Rekombinante Spinnenseidengele aus wässrig‐organischen Mischphasen als Wirkstoffdepots

Abstract

Hydrogele finden weitreichend Anwendung in der Biomedizin, wo sie nicht nur als Material in der Biofabrikation, sondern u. a. auch als Wirkstoffdepots verwendet werden. Die Möglichkeiten, wasserunlösliche Wirkstoffe in Hydrogelen zu formulieren, sind jedoch begrenzt. In dieser Studie konnten rekombinante Spinnenseidenproteine durch ein neuartiges Herstellungsverfahren in wässrig‐organischen Mischphasen zu Gelen selbstassemblieren. Deren Eigenschaften konnten dabei durch die Wahl der Lösungsmittel kontrolliert werden. Die Gegenwart einer organischen Phase erlaubte das Einbringen hydrophober Wirkstoffe, was exemplarisch anhand von 6‐Mercaptopurin gezeigt wurde. Die entwickelten Gele zeigten scherverdünnende Eigenschaften und konnten injiziert (zum Beispiel für Anwendungen als Wirkstoffdepot) und sogar 3D‐verdruckt werden, um Gerüste für die Geweberegeneration herzustellen. Mithilfe dieser neuen Herstellungsroute können nun wasserunlösliche Wirkstoffe in Spinnenseidendepots formuliert und damit gängige pharmazeutische Löslichkeitsgrenzen überwunden werden.

Site‐Specific Functionalization of Recombinant Spider Silk Janus Fibers

“…To enforce interaction between the two materials, positively charged ntag Cys eADF4(κ16) was spun on the one side and negatively charged eADF4(C16) on the other side allowing for charge–charge interactions at the interface. Strikingly, besides the cysteine‐tag, the proteins only differ in one amino acid in the 16 times repeated sequence motif, which is lysine in ntag Cys eADF4(κ16) and glutamic acid in eADF4(C16) [31] . Side‐by‐side electrospinning of these proteins at a concentration of 100 mg mL −1 from HFIP resulted in Janus fibers with diameters of 0.68±0.16 μm (see Figure 3A), and fiber production rate was calculated to be more than 40 m s −1 .…”

Seitenspezifische Funktionalisierung von Janusfasern aus rekombinanter Spinnenseide

“…Um einen stabilen Verbund zwischen den beiden Phasen der Janusfasern durch elektrostatische‐Wechselwirkungen an der Grenzfläche zu erzielen, wurde positiv geladenes ntag Cys eADF4(κ16) mit negativ geladenem eADF4(C16) kombiniert. Diese Proteine unterscheiden sich neben dem Cystein‐Tag nur in einer Aminosäure des 16‐fach wiederholten Sequenzmotivs, nämlich Lysin in ntag Cys eADF4(κ16) und Glutaminsäure in eADF4(C16) [31] . Das kombinierte Elektrospinnen dieser Proteine mit einer Konzentration von 100 mg mL −1 aus HFIP führte zu Janusfasern mit Durchmessern von 0.68±0.16 μm (Abbildung 3A), wobei eine Faserproduktionsrate von mehr als 40 m s −1 berechnet wurde.…”