抽象免疫疗法可以利用宿主免疫系统与癌症作斗争的能力。在过去的几十年中,在这一领域取得了巨大进展,其临床成功取得了显着的临床成功,包括一小部分患者的持久反应。但是,将这种疗法扩展到大多数癌症患者的同时,在保持最小的不良反应的同时,存在巨大的挑战。局部免疫疗法是一种有前途的方法,可以原位浓缩免疫调节,而无需全身暴露,因此最大程度地减少了全身毒性。更重要的是,局部免疫调节仍然会导致全身作用,从而赋予整体抗癌免疫以消除传播性疾病。为了促进这些局部免疫疗法,已经开发出广泛的生物材料作为递送系统,以保护当地注射的免疫相关治疗疗法并扩大其保留率。无手术注射的宏观生物材料是迄今为止开发的最有前途的生物材料类之一,因为它们适用于用针或导管的微创注射,并形成生物相容性的三维基质,作为当地的药物,用于当地交付。在这次迷你审查中,我们通过强调一些最近的例子,概述了在局部癌症免疫疗法中应用可注射的宏观生物材料的最新进步。我们将各种可注射的生物材料与不同的凝胶化机制进行了比较,并讨论了它们在免疫调节剂,免疫细胞和癌症疫苗的应用中的应用。我们还讨论了当前的挑战,并为癌症免疫疗法中可注射的宏观生物材料的未来发展提供了观点。
摘要:水凝胶是植入生物活性神经界面开发的理想材料,因为神经组织模仿了物理和生物学特性,可以增强神经接口的兼容性。然而,由于不可靠的界面键合,水凝胶和刚性/脱水的电子微结构的整合是具有挑战性的,而水凝胶与微机械制造过程所需的大多数条件不兼容。在此,我们提出了一种新的酶介导的转移打印过程来设计粘合剂生物水凝胶神经界面。通过含有各种导电纳米颗粒(NPS)的明胶甲基丙烯酰基(GELMA)的照片连接来制造供体底物,包括AG纳米线(NWS),PT NWS和PEDOT:PSS:形成可拉伸的导电性的BioelectRode,以形成一种称为np-np-doped geLma的可拉伸性bioelectRode。另一方面,由微生物转谷氨酰胺酶组成的接收器底物构成了与掺入的明胶(MTG-GLN)同时进行的时间控制的凝胶化和共价键增强的粘附,以实现预制的NP型NP型NP型Gelma特征的一步转移印刷。集成的水凝胶微电极阵列(MEA)具有粘合剂,并且在机械/结构上符合稳定的电导率。这些设备在水分上在结构上是稳定的,以支持神经元细胞的生长。尽管引入了AGNW和PEDOT:水凝胶中的PSS NP需要进一步研究以避免细胞毒性,但PTNW掺杂的Gelma表现出可比的活细胞密度。这种基于GLN的MEA有望是下一代生物活性神经界面。
摘要:三级烧伤受伤构成了重大的健康威胁。迫切需要更安全,更易于使用,更有效的技术来治疗。我们假设脂肪酸和三肽的共价结合物可以形成与伤口兼容的水凝胶,从而加速愈合。我们首先将共轭结构设计为脂肪酸 - 氨基酸1 – amonoacid2-Apartate Am- phiphiles(CN酸– AA1 – AA2 – D),它们有可能根据每个小节的结构和特性自组装成水凝胶。然后,我们通过使用两种FMOC/TBU固相肽合成技术,基于该设计生成了14种新型结合物。我们通过串联质谱和核磁共振光谱验证了它们的结构和纯度。在低浓度(≥0.25%w / v)中形成13个结合物,但是C8酸性-ILD-NH 2显示出最佳的水凝胶化,并进一步研究了。扫描电子显微镜表明,C8酸性NH 2形成纤维网络结构和迅速形成的水凝胶,这些水凝胶在磷酸盐缓冲盐水中稳定(pH 2-8,37°C),这是一种典型的病理生理条件。注射和流变学研究表明,水凝胶表现出重要的伤口治疗特性,包括注射性,剪切稀疏,快速再凝胶和与伤口兼容的力学(例如Moduli g'''和g',g',〜0.5-15 kpa)。C8酸-ILD-NH 2(2)水凝胶显着加速了C57BL/6J小鼠上三级烧伤伤口的愈合。在一起,我们的发现证明了CN脂肪酸-AA1 – AA2-D分子模板的潜力,以形成能够促进三级燃烧的伤口愈合的水凝胶。
糖尿病的主要且不可逆转的并发症是糖尿病周围神经病(DPN),可导致严重的残疾和生活质量降低。先前的工作表明,肽激素血管紧张素II(ANG II)在神经病中局部释放,并驱动炎症并损害了内膜血流。因此,我们提出,通过利用局部热响应水凝胶注射,我们可以通过局部药物释放来抑制血管紧张素转化酶(ACE)抑制ANG II产生并减少DPN的神经功能障碍。ACE抑制剂卡托普利被封装在胶束中,然后将其嵌入基于热响应性的基于多元的水凝胶基质中。无药物和卡托普利的水凝胶表现出极好的产品稳定性和无菌性。流变测试确认在环境温度下粘度低的溶胶特性,并在37°C下粘度和凝胶化增加。卡托普利负载的水凝胶显着抑制ANG II的产生。DPN小鼠用卡托普利载体水凝胶处理的 DPN小鼠表现出归一化的机械灵敏度和降低的炎症,而没有与全身暴露有关的副作用。 我们的数据证明了将ACE抑制剂重新利用为局部传递的抗炎药的可行性,以治疗DPN的感觉缺陷。 据我们所知,这是当地交付的ACE抑制剂用于治疗DPN的第一个例子。DPN小鼠表现出归一化的机械灵敏度和降低的炎症,而没有与全身暴露有关的副作用。我们的数据证明了将ACE抑制剂重新利用为局部传递的抗炎药的可行性,以治疗DPN的感觉缺陷。据我们所知,这是当地交付的ACE抑制剂用于治疗DPN的第一个例子。
基于蛋白质的微纤维在生物工程和食品领域具有潜在的应用,但在微米级上保留和利用其蛋白质构件的独特纳米机械性能仍然是一项挑战。本研究通过同轴微流体纺丝果胶和 β-乳球蛋白在不同构象状态(单体、淀粉样蛋白原纤维、缩短的淀粉样蛋白原纤维,处于各向同性/向列相)下自下而上制造核壳纤维,在 CaCl 2 溶液中凝胶化。纤维直径范围为 478 至 855 μ m(湿态)和 107 – 135 μ m(干态)。它们显示出清晰的核壳横截面,但果胶-β-乳球蛋白单体纤维除外,据推测紧凑的蛋白质会扩散到果胶基质中。纤维构建块的分子取向表示为有序参数,代表果胶链和淀粉样蛋白原纤维平行于纤维轴的排列,该参数通过空间分辨率为 20 μ m 的同步加速器广角 X 射线散射 (WAXS) 计算得出。与纯果胶纤维相比,引入淀粉样蛋白原纤维作为蛋白质核心可使杨氏模量从 3.3 增加到 6.4 GPa,拉伸强度从 117 增加到 182 MPa。然而,将蛋白质核心流速从 1 mL/h 增加到 2 mL/h 会导致核心喷射螺旋弯曲、有序性降低,最终导致机械性能恶化。总体而言,与缩短的淀粉样蛋白原纤维相比,全长淀粉样蛋白原纤维对机械性能更有益。通过深入了解蛋白质构象、纺丝流速和由此产生的核壳微纤维的机械性能之间的关系,这些结果可能有助于新型纤维蛋白质材料领域。
纳米技术定义 纳米技术是在原子、分子或超分子尺度上对材料进行操纵,尺寸范围为 1nm - 100nm,至少在其形状的一个维度上进行操纵。纳米化学是研究 1nm - 100nm 尺寸范围内材料中原子或分子的相互作用。 溶胶凝胶工艺 溶胶凝胶工艺是一种化学溶液沉积技术,可以描述为通过液体中分子前体的水解和缩聚反应形成氧化物网络。在此过程中,化合物溶解在液体中,以便以受控方式将其恢复为固体。溶胶是胶体颗粒或聚合物在溶剂中的稳定分散体。凝胶由三维连续网络组成,它包围着液相。在胶体凝胶中,网络由胶体颗粒聚集而成。溶胶凝胶化学基于烷基金属氧化物 M(OR) z 如 Si(OEt) 4 的水解和缩合,可描述如下 MOR + H 2 O MOH + ROH(水解) MOH + ROM MOM + ROH(缩合)溶胶凝胶过程可通过一系列不同的步骤来表征步骤 1:形成醇盐金属前体(溶胶)的不同稳定溶液步骤 2:由于缩聚形成金属氧化物或金属氢氧化物桥接网络而导致的凝胶化,这会增加溶液的粘度步骤 3:凝胶的老化,在此过程中缩聚反应持续直至凝胶转变为固体。步骤 4:干燥凝胶,将水和其他挥发性液体从凝胶网络中除去(干凝胶)步骤 5:脱水,通过在高达 800 o C 的温度下煅烧整块材料来实现(气凝胶)步骤 6:在高温下使凝胶致密化和分解,即 >800 o C。(凝胶膜)优点低温、廉价技术。避免共沉淀,可提取和生长前体混合物局限性控制颗粒的生长,生产速度非常慢。
GAROSE是一种线性聚合物,由A-(L-73)和糖苷键连接的交替残基和L-半乳糖组成。L-半乳糖残留物具有三个至六个位置之间的避别桥(请参见图5-1)。琼脂糖的链形成螺旋纤维,将半径为20-30 nm的超螺旋结构聚集。琼脂糖的凝胶化会导致三维通道的网格,其直径从50 nm到> 200 nm(Norton等人。1986;有关审查,请参见Kirkpatrick 1990)。 商业制备的琼脂糖聚合物被认为每个链中包含半乳糖残基。 但是,琼脂糖不是均匀的:多糖链的平均长度因批量而异,从制造商到制造商。 此外,琼脂糖的较低等级可能会被其他多糖以及盐和蛋白质污染。 这种变异能力可以影响琼脂糖溶液的胶凝温度,DNA的筛分以及从凝胶中回收的DNA的能力,可作为酶促反应中的底物。 可以使用特殊的琼脂糖等级来最大程度地减少这些潜在的问题,这些琼脂糖被筛选为抑制剂和核酸酶的存在以及用溴化乙锭染色后的最小背景荧光。1986;有关审查,请参见Kirkpatrick 1990)。商业制备的琼脂糖聚合物被认为每个链中包含半乳糖残基。但是,琼脂糖不是均匀的:多糖链的平均长度因批量而异,从制造商到制造商。此外,琼脂糖的较低等级可能会被其他多糖以及盐和蛋白质污染。这种变异能力可以影响琼脂糖溶液的胶凝温度,DNA的筛分以及从凝胶中回收的DNA的能力,可作为酶促反应中的底物。可以使用特殊的琼脂糖等级来最大程度地减少这些潜在的问题,这些琼脂糖被筛选为抑制剂和核酸酶的存在以及用溴化乙锭染色后的最小背景荧光。
脱颖而出的背景:衍生自动物睾丸组织的脱细胞外基质(DECM)的利用表现出潜在的潜力作为组织特异性支架的组成部分。当前的研究主要集中在DECM周围,作为培养睾丸细胞的自然资源。这项研究旨在首先评估Voytik-Harbin(VH)和Frytes方案的比较,以创建RAM的DECM睾丸水凝胶,其次,评估最佳方案对体外精子发生的影响。材料和方法:在这项实验研究中,成熟的公羊的六个睾丸被脱细胞,并由i进行了Hy Drogel的产生。Frytes方案使用了1 mg/ml胃蛋白酶的浓度,溶于0.1或0.01 m HCl和II。VH方案涉及每100 mg ECM在0.5 m的乙酸中10 mg胃蛋白酶。随后,在胶原水凝胶上培养了小鼠睾丸细胞作为对照,并且更有效的睾丸衍生水凝胶(TDH)评估了体外精子发生的早期阶段。结果:虽然Freytes方案产生了两个HCl浓度的均匀凝胶溶液;将pH值驱动到7.4,使水凝胶松动,使凝胶化有问题。相比之下,VH方案巩固了水凝胶,并由于其凝胶一致性而产生了坚固的水凝胶。此外,用25 mg DECM的VH制备的水凝胶在流变和结构方面具有明显更高的优先级(P <0.05)。在小鼠睾丸细胞培养后,TDH和胶原水凝胶在细胞存活率和早期精子发生基因的mRNA表达方面没有显着差异。结论:使用VH方案产生RAM TDH导致牢固的水凝胶具有高频率的重复凝胶,这可能适用于睾丸细胞生长。
酶联交联是一种聚合途径,依赖于酶作为裂解或形成共价键的试剂。酶是高度底物特异性的,具有短反应时间,用于催化交联的同时抑制潜在的毒性侧反应,这使得这些交联方法比其化学对应物更有效(Bae等,2015; Hu等,2019b)。这些反应也具有细胞相容,无创,并通过控制酶浓度来良好地控制水凝胶形成(Sperinde&Griffith,1997)。酶联交联是一种在组织工程和再生医学中使用的水凝胶的有趣方法,因为它可以在温和的生理条件下提供快速的凝胶化(通常不到10分钟),使其适合于体内形成水凝胶在内的生物学应用(Hu等,2019b; Mohammed&Murphy; Mohammed&Murphy,2009; Moreira; Moreira teixeira exeira and exeira。此外,通常可以通过修改温度,pH或离子强度等外部因素来控制酶活性(Claaßen等,2019; Heijnis等,2010)。酶已用于催化反应。使用黄嘌呤氧化酶将黄牛蛋白氧化为白细胞蛋白酶(Kalckar等,1950)。最早描述的酶用于水凝胶交联应用的一种历史可以追溯到1990年代后期,当时Sperinde和Griffith使用经凝集丁胺酶通过交联功能化的多型(乙烯甘氨酸)(PEG)(PEG)(PEG)(PEG)和裂解的polypeptepepte&Grifififififififf和1997的盐酸和盐酸盐(Sperififififififf)来形成水凝胶网络。从那时起,转透明酶一直是组织工程中最广泛使用的酶,以及辣根过氧化物酶(HRP)。以后的酶通过将过氧化氢(H 2 O 2)作为氧化剂催化苯酚或苯胺衍生物的偶联(Ren等,2017)。这种反应可以轻松调整胶凝时间,机械强度,降解动力学和随后水凝胶的多孔结构,通过控制成分的浓度(Bae等,2015; Cheng等,2018)。酶线交联的水凝胶的多功能性和可调性转化为使用
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