Proizvodnja biorazgradivih nanosfera

Biorazgradive mikro- i nanosfere mogu se proizvoditi u kontinuiranom procesu bez kontakta i kontaminacije koji se može lako izvoditi u sterilnim uvjetima.

Uvod

Biorazgradive mikro- i nanosfere (MS, NS) napravljene od poli(laktid-koglikolida) (PLGA) ili drugih materijala su veoma moćni sistemi za isporuku lekova i antigena sa inherentnim potencijalom za ciljanje lekova i antigena. Sadašnje metode za proizvodnju PLGA NS su tipični serijski procesi i pate od poteškoća u povećanju u sterilnim uslovima. Ovdje predstavljamo novu i elegantnu metodu za proizvodnju PLGA NS u kontinuiranom, kontaktnom i proces bez kontaminacije koji se lako mogu koristiti u sterilnim uslovima. Tokom čitavog procesa proizvodnje proizvod je u direktnom kontaktu samo sa sterilnim staklenim i Teflon® cijevima. Proces se može izvoditi u zatvorenom sistemu kako bi se spriječila kontaminacija okoline.

metode

PLGA50:50 nanočestice (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) proizvedene su primjenom modificiranog procesa ekstrakcije/evaporacije otapala [1]. PLGA otopljen u dihlorometanu (2 ili 5%) dispergiran je u vodenoj 0,5% (w/w) PVA otopini pomoću nove eksperimentalne postavke koja uključuje beskontaktni protok ultrazvučna ćelija. Gruba O/W-disperzija je prvo prethodno izmiješana magnetnom miješalicom, a zatim homogenizirana u ultrazvučna protočna ćelija (brzine protoka O- i W-faze bile su 1:8). Prvobitno formirane nanokapljice PLGA rastvarača postepeno su se očvrsnule tokom prolaska u epruvetama da bi postale PLGA nanočestice. Konačno stvrdnjavanje čestica je postignuto u većoj zapremini 0,5% rastvora PVA.

Slika 1: Eksperimentalna postavka za proizvodnju PLGA nanosfera

Slika 2: Dizajn ultrazvučna protočna ćelija

Rezultati

Nanočestice srednjeg prečnika od 485 nm su lako pripremljene iz 2% rastvora PLGA u DCM-u pri snazi ultrazvuka od 32 W (Tab. 1). Distribucija veličine bila je monomodalna sa blagim zaostajanjem (slika 3A). Veličine nanočestica su se proširile od 175 do 755 nm prema 10 i 90% percentila. Ponovljivost proizvodnog procesa je bila konstantno dobra, što se ogleda u samo maloj varijabilnosti srednjeg prečnika čestica. Spuštanje emulzije vreme zadržavanja u zvučnom polju od 14 do 7s imalo je samo mali uticaj na veličinu nanočestica. Smanjenje snage ultrazvuka sa 32 na 25 W, međutim, rezultiralo je značajnim povećanjem srednje veličine čestica sa 485 na 700 nm, uzrokovano izraženijim zaostajanjem krivulje raspodjele veličine (slika 3A). Manje izraženo, iako značajno povećanje srednje veličine čestica sa 485 na 600 nm nađeno je kada se koristi 5% umjesto 2% otopine PLGA.

Konačno, hidrofilniji PLGA je zamijenjen za hidrofobniji PLA niže molekularne težine bez primjetnih promjena u srednjoj veličini čestica i distribuciji veličine. Nisu uočene razlike u morfologiji različitih serija čestica pripremljenih od 2% rastvora polimera. Svi su imali savršeno sferične oblike i glatke površine (slika 3B). Čestice napravljene od 5% rastvora PLGA, međutim, bile su manje sferične, imale su blago naborane površine i fuzije dve ili ponekad više čestica (slika 3C).

Tabela 1. Srednji prečnik PLGA50:50 nanosfera pripremljenih u različitim uslovima. Srednja vrijednost dvije serije ± apsolutno odstupanje.

Slika 3: PLGA nanočestice. (A): Raspodjela veličina čestica pripremljenih pri koncentraciji polimera/moći ultrazvuka od 2%/ 32W, 5%/ 32W i 2%/ 25W%; vrijeme zadržavanja = 14 s. (B), (C): SEM slike čestica pripremljenih od 2 i 5% rastvora polimera, respektivno. Vrijeme boravka = 14s; snaga ultrazvuka = 32W. Šipke predstavljaju 1 mikron.

Diskusija i zaključci

The ultrazvučna protočna ćelija je utvrđeno da je dobro prikladan za proizvodnju biorazgradivih polimernih nanosfera baziranu na ekstrakciji/isparavanju emulzije rastvaračem. Buduća istraživanja će biti usmjerena na proširenje procesa i povećanje ulazne snage kako bi se dobile još finije emulzije. Osim toga, pogodnost ćelije za pripremu vode u ulju emulzije, npr. za dalju obradu u mikrosfere napunjene lijekom, će se proučavati.

Književnost

Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, HP; Gander, B.:Brza i jednostavna metoda za proizvodnju biorazgradivih nanosfera, u: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (stranica 28)

Ova informacija je predstavljena u Švicarskom društvu za biomaterijale