Polymer-Chip für Untersuchungen zur Entwicklungstoxizität von Nanopartikeln
2022
Empa, Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology, St. Gallen, Schweiz
Die Entwicklung sicherer und wirksamer Nanopartikel (NP) für kommerzielle und medizinische Anwendungen erfordert ein tiefgreifendes Verständnis der Translokation von NP und ihrer Auswirkungen auf biologische Barrieren. Um mechanistische Erkenntnisse zu gewinnen, sind physiologisch relevante und genaue menschliche In-vitro-Biobarrieremodelle unerlässlich.
Derzeitige Transfermodelle stützen sich jedoch weitgehend auf künstliche poröse Polymermembranen für die Kultivierung von Zellen, die die natürliche Basalmembran nicht annähernd nachahmen und von Natur aus nur eine begrenzte Durchlässigkeit für NPs bieten. In dieser Studie wird das Elektrospinnen genutzt, um dünne Chitosan/Polyethylenoxid (PEO)-Membranen mit hoher Porosität und nanofaseriger Morphologie für aussagekräftigere NP-Transferstudien zu entwickeln. Die Nanofasermembranen ermöglichen die Kultivierung einer dichten und funktionellen Plazenta-Monolage (menschliche BeWo-Trophoblasten). Translokationsstudien mit unterschiedlich großen Molekülen und NPs durch leere und zellhaltige Membranen zeigen eine deutlich verbesserte Permeabilität im Vergleich zu kommerziellen mikroporösen Membranen. Wichtig ist, dass die Transferdaten von NPs aus dieser Studie den Daten aus Ex-vivo-Perfusionsstudien von intaktem menschlichem Plazentagewebe sehr ähnlich sind. Daher können die neu entwickelten Membranen entscheidend dazu beitragen, physiologisch relevante In-vitro-Biobarrier-Transfermodelle mit überlegener Permeabilität für ein breites Spektrum von Molekülen und Partikeln zu etablieren.
Novel electrospun chitosan/PEO membranes for more predictive nanoparticle transport studies at biological barriers
Tina Buerki-Thurnherr
Eingestellt am: 02.12.2022
[1] https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/NR/D2NR01742C[2] https://www.empa.ch/web/s604/mm-eq77-plazentachip
