحقق من الأهداف في المراحل المبكرة من استراتيجيات تجديد العظام. ويوفر هذا النهج منصة قابلة للتكرار لتقليل المخاطر في التطوير قبل السريري للعلاجات التجديدية القائمة على الغرسات.
التطبيقات الاستراتيجية في مجال البحث والتطوير للصناعات الدوائية الحيوية
الاكتشاف المبكر والتحقق من الهدف
- القيمة العلمية: تتيح استقصاء مسارات إشارات تكوين العظم التي تتوسطها الحويصلات خارج الخلوية (EV) على أسطح المواد الحيوية.
- القيمة التشغيلية: توفر طريقة معيارية منخفضة التكلفة لتحضير أسطح الغرسات ذات النشاط الحيوي لأغراض الفرز الوظيفي.
الفحص وتطوير المقايسة
- القيمة العلمية: يولد ملفات تعريفية كمية لإطلاق الحويصلات خارج الخلوية (EV) يمكن قياسها بواسطة تحليل تتبع الجسيمات النانوية لتوحيد المقايسات.
- القيمة التشغيلية: يدعم طلاء السطح القابل للتكرار عبر الصب بالتنقيط، مما يتيح تقييماً متسقاً للمركبات أو المواد الحيوية في المختبر (in vitro).
الأبحاث الانتقالية وما قبل السريرية
- القيمة العلمية: يوضح الإطلاق المستدام للحويصلات خارج الخلية (EV) على مدار 14 يوماً، مما يدعم الإشارات النشطة بيولوجياً لفترات طويلة في النماذج قبل السريرية.
- القيمة التشغيلية: يؤكد التوافق الحيوي عبر مقايسة LDH، مما يقلل من مخاطر السمية الخلوية في التقييمات المبكرة للغرسات.
تكامل مسار العمل والتدفق الإجرائي
تندرج هذه الطريقة ضمن التسلسل الممتد من مرحلة الاكتشاف إلى الدراسات قبل السريرية، وذلك من خلال تمكين تحضير الأسطح لعمليات الفحص النشط بيولوجياً، وتطوير المقايسات، والتحقق من صحة الغرسات في مسارات تجديد العظام.
- بيولوجيا الاكتشاف: تدعم اختبار الفرضيات المتعلقة بآليات تكوين العظم التي تحفزها الحويصلات خارج الخلوية (EV) على ركائز التيتانيوم.
- الفحص المسحي: تتيح طلاءً قياسياً وقابلاً للتكرار للغرسات لضمان تقييم متسق للمركبات النشطة بيولوجياً أو الحويصلات.
- التحليلات: توفر بيانات كمية حول تحرر الحويصلات خارج الخلوية (EV) عبر تتبع الجسيمات النانوية، وقراءات التوافق الحيوي عبر مقايسة LDH.
- الأبحاث الانتقالية: تربط بين مرحلة اكتشاف وظيفية الحويصلات خارج الخلوية (EV) وبين التحقق قبل السريري من خلال بيانات التحرر المستدام والتوافق الحيوي.
- إعادة الاستخدام المؤسسي: توفر منصة منخفضة التكلفة وقابلة لإعادة الاستخدام لتعزيز وظائف الغرسات القائمة على التيتانيوم عبر برامج متعددة في الطب التجديدي.
التأثير التشغيلي والمؤسسي
- القيمة العلمية: تعزيز الثقة في الهدف من خلال التحقق من النشاط المحفز لتكوين العظم بوساطة EV على أسطح الغرسات.
- القيمة التشغيلية: ضمان القابلية للتكرار من خلال خطوات غسيل ومعالجة بالموجات فوق الصوتية وتجفيف بالتفريغ المعياري.
- القيمة الاستراتيجية: تقليل المخاطر البيولوجية في المراحل المتأخرة من خلال تمكين التقييم المبكر للتوافق الحيوي والنشاط الحيوي للغرسات.
- التأثير على المحفظة: دعم قرارات المضي قدماً أو التوقف المعدلة حسب المخاطر في مسارات تطوير المواد الحيوية لتقويم العظام.
اعتبارات التنفيذ
- يتطلب خبرة في عزل الحويصلات خارج الخلوية وتحليل تتبع الجسيمات النانوية.
- يعتمد على توفر معدات التجفيف بالتفريغ ومراقبة الـ pH لتحضير السطح.
- يستلزم توحيد تركيز الـ EV وحجم القطرة عبر دفعات الإنتاج.
- يتضمن اعتبارات التكيف مع مختلف أشكال ومساحات أسطح غرسات التيتانيوم.
- يتقيد بالحاجة إلى التعامل العقيم أثناء خطوات ترسيب الـ EV وتجفيفها.
