Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Échafaudage de gélatine réticulée gomme arabique modifié pour des applications

Échafaudage de gélatine réticulée gomme arabique modifié pour des applications biomédicales Le présent travail concerne le développement d'un échafaudage de gélatine réticulée gomme arabique modifiée pour la culture cellulaire. Un nouvel échafaudage biocompatible a été développé en réticulant la gélatine (Gel) avec de la gomme arabique, un polysaccharide. La gomme arabique a été soumise à une oxydation par jour pour obtenir de la gomme arabique aldéhyde (GAA). GAA a été mis à réagir avec de la gélatine sous un pH approprié pour préparer l'hydrogel réticulé. La réticulation s'est produite en raison de la réaction de base de Schiff entre les groupes aldéhyde de la gomme arabique oxydée et les groupes amino de la gélatine. L'échafaudage préparé à partir de l'hydrogel a été caractérisé par des propriétés de gonflement, le degré de reticulation, la dégradation in vitro et la microscopie électronique à balayage (MEB). L'évaluation de la cytocompatibilité à l'aide de cellules L-929 et HepG2 a confirmé la nature non cytotoxique et non adhérente de l'échafaudage. Ces propriétés sont essentielles pour générer des sphéroïdes multicellulaires et, par conséquent, l'échafaud est proposé pour être un candidat approprié pour la culture de cellules sphéroïdes. 1. Introduction Le collagène est une protéine structurelle majeure présente dans le corps humain et la gélatine est dérivée par dénaturation partielle du collagène. La gélatine est largement utilisée dans les applications biomédicales en raison de son absence d'antigénicité, de sa non-immunogénicité, de sa biodégradabilité et de sa biocompatibilité [1]. La gélatine a été largement utilisée sous la forme de coacervatifs, d'hydrogels, de micro et de nanoparticules pour l'administration de médicaments et les applications d'ingénierie tissulaire [2-5]. Récemment, l'hydrogel de gélatine-carraghénane a été étudié pour l'administration contrôlée de quercétine (Q, 3,5,7,3 ', 4'-pentahydroxyflavone), un membre de la famille des flavonoïdes [6]. La gélatine possède de nombreux sites de liaison de l'intégrine pour l'adhésion et la différenciation cellulaire, ce qui la rend appropriée pour être utilisée dans des applications d'ingénierie tissulaire [7,8]. Des études détaillées sur les propriétés calorimétriques et le comportement dynamique de l'eau à l'interface des mélanges gélatino-glycosaminoglycanes ont été rapportées [9,10]. (Voir le schéma 1.) Des agents de réticulation tels que le glutaraldéhyde [11], l'hexaméthylènediisocyanate, le carbodiimide [12] et les acylazides [7] sont utilisés pour la réticulation de la gélatine afin d'améliorer la résistance à l'eau [13], la stabilité thermique et les propriétés mécaniques. Ces substances, si elles sont libérées dans le corps en raison de la dégradation ou de la non- réaction dans les structures, seraient à l'origine de la toxicité [14, 15]. Par conséquent, il y a eu de nombreuses tentatives pour préparer des échafaudages à base de gélatine en évitant des agents de reticulation toxiques. Des hydrogels de gélatine, stabilisés par des polysaccharides partiellement oxydés tels que le dextrane, l'acide alginique, le sulfate de chondroïtine et la carboxyméthylcellulose ont été rapportés dans la littérature [16-20]. Ces hydogels ont été développés pour être utilisés comme pansements, adhésifs tissulaires et échafaudages pour l'ingénierie tissulaire. Cela s'est avéré être une excellente méthode de stabilisation également pour les molécules de protéines telles que le collagène et le chitosane et a permis le remplacement des agents de réticulation toxiques. Balakrishnan et al. utilisé cette voie pour préparer des hydrogels injectables à base de gélatine et d'alginate oxydé [21]. La réticulation rapide entre les groupes amino de la gélatine et les groupes aldéhyde de l'alginate oxydé conduit à la formation d'hydrogel en présence de borax dans un milieu aqueux. Des articles récents de Boanini et al. et Yang et al. examiner également la biocompatibilité de l'alginate réticulé gélatine et des matrices de collagène [22,23]. Les échafaudages jouent un rôle important dans l'ingénierie tissulaire [24-27]. Les échafaudages à base de biopolymères sont polyvalents en raison de leur non toxicité et de leur haute fonctionnalité [28]. Dans cette étude, nous avons exploré la possibilité d'utiliser une gomme naturelle, à savoir la gomme arabique comme agent de réticulation pour l'échafaudage à base de gélatine. Gumarabic (GA) est un biocompatible, non toxique, soluble dans l'eau, gumobtained naturel d'acacia. Il s'agit d'un polysaccharide complexe ramifié, légèrement acide, contenant des résidus d'arabinose, de rhamnose, de galactose et d'acide glucoronique avec un squelette constitué de 1,3 unités β-Dgalactopyranosyle liées. Les chaînes latérales sont composées de deux à cinq unités β-D-galactopyranosyles 1,3 liées à la chaîne principale par 1,6 liaisons [29]. C'est un polysaccharide peu coûteux qui est largement utilisé comme agent stabilisant, émulsifiant et épaississant dans l'industrie alimentaire. Les conjugués de gomme arabique et de drogue ont été étudiés pour des applications contrôlées de délivrance de médicaments [30, 31]. Des microparticules à base de gomme arabique et des nanoparticules ont déjà été rapportées dans la littérature [32-37]. La gomme arabique a également été utilisée comme agent de modification de surface et comme construction phytochimique non toxique pour les nanoparticules métalliques [36, 38, 39]. Reis et al. Ont modifié la gomme arabique avec du méthacrylate de glycidyle pour préparer des hydrogels sensibles au pH pour les nanoparticules magnétiques [40]. Bien que l'AG ait été proposée comme biomatériau potentiel, son utilisation dans les échafaudages pour l'ingénierie tissulaire n'a pas encore été explorée. Dans cette étude, la possibilité d'utiliser de la gomme arabique modifiée comme stabilisant pour la gélatine a été explorée. La gomme arabique a été modifiée par oxydation au periodate et caractérisée. La gélatine a été réticulée avec de la gomme arabique oxydée, ce qui a conduit au développement d'un échafaudage à base de gélatine et de gomme arabique. L'échafaud a été développé, caractérisé et évalué pour sa cytocompatibilité et son adhésion cellulaire. Les études ont démontré que l'échafaudage est non cytotoxique et présente des caractéristiques non adhérentes. Par conséquent, l'échafaudage peut fonctionner comme un substrat pour la culture de cellules sphéroïdes qui nécessite une surface non adhérente, où les cellules adhèrent les unes aux autres pour atteindre une architecture tissulaire avec moins d'adhérence au substrat [41, 42]. 2. Matériels et méthodes 2.1. Matériaux Gomme arabique (d'acacia) de poids moléculaire approximatif 250 kDa, gélatine (type A), métaperiodate de sodium, tétraborate de sodium (borax), acide trinitrobenzènesulfonique (TNBS), milieu essentiel minimal (MEM), rouge neutre, iodure de propidium (PI) , le diacétate de fluorescéine (FDA) et le glutaraldéhyde ont été achetés auprès de Sigma Aldrich, Saint Louis, USA. Le chlorure de sodium, l'hydrogénophosphate disodique, le dihydrogénophosphate de sodium, le nitrate d'argent, le chlorhydrate d'hydroxylamine, l'hydrogénocarbonate de sodium, l'hydroxyde de sodium et l'isopropanol ont été obtenus auprès de Merck (Mumbai, Inde). L'EDTA de trypsine (0,25%, 0,02%) a été obtenu auprès d'Invitrogen, USA. Des tubes de dialyse (6000-8000 MWCO) ont été achetés auprès de Spectrum Laboratories Inc., CA, USA. De l'eau bidistillée a été utilisée dans toutes les expériences de synthèse et de l'eau Milli Q (Millipore) pour le travail de culture cellulaire. Tableau 1 : Caractéristiques de gélification de GAA-1 et GAA-2 avec de la gélatine. 2.2. Préparation de gomme arabique oxydée La gomme arabique a été oxydée en gomme arabique aldéhyde (GAA) en utilisant du métaperiodate de sodium [33,34]. 10 g (0,058 mole) de gomme arabique ont été dissous dans 80 ml d'eau distillée et la quantité requise de periodate de sodium a été dissoute dans 20 ml d'eau (pour 10% d'oxydation, 1,24 g, 0,0058 mole et 20%, 2,48 g, 0,0116 mol). Une solution de periodate de sodium a été ajoutée à une solution de gomme arabique et le mélange réactionnel a été agité avec un agitateur magnétique à 20 ° C pendant 6 h dans l'obscurité. La purification a été effectuée par dialyse en utilisant un tube de dialyse de MWCO 6000-8000 pendant trois jours contre de l'eau distillée. L'absence de periodate dans le dialysat a été vérifiée en ajoutant 1 ml de solution à 1% de nitrate d'argent à 1 ml du dialysat. Après l'élimination complète du periodate (pas de turbidité avec le nitrate d'argent), le dialysat a été congelé et lyophilisé. La gomme arabique oxydée a été obtenue avec un rendement élevé de 80 à 85%. 2.3. Études de viscosité Les viscosités intrinsèques de la gomme arabique et de l'aldéhyde de la gomme arabique ont été mesurées en utilisant un viscosimètre Ostwald. Des solutions mères de GA, 10% et 20% de gomme arabique oxydée (GAA-1 et GAA-2 respectivement) ont été préparées dans du borax 0,1 M. A partir de la solution mère, des solutions diluées (1%, 2%, 3% et 4%, p / v) ont été préparées en utilisant du borax. Une solution de borax (15 ml, 0,1 M) a été introduite dans le viscosimètre et son temps d'écoulement a été mesuré (t0). Le temps d'écoulement (t) pour toutes les solutions a été déterminé comme ci-dessus et la viscosité intrinsèque a été déterminée en plaçant le graphique entre ηred (viscosité réduite) et ηinh (viscosité inhérente). 2.4. Détermination de la teneur en aldéhyde La teneur en aldéhyde dans la gomme arabique oxydée a été déterminée par titrimétrie [16]. GAA-1 (0,1 g) et GAA-2 (0,1 g) ont été dissous dans 25 ml d'une solution aqueuse 0,25 N de chlorure d'hydroxylammonium. L'acide chlorhydrique libéré résultant de la réaction du groupe aldéhyde dans le GAA avec du chlorure d'hydroxylammonium a été titré contre uploads/Finance/ echafaudage-de-gelatine-reticulee-gomme-arabique-modifie-pour-des-applications-biomedicales.pdf