生物启发的丝蛋白修饰,以开发具有卓越机械性能和长期生物分子稳定性的瞬溶性微针
Jayakumar Rajendran1, Jeyashree K1, Sujith M S1
1Department of Biomedical Engineering, Indian Institute of Technology Hyderabad, Kandi, Telangana, 502284, India. enarm@bme.iith.ac.in.
Journal of materials chemistry. B
|May 20, 2025
概括
研究人员开发了新的仿生修饰丝 (MS) 微针,用于治疗药物的稳定,无冷链储存. 这些可溶解的微针 (DMN) 提供了卓越的机械强度,并保持了生物分子的完整性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 药物输送系统 药物输送系统
- 再生医学是一种再生医学.
背景情况:
- 丝蛋白为可溶性微针 (DMN) 提供生物相容性和可调性特性.
- 现有的丝DMN缺乏足够的机械强度,即时可溶性和长期储存稳定性.
- 挑战包括低度丝的机械性能差,在较高度或储存后由于β-sheet形成而失去可溶性.
研究的目的:
- 通过开发一种具有增强机械性能,即时溶解性和优越存储稳定性的新型配方,解决目前基于丝的DMN的局限性.
- 为了实现治疗生物分子和疫苗的无冷链储存和运输.
- 证明开发的DMN在保存富血小板血 (PRP) 和伤口愈合应用中的有效性.
主要方法:
- 仿生修饰丝蛋白以模仿人类血清白蛋白 (HSA) 和丝丝腺蛋白,产生具有高溶性和低粘度的修饰丝 (MS).
- 使用高度的MS (>10% w/v至20% w/v) 与稳定剂 (>10% w/v) 制造DMN.
- 评估机械性能 (>45N),室温储存6个月后即时溶解性,以及在各种温度和湿度水平下生物分子 (PRP) 稳定性.
- 通过体外细胞增殖试验,卵子 (CAM试验) 和体内糖尿病伤口研究来评估PRP的保存.
主要成果:
- 这种新型生物模拟修饰丝 (MS) 能够在较高度 (>10% w/v至20% w/v) 的DMN中使用稳定剂 (>10% w/v) 制备DMN.
- 这些MS-DMN表现出优异的机械性能 (>45N),即使在室温储存6个月后,也保持了即时可溶性,而不会诱导β-片的形成.
- 在MS-DMN中,丰富血小板血 (PRP) 的存储稳定性异常高,在4°C或25°C下6个月后存储率高于80%,在40°C/75°RH下1个月保持率高于90%.
- 在体内研究证实了MS-DMNs在促进糖尿病伤口愈合方面的有效性.
结论:
- 开发的仿生修饰丝微针 (MS-DMNs) 克服了以前基于丝的DMNs的局限性,提供了增强的机械强度和即时可溶性.
- 对于像PRP这样的敏感生物分子来说,MS-DMN提供了卓越的长期存储稳定性,使潜在的无冷链保存和运输成为可能.
- 这项技术对各种生物医学应用具有显著的前景,需要稳定且可访问的治疗药物和疫苗.
