Hielscher Ultralydsteknologi

Produktion af biologisk nedbrydelige nanosfærer

Bionedbrydelige mikro- og nanosfærer kan fremstilles i en kontinuerlig, kontakt- og kontamineringsfri proces, som let kan køres under sterile betingelser.

Introduktion

Bionedbrydelige mikro- og nanospherer (MS, NS) lavet af poly (lactid-coglycolid) (PLGA) eller andre materialer er meget potente lægemiddel- og antigenafgivelsessystemer med iboende potentiale til lægemiddel- og antigenmålretning. Nuværende metoder til fremstilling af PLGA NS er typiske batchprocesser og lider af vanskeligheder med opskalering under sterile betingelser. Her præsenterer vi en roman og elegant metode til at producere PLGA NS i en kontinuerlig, kontakt- og forureningsfri proces der let kan køres under sterile forhold. Under hele fremstillingsprocessen er produktet kun i direkte kontakt med sterilt glas og Teflon®-rør. Processen kan køres i et lukket system for at forhindre miljøforurening.

Metoder

PLGA50: 50 nanopartikler (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) blev fremstillet under anvendelse af en modificeret opløsningsmiddelekstraktions- / fordampningsproces [1]. PLGA opløst i dichlormethan (2 eller 5%) blev dispergeret i vandig 0,5% (vægt / vægt) PVA-opløsning ved hjælp af den nye eksperimentelle opsætning, der involverede en kontaktfri gennemstrømning ultralydcelle. Den grove O / W-dispersion blev først forblandet af en magnetisk omrører og derefter homogeniseret i ultralyd gennemstrømningscelle (strømningshastighederne for O- og W-faser var ved 1: 8). De initialt dannede PLGA-opløsningsmiddel nanodropler størkede gradvist under passagen i rørene for at blive PLGA nanopartikler. Endelig hærdning af partiklerne blev opnået i et større volumen af ​​0,5% PVA-opløsning.

Figur 1: Eksperimentel opsætning til produktion af PLGA nanosfærer

Fig. 2: Design af ultralyd gennemstrømningscelle

Resultater

Nanopartikler med en gennemsnitlig diameter på 485 nm fremstilledes let fra en 2% PLGA-opløsning i DCM ved 32 W sonikeringskraft (Tab 1). Størrelsesfordelingen var mono-modal med en lille tailing (figur 3A). Nanopartikelstørrelser forlænges fra 175 til 755 nm i henhold til 10 og 90% percentiler. Reproducerbarheden af ​​produktionsprocessen var konsekvent god, hvilket afspejles af kun mindre variabilitet i middelpartikeldiameteren. Sænkning af emulsion s opholdstid i sonikfeltet fra 14 til 7 s havde kun en mindre indvirkning på nanopartikelstørrelsen. En reduktion af sonikeringskraften fra 32 til 25W resulterede imidlertid i en signifikant forøgelse af den gennemsnitlige partikelstørrelse fra 485 til 700 nm, forårsaget af en mere udtalt stigning af størrelsesfordelingskurven (figur 3A). En mindre fremtrædende, men en signifikant stigning i middelpartikelstørrelsen fra 485 til 600 nm blev fundet ved anvendelse af en 5% i stedet for en 2% PLGA-opløsning.

Endelig blev den mere hydrofile PLGA udvekslet for den mere hydrofobe og lavere molekylvægt PLA uden mærkbare ændringer i partikelmiddelstørrelse og størrelsesfordeling. Der blev ikke observeret nogen forskelle i morfologien af ​​de forskellige partier partikler fremstillet ud fra 2% polymeropløsninger. De udstillede alle perfekt sfæriske former og glatte overflader (figur 3B). Partiklerne fremstillet af 5% PLGA-opløsningen var imidlertid mindre sfæriske, viste lidt rynkeoverflader og fusioner af to eller nogle gange flere partikler (figur 3C).

Tabel 1. Middeldiameter af PLGA50: 50 nanosfærer fremstillet under forskellige betingelser. Middel af to satser ± absolut afvigelse.

Fig. 3: PLGA nanopartikler. (A): Størrelsesfordeling af partikler fremstillet ved polymerkoncentration / sonikeringskraft på 2% / 32W, 5% / 32W og 2% / 25W%; opholdstid = 14 s. (B), (C): SEM-billeder af partikler fremstillet henholdsvis fra henholdsvis 2 og 5% polymeropløsninger. Opholdstid = 14s; sonication power = 32W. Barer repræsenterer 1 mikron.

Diskussion og konklusioner

Det ultralyd gennemstrømningscelle viste sig at være velegnet til emulsionsopløsningsmiddelekstraktion / fordampningsbaseret produktion af bionedbrydelige polymernanospherer. Fremtidig forskning vil blive rettet mod at opskalere processen og øge strømindgangen for at give endnu finere emulsioner. Desuden er celleets egnethed til fremstilling af vand-i-olie emulsioner, fx til videre behandling i lægemiddelfyldte mikrosfærer, vil blive undersøgt.

Bed om mere information!

Brug venligst nedenstående formular, hvis du ønsker at anmode om yderligere oplysninger om denne anvendelse af ultralyd.









Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.


Litteratur

Freitas, S .; Hielscher, G .; Merkle, HP; Gander, B .:En hurtig og enkel metode til fremstilling af biologisk nedbrydelige nanosfærer, i: Europæiske celler og materialer Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (side 28)

Disse oplysninger blev præsenteret på Swiss Society of Biomaterials