| Summary: | Τις τελευταίες δεκαετίες υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για βιοσυμβατά υλικά ικανά να χρησιμοποιηθούν σαν πρόσθετα στο ανθρώπινο σώμα, σαν βάσεις για ελεγχόμενη χορήγηση βιοδραστικών ενώσεων, σαν εμφυτεύματα κ.α. χωρίς να προκαλούν ανοσοποιητική αντίδραση από τον αργανισμό. Μέχρι και σήμερα δεν έχει βρεθεί το υλικό που θα ξεγελάσει τους αμυντικούς μηχανισμούς του σώματος, με άλλα λόγια, να είναι αόρατο από το σώμα. Έχουν γίνει πολλές προσπάθειες και έχουν εφαρμοστεί διάφορες προσεγγίσεις. Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες ερευνητικές ομάδες επενδύουν σε υλικά τα οποία απελευθερώνουν ελεγχόμενα βιοδραστικές ουσίες που καταστέλουν την αντίδραση του οργανισμού.
Μια τέτοια ουσία είναι η ηπαρίνη, ένα φυσικό αντιπηκτικό το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αιμοσυμβατότητας αρτηριακών ενδοπροσθέσεων.
Αναπτύξαμε μια μέθοδο για την ομοιοπολική, μη αναστρέψιμη πρόσδεση λιποσωμάτων σε μεταλλικές επιφάνειες, οι οποίες έχουν υποστεί επεξεργασία με τεχνολογία πλάσματος. Οι επιφάνειες φέρουν ελεύθερες καρβοξυλομάδες τις οποίες μπορούμε να εκμεταλλευτούμε για να συζεύξουμε πάνω τους λιποσώματα με αμινομάδες στην επιφάνειά τους (functionalized), μέσω δημιουργίας αμιδικού δεσμού.
Οι μεταλλικές επιφάνειες που χρησιμοποιήσαμε ήταν SS-316 μεταλλικοί δίσκοι επεξεργασμένοι με τεχνολογία πλάσματος, και τις προμηθευτήκαμε από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών και από το τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου του Μπάρι.
Χρησιμοποιήσαμε μικρά μονοστιβαδιακά λιποσώματα (SUV) διαμέτρου της τάξης των 100 nm, με διάφορες λιπιδικές συστάσεις (PC, PC:Chol 4:1, DSPC:Chol 2:1). Χαρακτηρίσαμε τα functionalized λιποσώματά ως προς την ικανότητά τους να εγκλωβίζουν ηπαρίνη, το μέγεθος, τη διασπορά μεγέθους, το φορτίο της επιφάνειάς τους και τη σταθερότητά τους σε διάφορες συνθήκες. Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι γενικά τα functionalized λιποσώματα συμπεριφέρονται σαν τυπικά λιποσώματα που φέρουν λιπίδιο με PEG ομάδα (pegylated λιποσώματα), ενώ για βέλτιστο εγκλωβισμό ηπαρίνης σημαντικό είναι το στάδιο λυοφιλοποίησης / επανασύστασης κατά την παρασκευή τους.
Αποδείξαμε ότι τα functionalized λιποσώματα μπορούν να προσδεθούν σε μεταλλικές επιφάνειες (κατάλληλα επεξεργασμένες) διατηρώντας τη δομή τους και φέροντας ηπαρίνη ή άλλη υδρόφιλη ουσία στο εσωτερικό τους. Εφαρμόσαμε ένα απλό πρωτόκολλο δημιουργίας αμιδικού δεσμού, και το βελτιστοποιήσαμε ώστε να πάρουμε μέγιστη απόδοση στη σύνδεση των λιποσωμάτων στις επιφάνειες (58,4 ± 8.6 μg λιπιδίου ανά cm2 επιφάνειας). === Over the last couple of decades there has been an increasing need for more biocompatible, more “body friendly” materials that can be used in cases of subcutaneous, endoarterial or other type of implantations, as artificial body parts, drug releasing bases or biosensor implantations. The main desired quality of these materials is the lack to trigger the body’s defensive mechanisms and foreign body response reactions. Up to this date there has not been a material with the ability to camouflage itself and be invisible to the human body. Lately, scientists show an increasing interest in materials that can elute bioactive molecules, which can suppress the body’s immune reactions.
One substance with this capability is heparin, a natural anticoagulant that can (and is currently being) used in order to improve the haemocombatibility of stents.
We developed a method to covalently attach liposomes on metallic surfaces that have been treated with plasma technology so that they demonstrate free carboxyl- groups. We can manipulate these groups to attach amino-group containing liposomes (functionalized) on the metallic surfaces via amidic bond formation.
The metallic surfaces that were used were SS-316 metallic rods treated with plasma. They were provided by two different research laboratories, one in the University of Patras (department of Chemical Engineering) and one in the University of Bari (department of Chemistry). The two groups employed different plasma treatment procedures.
We used Small Unilamellar Vesicles (SUV liposomes) whose diameter was in the range of 100 nm and were consisted of various lipid compositions (PC, PC:Chol 4:1, DSPC:Chol 2:1). The functionalized liposomes were physicochemically characterized (size, size distribution, ζ potential, drug retention) under various conditions. We discovered that the amino-liposomes demonstrate typical pegylated liposome behavior. Moreover, we found that the amount of heparin trapped in the vesicles dramatically increases when a step of freeze-drying / rehydration is included in their preparation protocol.
We encapsulated a hydrophilic dye, calcein, in the liposomes. This allowed us to easily detect the presence of intact liposomes on the metallic surfaces, as well as to accurately quantify the amount of lipid attached. We applied a simple and widely used protocol to create an amidic bond between the amino group of the liposomes and the carboxyl group of the metallic surfaces and we further optimized it to achieve the optimum reaction efficacy. (58,4 ± 8.6 μg lipid per cm2 surface)
|
|---|
