模型水凝胶纳米颗粒雾化巨噬细胞在空气-液体界面

Emma R. Sudduth ¹，Emily L. Kolewe ¹，乔迪•格拉夫 ¹，Yinkui余 ¹，拿外轮山 ¹而且凯瑟琳·a·弗罗曼 ^{1 *}

• ¹美国特拉华大学工程学院化学与生物分子工程系

随着药物输送、环境和毒理学领域的兴趣日益浓厚，肺腔内纳米颗粒评价对人类健康的影响越来越重要。虽然在许多给药途径下，纳米颗粒的物理化学性质已经得到了广泛的研究，但纳米颗粒在气液界面(ALI)的行为还不太清楚。在这项工作中，我们制作了聚(乙烯)乙二醇双丙烯酸酯(PEGDA)为基础的模型纳米颗粒的两种配方，以建立一个体外工作流程，允许评估纳米颗粒在ALI的电荷效应。合成的阳离子和阴离子PEGDA配方均具有相似的水动力直径约为~225 nm，多分散性低，预期的表面电荷与各自的功能共聚单体相对应。我们发现，这两种配方都很容易从商用Aeroneb®Lab雾化器中的水悬浮液中雾化，但水输送溶液略微增加了阳离子颗粒配方的整体水动力学和几何尺寸。然而，纳米颗粒负载在50µg/ml的任何一个配方不影响从喷雾器产生的气溶胶直径。为了评估体外气溶胶输送，我们设计了一个3D打印适配器，能够确保气溶胶输送到24孔培养板。巨噬细胞对纳米颗粒的吸收比较了传统细胞培养技术和ali培养的巨噬细胞雾化输送后的吸收。两种方法均不影响细胞活力。然而，只有传统的细胞培养方法显示出依赖于纳米颗粒表面电荷的显著摄取。 Concurrently, ALI culture resulted in lower metabolic activity of macrophages than those in traditional cell culture, leading to lower overall nanoparticle uptake at ALI. Overall, this work demonstrates that base-material similarities between both particle formulations provide an expected consistency in aerosol delivery regardless of the nanoparticle surface charge and provides an important workflow that enables a holistic evaluation of aerosolizable nanoparticles.