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
تعد الكرات الدقيقة والنانوية القابلة للتحلل (MS ، NS) المصنوعة من بولي (لاكتيد - كوجليكوليد) (PLGA) أو مواد أخرى أنظمة توصيل قوية جدا للأدوية والمستضدات مع إمكانات متأصلة لاستهداف الأدوية والمستضدات. الطرق الحالية لإنتاج PLGA NS هي عمليات دفعية نموذجية وتعاني من صعوبات في الترقية في ظل ظروف معقمة. هنا ، نقدم طريقة جديدة وأنيقة لإنتاج PLGA NS بشكل مستمر ، اتصال - و عملية خالية من التلوث التي يمكن تشغيلها بسهولة في ظل ظروف معقمة. أثناء عملية التصنيع بأكملها ، يكون المنتج على اتصال مباشر فقط بالزجاج المعقم وأنابيب التفلون®. يمكن تشغيل العملية في نظام مغلق لمنع أي تلوث بيئي.
أساليب
تم إنتاج الجسيمات النانوية PLGA50:50 (Resomer® RG503H ، Boehringer Ingelheim) باستخدام عملية استخراج / تبخر المذيبات المعدلة [1]. تم تشتيت PLGA المذاب في ثنائي كلورو الميثان (2 أو 5٪) في محلول PVA مائي 0.5٪ (وزن / وزن) عن طريق الإعداد التجريبي الجديد الذي يتضمن تدفقا بدون تلامس خلية الموجات فوق الصوتية. تم خلط تشتت O / W الخشن أولا بواسطة محرك مغناطيسي ثم تجانسه في خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية (كانت معدلات التدفق لمرحلتي O و W عند 1: 8). تشكلت القطرات النانوية المذيبة PLGA التي تشكلت في البداية تدريجيا أثناء المرور في الأنابيب لتصبح جسيمات PLGA النانوية. تم تحقيق التصلب النهائي للجزيئات في حجم أكبر من محلول PVA بنسبة 0.5٪.
الشكل 1: الإعداد التجريبي لإنتاج الكريات النانوية PLGA
الشكل 2: تصميم خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية
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 مستحلب كان لوقت الإقامة في المجال الصوتي من 14 إلى 7 ثوان تأثير طفيف فقط على حجم الجسيمات النانوية. ومع ذلك ، أدى انخفاض قوة الصوتنة من 32 إلى 25 واط إلى زيادة كبيرة في متوسط حجم الجسيمات من 485 إلى 700 نانومتر ، بسبب ذيل أكثر وضوحا لمنحنى توزيع الحجم (الشكل 3 أ). تم العثور على زيادة أقل بروزا ، على الرغم من زيادة كبيرة في متوسط حجم الجسيمات من 485 إلى 600 نانومتر عند استخدام محلول PLGA بنسبة 5٪ بدلا من 2٪.
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).
الجدول 1. متوسط قطر الكرات النانوية PLGA50: 50 المحضرة في ظروف مختلفة. متوسط دفعتين ± الانحراف المطلق.
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.
المناقشة والاستنتاجات
ال خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية وجد أنه مناسب تماما للإنتاج القائم على استخراج / تبخر المستحلب والمذيب للكرات النانوية البوليمرية القابلة للتحلل. سيتم توجيه الأبحاث المستقبلية نحو توسيع نطاق العملية وزيادة مدخلات الطاقة لإنتاج مستحلبات أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك ، مدى ملاءمة الخلية لإعداد الماء في الزيت المستحلبات، على سبيل المثال لمزيد من المعالجة في الكرات المجهرية المحملة بالأدوية.
أدب
فريتاس ، س. ؛ هيلشر ، ج. ؛ ميركل ، إتش بي ؛ غاندر ، ب.:طريقة سريعة وبسيطة لإنتاج كرات نانوية قابلة للتحلل ، في: الخلايا والمواد الأوروبية المجلد 7. الملحق 2 ، 2004 (صفحة 28)
تم تقديم هذه المعلومات في الجمعية السويسرية للمواد الحيوية
الشكل 2: تصميم einer Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm konnten vollständig aus einer 2٪ PLGA-Lösung in DCM bei 32W Beschallungsleistung gewonnen werden (Tab. 1). Die Größenverteilung zeigt sich monomodal mit einem leicht verzögertem Auslaufen der Kurve (Fig. 3A). Entsprechend des Perzentilwertes von 10 und 90٪ erstreckte sich die Nanopartikelgröße von 175 bis 755nm. Die Wiederholbarkeit des Produktionsprozesses war durchwegs gut, was auf die nur geringe Variabilität des durchschnittlichen Partikeldurchmessers zurückzuführen ist. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die مستحلب statt 14 nur noch 7 Sekunden dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, hat nur wenig Auswirkung auf die Größe der Nanopartikel. Ein Herabsetzen der Beschallungsleistung von 32 auf 25W bewirkt hingegen einen beträchtlichen Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers von 485 auf 700nm, der durch ein deutlicheres Verschieben der Größenverteilungskurve hervorgerufen wird (Fig. 3A). Ein nicht so markanter, aber trotzdem beachtenswerter Anstieg der durchschnittlichen Partikelgröße von 485 auf 600nm konnte festgestellt werden, wenn anstatt einer 2٪ eine 5٪ PLGA-Lösung verwendet wurde. Abschließend wurde das hydrophile PLGA gegen das hydrophobe PLA, welches zudem ein niedrigereres Molekulergewicht aufweist, ausgetauscht, wobei allerdings keine bemerkenswerten Veränderungen bezüglich der durchschnittlichen Partikelgröße und der Größenverteilung beobachtet werden können. In ihrer Morphologie zeigten die verschiedenen Batches, die eine 2٪ Polymerlösung enthielten, keine Unterschiede. Alle zeigten perfekte Kugelformen und glatte Oberflächen (Fig. 3B). Die Partikel aus einer 5٪ PLGA-Lösung zeigen hingegen weniger perfekte Kugelformen, wiesen leicht faltige Oberflächen und Fusionen zwei oder mehrerer Partikel auf (Fig. 3C).
تابيل 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
الشكل 3: PLGA Nanopartikel. (A): Größenverteilung bei Partikeln, die bei einer Polymerkonzentration/Beschallungsintensität von 2٪/ 32W, 5٪/ 32W und 2٪/ 25W٪; Verweilzeit = 14 s. (b),(c): sem Bilder der Partikel, die aus 2٪ bzw. 5٪ Polymerlösungen vorbereitet wurden. Verweilzeit = 14 ثانية; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussion und Schlussfolgerung
مات Ultraschall-Durchflusszelle wurde speziell für die Emulsion-Lösungsmittel-Extraktion / Evaporation basierte Herstellung von biologisch abbaubaren Polymer-Nanosphären entworfen. Die zukünftige Forschung auf diesem Gebiet wird auf ein Scale-up des Prozesses ausgerichtet sein, ebenso wie auf eine Steigerung des Leistungseintrages, um noch feinere Emulsionen zu erhalten. Zudem wird Zelle auf ihre Tauglichkeit bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-مستحلب Untersucht, Z. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
الأدب
فريتاس ، س. ؛ هيلشر ، ج. ؛ ميركل ، إتش بي ؛ غاندر ، ب.:طريقة سريعة وبسيطة لإنتاج كرات نانوية قابلة للتحلل ، في: الخلايا والمواد الأوروبية المجلد 7. الملحق 2 ، 2004 (صفحة 28)
Dieser Artikel wurde von der Society Swiss of Biomaterials veröffentlich.