إنتاج كرات نانوية قابلة للتحلل

يمكن إنتاج الكريات الدقيقة والنانوية القابلة للتحلل في عملية مستمرة وخالية من التلامس والتلوث يمكن تشغيلها بسهولة في ظل ظروف معقمة.

مقدمة

تُعد الكريات الدقيقة والنانوية القابلة للتحلل الحيوي (MS، NS) المصنوعة من بولي (لاكتيد-كوجليكوليد) (PLGA) أو مواد أخرى أنظمةً فعالةً للغاية لتوصيل الأدوية والمستضدات، وتتمتع بإمكانيات متأصلة في توجيه الأدوية والمستضدات إلى الأهداف المحددة. وتتمثل الطرق الحالية لإنتاج كريات النانو PLGA في عمليات دفعية نموذجية، وتواجه صعوبات في التوسع في الإنتاج في ظل ظروف معقمة. وهنا، نقدم طريقة جديدة ومبتكرة لإنتاج كريات النانو PLGA في عملية مستمرة وخالية من التلامس والتلوث، ويمكن تنفيذها بسهولة في ظل ظروف معقمة. طوال عملية التصنيع بأكملها، لا يتلامس المنتج مباشرة إلا مع أنابيب زجاجية وأنابيب من مادة تفلون® معقمة. ويمكن تشغيل العملية في نظام مغلق لمنع أي تلوث بيئي.

مخطط الإعداد للتوليف الخالي من التلوث للجسيمات النانوية باستخدام خلية التدفق الصوتية غير التلامسية Dmini من شركة Hielscher

طريقة إنتاج كريات نانوية بدون تلامس باستخدام الموجات فوق الصوتية

تم إنتاج جسيمات نانوية من مادة PLGA بنسبة 50:50 (Resomer® RG503H، Boehringer Ingelheim) باستخدام عملية استخلاص وتبخير بالمذيبات تم تعديلها. تم تشتيت مادة PLGA المذابة في ثنائي كلورو الميثان (بنسبة 2 أو 5٪) في محلول مائي من البولي فينيل الفينول (PVA) بنسبة 0.5٪ (وزن/وزن) باستخدام جهاز تجريبي مبتكر يتضمن خلية Dmini للتدفق المستمر بالموجات فوق الصوتية بدون تلامس. تم خلط التشتت الخشن من نوع الزيت في الماء (O/W) مسبقًا باستخدام محرك مغناطيسي، ثم تم تجانسه في خلية Dmini التي تعمل بالموجات فوق الصوتية ذات التدفق المستمر بدون تلامس (كانت معدلات تدفق المرحلتين الزيتية والمائية بنسبة 1:8). تجمّدت قطرات PLGA النانوية التي تشكلت في البداية تدريجيًا أثناء مرورها عبر الأنابيب لتصبح جسيمات PLGA النانوية. وتم تحقيق التصلب النهائي للجسيمات في حجم أكبر من محلول PVA بنسبة 0.5%.

خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية بدون تلامس Dmini لتخليق الجسيمات النانوية الخالية من التلوث

النتائج

تم تحضير الجسيمات النانوية التي يبلغ متوسط قطرها 485 نانومتر بسهولة من محلول PLGA بنسبة 2٪ في DCM بقوة صوتنة 32 واط (علامة التبويب 1). كان توزيع الحجم أحادي النمط مع ذيل طفيف (الشكل 3 أ). امتدت أحجام الجسيمات النانوية من 175 إلى 755 نانومتر وفقا للنسب المئوية 10 و 90٪. كانت قابلية تكرار عملية الإنتاج جيدة باستمرار ، كما يتضح من التباين الطفيف فقط في متوسط قطر الجسيمات. خفض الجدول 1. متوسط قطر الجسيمات النانوية PLGA50:50 المُحضَّرة في ظروف مختلفة. متوسط دفعتين ± الانحراف المطلق.[/caption]

أخيرا ، تم استبدال PLGA الأكثر محبة للماء ب PLA الأكثر كارهة للماء والوزن الجزيئي المنخفض دون تغييرات ملحوظة في متوسط حجم الجسيمات وتوزيع الحجم. لم يلاحظ أي اختلافات في مورفولوجيا الدفعات المختلفة من الجسيمات المحضرة من محاليل البوليمر 2٪. أظهروا جميعا أشكالا كروية تماما وأسطح ناعمة (الشكل 3 ب). ومع ذلك ، كانت الجسيمات المصنوعة من محلول PLGA بنسبة 5٪ أقل كروية ، وأظهرت أسطحا مجعدة قليلا ، واندماجا لجسيمين أو أكثر في بعض الأحيان (الشكل 3C).

الشكل 3: جسيمات PLGA النانوية. (أ): توزيع حجم الجسيمات المحضرة بتركيز البوليمر / قوة صوتنة 2٪ / 32 واط ، 5٪ / 32 واط ، و 2٪ / 25 واط٪ ؛ وقت الإقامة = 14 ثانية (ب) ، (ج): صور SEM للجسيمات المحضرة من محاليل بوليمر 2 و 5٪ ، على التوالي. وقت الإقامة = 14 ثانية ؛ قوة صوتنة = 32W. تمثل القضبان 1 ميكرون.
(دراسة وصور: © فريتاس وآخرون ، 2006)

المناقشة والخلاصة

وقد تبين أن الخلية المجرية بالموجات فوق الصوتية مناسبة تمامًا لإنتاج الجسيمات النانوية البوليمرية القابلة للتحلل الحيوي، وذلك من خلال عملية الاستخلاص/التبخير باستخدام المستحلب والمذيب. وستتجه الأبحاث المستقبلية نحو توسيع نطاق العملية وزيادة مدخلات الطاقة للحصول على مستحلبات أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك، ستُدرس مدى ملاءمة الخلية لتحضير مستحلبات الماء في الزيت، على سبيل المثال، من أجل معالجتها لاحقًا لتحويلها إلى كريات مجهرية محملة بالأدوية.

أدب