A collagen-poly(lactic acid-co-ɛ-caprolactone) hybrid scaffold for bladder tissue regeneration.

Scaffold materials should favor cell attachment and proliferation, and provide designable 3D structures with appropriate mechanical strength. Collagen matrices have proven to be beneficial scaffolds for tissue regeneration. However, apart from small intestinal submucosa, they offer a limited mechanical strength even if crosslinking can enhance their mechanical properties. A more cell-friendly way to increase material strength is to combine synthetic polymer meshes with plastic compressed collagen gels. This work describes the potential of plastic compressed collagen-poly(lactic acid-co-ɛ-caprolactone) (PLAC) hybrids as scaffolds for bladder tissue regeneration. Human bladder smooth muscle and urothelial cells were cultured on and inside collagen-PLAC hybrids in vitro. Scaffolds were analyzed by electron microscopy, histology, immunohistochemistry, and AlamarBlue assay. Both cell types proliferated in and on the hybrid, forming dense cell layers on top after two weeks. Furthermore, hybrids were implanted subcutaneously in the backs of nude mice. Host cell infiltration, scaffold degradation, and the presence of the seeded bladder cells were analyzed. Hybrids showed a lower inflammatory reaction in vivo than PLAC meshes alone, and first signs of polymer degradation were visible at six months. Collagen-PLAC hybrids have potential for bladder tissue regeneration, as they show efficient cell seeding, proliferation, and good mechanical properties.

Ocular biocompatibility of novel Cyclosporin A formulations based on methoxy poly(ethylene glycol)-hexylsubstituted poly(lactide) micelle carriers.

Topical ocular drug delivery has always been a challenge for pharmaceutical technology scientists. In the last two decades, many nano-systems have been studied to find ways to overcome the typical problems of topical ocular therapy, such as difficult corneal penetration and poor drug availability. In this study, methoxy poly(ethylene glycol)-hexylsubstituted poly(lactides) (MPEG-hexPLA) micelle formulations, which are promising nanocarriers for poorly water soluble drugs, were investigated for the delivery of Cyclosporin A (CsA) to the eye. As a new possible pharmaceutical excipient, the ocular compatibility of MPEG-hexPLA micelle formulations was evaluated. An in vitro biocompatibility assessment on human corneal epithelial cells was carried out using different tests. Cytotoxicity was studied by using the [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide] (MTT), and clonogenic tests and revealed that the CsA formulations and copolymer solutions were not toxic. After incubation with MPEG-hexPLA micelle formulations, the activation of caspase-dependent and -independent apoptosis as well as autophagy was evaluated using immunohistochemistry by analyzing the localization of four antibodies: (1) anti-caspase 3; (2) anti-apoptotic inducing factor (AIF); (3) anti-IL-Dnase II and (4) anti-microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3). No apoptosis was induced when the cells were treated with the micelle solutions that were either unloaded or loaded with CsA. The ocular tolerance was assessed in vivo on rabbit eyes by Confocal Laser Scanning Ophthalmoscopy (CLSO), and very good tolerability was seen. The observed corneal surface was comparable to a control surface that was treated with a 0.9% NaCl solution. In conclusion, these results demonstrate that MPEG-hexPLA micelles are promising drug carriers for ocular diseases involving the activation of cytokines, such as dry eye syndrome and autoimmune uveitis, or for the prevention of corneal graft rejection.

Heat capacity measurements on the equiatomic compounds in Ni-X (X = Al, In, Si, Ge and Bi) and M-Sb (with M = Ni, Co and Fe) systems

Molar heat capacities of the binary compounds NiAl, NiIn, NiSi, NiGe, NiBi, NiSb, CoSb and FeSb were determined every 10 K by differential scanning calorimetry in the temperature range 310-1080 K. The experimental results have been fitted versus temperature according to C-p = a + b . T + c . T-2 + d . T-2. Results are given, discussed and compared to estimations found in the literature. Two compounds, NiBi and FeSb, are subject to transformations between 460 and 500 K. (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

In vivo study of an injectable poly(acrylonitrile)-based hydrogel paste as a bulking agent for the treatment of urinary incontinence.

Urinary incontinence can be treated by endoscopic injection of bulking agents, however, no optimal therapeutic effect has been achieved upon this treatment yet. In the present study, the development of a injectable poly(acrylonitrile) hydrogel paste is described, and its efficacy and histological behavior, once injected into the submucosal space of the minipig bladder, are evaluated. A device was developed to mix poly(acrylonitrile) hydrogel powder with glycerin, used as carrier, prior to injection into the submucosal space of the bladder. Several paste deposits, depending on the size of the bladder, were injected per animal. The implants were harvested at days 7, 14, 21, 28, 84 and 168 and analyzed morphologically and by histology. The persistence of the implants was demonstrated. However, at later time points the implants were split up and surrounded by granulomatous tissue, which was gradually replaced by histiocytes and adipocytes. Transitory focal urothelial metaplasia was observed only at day 7 and moderate foreign body reaction was detected predominantly between the second and fifth week. This study demonstrated the feasibility to develop an injectable paste of poly(acrylonitrile) hydrogel thought to provide the expected bulking effect, necessary for the treatment of urinary incontinence.

Thermodynamic investigations in the Si-Ge-rich part of the ruthenium-silicon-germanium system

This paper reports molar heat capacities of Ru50SixGe(50-x) and Ru40SiyGe(60-y) ternary solid solutions determined by differential scanning calorimetry. A second order transition has been characterised for alloys ranging from Ru40Ge60 to Ru40Si10Ge50 at temperatures ranging from 850 to 1040 K, respectively. Tie lines have been established at 1000-900-800-700-600 degrees C by electron microprobe measurements on annealed alloys of the two phase domains: Ru50SixGe(50-x)-Ru40SiyGe(60-y) and Ru40SiyGe(60-y)-SizGe(100-z).

Tuning the immune response of dendritic cells to surface-assembled poly(I:C) on microspheres through synergistic interactions between phagocytic and TLR3 signaling.

The artificial dsRNA polyriboinosinic acid-polyribocytidylic acid, poly(I:C), is a potent adjuvant candidate for vaccination, as it strongly drives cell-mediated immunity. However, because of its effects on non-immune bystander cells, poly(I:C) administration may bear danger for the development of autoimmune diseases. Thus poly(I:C) should be applied in the lowest dose possible. We investigated microspheres carrying surface-assembled poly(I:C) as a two-in-one adjuvant formulation to stimulate maturation of monocyte-derived dendritic cells (MoDCs). Negatively charged polystyrene microspheres were equipped with a poly(ethylene glycol) corona through electrostatically driven surface assembly of a library of polycationic poly(l-lysine)-graft-poly(ethylene glycol) copolymers, PLL-g-PEG. Stable surface assembly of poly(I:C) was achieved by incubation of polymer-coated microspheres in an aqueous poly(I:C) solution. Surface-assembled poly(I:C) exhibited a strongly enhanced efficacy to stimulate maturation of MoDCs by up to two orders of magnitude, as compared to free poly(I:C). Multiple phagocytosis events were the key factor to enhance the efficacy. The cytokine secretion pattern of MoDCs after exposure to surface-assembled poly(I:C) differed from that of free poly(I:C), while their ability to stimulate T cell proliferation was similar. Overall, phagocytic signaling plays an important role in defining the resulting immune response to such two-in-one adjuvant formulations.

Pulse wave amplitude drops during sleep are reliable surrogate markers of changes in cortical activity

Rapport de synthèseLe syndrome d'apnées obstructives du sommeil (SAOS) est une pathologie respiratoire fréquente. Sa prévalence est estimée entre 2 et 5% de la population adulte générale. Ses conséquences sont importantes. Notamment, une somnolence diurne, des troubles de la concentration, des troubles de la mémoire et une augmentation du risque d'accident de la route et du travail. Il représente également un facteur de risque cardiovasculaire indépendant.Ce syndrome est caractérisé par la survenue durant le sommeil d'obstructions répétées des voies aériennes supérieures. L'arrêt ou la diminution d'apport en oxygène vers les poumons entraîne des épisodes de diminution de la saturation en oxygène de l'hémoglobine. Les efforts ventilatoires visant à lever l'obstacle présent sur les voies aériennes causent de fréquents réveils à l'origine d'une fragmentation du sommeil.La polysomnographie (PSG) représente le moyen diagnostic de choix. Il consiste en l'enregistrement dans un laboratoire du sommeil et en présence d'un technicien diplômé, du tracé électroencéphalographique (EEG), de l'électrooculogramme (EOG), de l'électromyogramme mentonnier (EMG), du flux respiratoire nasal, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de l'électrocardiogramme (ECG), des mouvements thoraciques et abdominaux, de la position du corps et des mouvements des jambes. L'examen est filmé par caméra infrarouge et les sons sont enregistrés.Cet examen permet entre autres mesures, de déterminer les événements respiratoires obstructifs nécessaires au diagnostic de syndrome d'apnée du sommeil. On définit une apnée lors d'arrêt complet du débit aérien durant au moins 10 secondes et une hypopnée en cas, soit de diminution franche de l'amplitude du flux respiratoire supérieure à 50% durant au moins 10 secondes, soit de diminution significative (20%) de l'amplitude du flux respiratoire pendant au minimum 10 secondes associée à un micro-éveil ou à une désaturation d'au moins 3% par rapport à la ligne de base. La détection des micro-éveils se fait en utilisant les dérivations électroencéphalographiques, électromyographiques et électrooculographiques. Il existe des critères visuels de reconnaissance de ces éveils transitoire: apparition de rythme alpha (8.1 à 12.0 Hz) ou beta (16 à 30 Hz) d'une durée supérieure à 3 secondes [20-21].Le diagnostic de S AOS est retenu si l'on retrouve plus de 5 événements respiratoires obstructifs par heure de sommeil associés soit à une somnolence diurne évaluée selon le score d'Epworth ou à au moins 2 symptômes parmi les suivants: sommeil non réparateur, étouffements nocturne, éveils multiples, fatigue, troubles de la concentration. Le S AOS est gradué en fonction du nombre d'événements obstructifs par heure de sommeil en léger (5 à 15), modéré (15 à 30) et sévère (>30).La polysomnographie (PSG) comporte plusieurs inconvénients pratiques. En effet, elle doit être réalisée dans un laboratoire du sommeil avec la présence permanente d'un technicien, limitant ainsi son accessibilité et entraînant des délais diagnostiques et thérapeutiques. Pour ces mêmes raisons, il s'agit d'un examen onéreux.La polygraphie respiratoire (PG) représente l'alternative diagnostique au gold standard qu'est l'examen polysomnographique. Cet examen consiste en l'enregistrement en ambulatoire, à savoir au domicile du patient, du flux nasalrespiratoire, de l'oxymétrie de pouls, de la fréquence cardiaque, de la position du corps et du ronflement (par mesure de pression).En raison de sa sensibilité et sa spécificité moindre, la PG reste recommandée uniquement en cas de forte probabilité de SAOS. Il existe deux raisons principales à l'origine de la moindre sensibilité de l'examen polygraphique. D'une part, du fait que l'état de veille ou de sommeil n'est pas déterminé avec précision, il y a dilution des événements respiratoires sur l'ensemble de l'enregistrement et non sur la période de sommeil uniquement. D'autre part, en l'absence de tracé EEG, la quantification des micro-éveils est impossible. Il n'est donc pas possible dans l'examen poly graphique, de reconnaître une hypopnée en cas de diminution de flux respiratoire de 20 à 50% non associée à un épisode de désaturation de l'hémoglobine de 3% au moins. Alors que dans l'examen polysomnographique, une telle diminution du flux respiratoire pourrait être associée à un micro-éveil et ainsi comptabilisée en tant qu'hypopnée.De ce constat est né la volonté de trouver un équivalent de micro-éveil en polygraphie, en utilisant les signaux à disposition, afin d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique.Or plusieurs études ont démontrés que les micro-éveils sont associés à des réactions du système nerveux autonome. Lors des micro-éveils, on met en évidence la survenue d'une vasoconstriction périphérique. La variation du tonus sympathique associée aux micro-éveils peut être mesurée par différentes méthodes. Les variations de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie représentant un marqueur fiable de la vasoconstriction périphérique associée aux micro-réveils, il paraît donc opportun d'utiliser ce marqueur autonomique disponible sur le tracé des polygraphies ambulatoires afin de renforcer la sensibilité de cet examen.Le but de l'étude est d'évaluer la sensibilité des variations de l'amplitude de l'onde de pouls pour détecter des micro-réveils corticaux afin de trouver un moyen d'augmenter la sensibilité de l'examen polygraphique et de renforcer ainsi sont pouvoir diagnostic.L'objectif est de démontrer qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde pouls est concomitante à une activation corticale correspondant à un micro¬réveil. Cette constatation pourrait permettre de déterminer une hypopnée, en polygraphie, par une diminution de 20 à 50% du flux respiratoire sans désaturation de 3% mais associée à une baisse significative de l'amplitude de pouls en postulant que l'événement respiratoire a entraîné un micro-réveil. On retrouve par cette méthode les mêmes critères de scoring d'événements respiratoires en polygraphie et en polysomnographie, et l'on renforce la sensibilité de la polygraphie par rapport au gold standard polysomnographique.La méthode consiste à montrer en polysomnographie qu'une diminution significative de l'amplitude de l'onde de pouls mesurée par pulsoxymétrie est associée à une activation du signal électroencéphalographique, en réalisant une analyse spectrale du tracé EEG lors des baisses d'amplitude du signal d'onde de pouls.Pour ce faire nous avons réalisé une étude rétrospective sur plus de 1000 diminutions de l'amplitude de l'onde de pouls sur les tracés de 10 sujets choisis de manière aléatoire parmi les patients référés dans notre centre du sommeil (CIRS) pour suspicion de trouble respiratoire du sommeil avec somnolence ou symptomatologie diurne.Les enregistrements nocturnes ont été effectués de manière standard dans des chambres individuelles en utilisant le système d'acquisition Embla avec l'ensemble des capteurs habituels. Les données ont été par la suite visuellement analysées et mesurées en utilisant le software Somnologica version 5.1, qui fournit un signal de l'amplitude de l'onde de pouls (puise wave amplitude - PWA).Dans un premier temps, un technicien du sommeil a réalisé une analyse visuelle du tracé EEG, en l'absence des données du signal d'amplitude d'onde de pouls. Il a déterminé les phases d'éveil et de sommeil, les stades du sommeil et les micro¬éveils selon les critères standards. Les micro-éveils sont définis lors d'un changement abrupt dans la fréquence de l'EEG avec un pattern d'ondes thêta-alpha et/ou une fréquence supérieure à 16 Hz (en l'absence de fuseau) d'une durée d'au minimum trois secondes. Si cette durée excède quinze secondes, l'événement correspond à un réveil.Puis, deux investigateurs ont analysé le signal d'amplitude d'onde de pouls, en masquant les données du tracé EEG qui inclut les micro-éveils. L'amplitude d'onde de pouls est calculée comme la différence de valeur entre le zénith et le nadir de l'onde pour chaque cycle cardiaque. Pour chaque baisse de l'amplitude d'onde de pouls, la plus grande et la plus petite amplitude sont déterminées et le pourcentage de baisse est calculé comme le rapport entre ces deux amplitudes. On retient de manière arbitraire une baisse d'au moins 20% comme étant significative. Cette limite a été choisie pour des raisons pratiques et cliniques, dès lors qu'elle représentait, à notre sens, la baisse minimale identifiable à l'inspection visuelle. Chaque baisse de PWA retenue est divisée en 5 périodes contiguës de cinq secondes chacune. Deux avant, une pendant et deux après la baisse de PWA.Pour chaque période de cinq secondes, on a pratiqué une analyse spectrale du tracé EEG correspondant. Le canal EEG C4-A1 est analysé en utilisant la transformée rapide de Fourier (FFT) pour chaque baisse de PWA et pour chaque période de cinq secondes avec une résolution de 0.2 Hz. La distribution spectrale est catégorisée dans chaque bande de fréquence: delta (0.5 à 4.0 Hz); thêta (4.1 à 8.0Hz); alpha (8.1 à 12.0 Hz); sigma (12.1 à 16 Hz) et beta (16.1 à 30.0 Hz). La densité de puissance (power density, en μΥ2 ) pour chaque bande de fréquence a été calculée et normalisée en tant que pourcentage de la puissance totale. On a déterminé, ensuite, la différence de densité de puissance entre les 5 périodes par ANOVA on the rank. Un test post hoc Tukey est été utilisé pour déterminer si les différences de densité de puissance étaient significatives. Les calculs ont été effectués à l'aide du software Sigmastat version 3.0 (Systat Software San Jose, California, USA).Le principal résultat obtenu dans cette étude est d'avoir montré une augmentation significative de la densité de puissance de l'EEG pour toutes les bandes de fréquence durant la baisse de l'amplitude de l'onde de pouls par rapport à la période avant et après la baisse. Cette augmentation est par ailleurs retrouvée dans la plupart des bande de fréquence en l'absence de micro-réveil visuellement identifié.Ce résultat témoigné donc d'une activation corticale significative associée à la diminution de l'onde de pouls. Ce résulat pourrait permettre d'utiliser les variations de l'onde de pouls dans les tracés de polygraphie comme marqueur d'une activation corticale. Cependant on peut dire que ce marqueur est plus sensible que l'analyse visuelle du tracé EEG par un technicien puisque qu'on notait une augmentation de lactivité corticale y compris en l'absence de micro-réveil visuellement identifié. L'application pratique de ces résultats nécessite donc une étude prospective complémentaire.

Membrane mu poly(A) signal and 3' flanking sequences function as a transcription terminator for immunoglobulin-encoding genes.

Developmentally regulated mechanisms involving alternative RNA splicing and/or polyadenylation, as well as transcription termination, are implicated in controlling the levels of secreted mu (mu s), membrane mu (mu m) and delta immunoglobulin (Ig) heavy chain mRNAs during B cell differentiation (mu gene encodes the mu heavy chain). Using expression vectors constructed with genomic DNA segments composed of the mu m polyadenylation signal region, we analyzed poly(A) site utilization and termination of transcription in stably transfected myeloma cells and in murine fibroblast L cells. We found that the gene segment containing the mu m poly(A) signals, along with 536 bp of downstream flanking sequence, acted as a transcription terminator in both myeloma cells and L cell fibroblasts. Neither a 141-bp DNA fragment (which directed efficient polyadenylation at the mu m site), nor the 536-bp flanking nucleotide sequence alone, were sufficient to obtain a similar regulation. This shows that the mu m poly(A) region plays a central role in controlling developmentally regulated transcription termination by blocking downstream delta gene expression. Because this gene segment exhibited the same RNA processing and termination activities in fibroblasts, it appears that these processes are not tissue-specific.

Controlled delivery of 5-chlorouracil using poly(ortho esters) in filtering surgery for glaucoma.

PURPOSE: To evaluate the antimitotic and toxic effects of 5-chlorouracil (5-CU) and 5-fluorouracil (5-FU) and study their potential to delay filtering bleb closure in the rabbit eye when released by poly(ortho esters) (POE). METHODS: Rabbit Tenon fibroblasts and human conjunctival cells were incubated with various 5-CU and 5-FU concentrations. Antiproliferative effects and toxicity were evaluated at 24 and 72 hours by monotetrazolium, neutral red, and Hoechst tests and cell counting. Mechanisms of cell death were evaluated using TUNEL assay, annexin V binding, immunohistochemistry for anti-apoptosis-inducing factor (AIF) and LEI/L-DNase II. Trabeculectomy was performed in pigmented rabbits. Two hundred microliters of POE loaded with 1% wt/wt 5-FU or 5-CU was injected into the subconjunctival space after surgery. Intraocular pressure (IOP) and bleb persistence were monitored for 150 days. RESULTS: In vitro, 5-FU showed a higher antiproliferative effect and a more toxic effect than 5-CU. 5-FU induced cell necrosis, whereas 5-CU induced mostly apoptosis. The apoptosis induced by 5-CU was driven through a non-caspase-dependent pathway involving AIF and LEI/L-DNase II. In vivo, at 34 days after surgery, the mean IOP in the POE/5-CU-treated group was 83% of the baseline level and only 40% in the POE/5-FU-treated group. At 100 days after surgery, IOP was still decreased in the POE/5-CU group when compared with the controls and still inferior to the preoperative value. The mean long-term IOP, with all time points considered, was significantly (P < 0.0001) decreased in the POE/5-CU-treated group (6.0 +/- 2.4 mm Hg) when compared with both control groups, the trabeculectomy alone group (7.6 +/- 2.9 mm Hg), and the POE alone group (7.5 +/- 2.6 mm Hg). Histologic analysis showed evidence of functioning blebs in the POE-5-CU-treated eyes along with a preserved structure of the conjunctiva epithelium. CONCLUSIONS: The slow release of 5-CU from POE has a longstanding effect on the decrease of IOP after glaucoma-filtering surgery in the rabbit eye. Thus, the slow release of POE/5-CU may be beneficial for the prevention of bleb closure in patients who undergo complicated trabeculectomy.

Surface assembly of poly(I:C) on PEGylated microspheres to shield from adverse interactions with fibroblasts.

By expressing an array of pattern recognition receptors (PRRs), fibroblasts play an important role in stimulating and modulating the response of the innate immune system. The TLR3 ligand polyriboinosinic acid-polyribocytidylic acid, poly(I:C), a mimic of viral dsRNA, is a vaccine adjuvant candidate to activate professional antigen presenting cells (APCs). However, owing to its ligation with extracellular TLR3 on fibroblasts, subcutaneously administered poly(I:C) bears danger towards autoimmunity. It is thus in the interest of its clinical safety to deliver poly(I:C) in such a way that its activation of professional APCs is as efficacious as possible, whereas its interference with non-immune cells such as fibroblasts is controlled or even avoided. Complementary to our previous work with monocyte-derived dendritic cells (MoDCs), here we sought to control the delivery of poly(I:C) surface-assembled on microspheres to human foreskin fibroblasts (HFFs). Negatively charged polystyrene (PS) microspheres were equipped with a poly(ethylene glycol) (PEG) corona through electrostatically driven coatings with a series of polycationic poly(L-lysine)-graft-poly(ethylene glycol) copolymers, PLL-g-PEG, of varying grafting ratios g from 2.2 up to 22.7. Stable surface assembly of poly(I:C) was achieved by incubation of polymer-coated microspheres with aqueous poly(I:C) solutions. Notably, recognition of both surface-assembled and free poly(I:C) by extracellular TLR3 on HFFs halted their phagocytic activity. Ligation of surface-assembled poly(I:C) with extracellular TLR3 on HFFs could be controlled by tuning the grafting ratio g and thus the chain density of the PEG corona. When assembled on PLL-5.7-PEG-coated microspheres, poly(I:C) was blocked from triggering class I MHC molecule expression on HFFs. Secretion of interleukin (IL)-6 by HFFs after exposure to surface-assembled poly(I:C) was distinctly lower as compared to free poly(I:C). Overall, surface assembly of poly(I:C) may have potential to contribute to the clinical safety of this vaccine adjuvant candidate.

Therapeutic applications of viscous and injectable poly(ortho esters).

Poly(ortho esters) (POE) are hydrophobic and bioerodible polymers that have been investigated for pharmaceutical use since the early 1970s. Among the four described generations of POE, the third (POE III) and fourth (POE IV) are promising viscous and injectable materials which have been investigated in numerous biomedical applications. POE III has been extensively studied for ophthalmic drug delivery, it presents an excellent biocompatibility and is currently being investigated as a vehicle for sustained drug delivery to treat diseases of the posterior segment of the eye. POE IV is distinguishable by a highly reproducible and controlled synthesis, a higher hydrophobicity, and an excellent biocompatibility. It is currently under development for a variety of applications, such as ocular delivery, periodontal disease treatment and applications in veterinary medicine. This review will also focus on new perspectives for this promising family of polymers, such as guided tissue regeneration, treatment of osteoarthritis, as well as peptide and protein delivery.