Παραγωγή βιοδιασπώμενων νανοσφαιριδίων
Τα βιοαποικοδομήσιμα μικροσφαιρίδια και νανοσφαιρίδια μπορούν να παραχθούν με μια συνεχή, χωρίς επαφή και μόλυνση διαδικασία, η οποία μπορεί εύκολα να λειτουργήσει υπό στείρες συνθήκες.
Εισαγωγή
Τα βιοαποικοδομήσιμα μικροσφαιρίδια και νανοσφαιρίδια (MS, NS) κατασκευασμένα από πολυ(λακτίδιο-κογλυκολίδιο) (PLGA) ή άλλα υλικά είναι πολύ ισχυρά συστήματα χορήγησης φαρμάκων και αντιγόνων με εγγενείς δυνατότητες στόχευσης φαρμάκων και αντιγόνων. Οι παρούσες μέθοδοι για την παραγωγή PLGA NS είναι τυπικές διαδικασίες παρτίδας και υποφέρουν από δυσκολίες αναβάθμισης υπό στείρες συνθήκες. Εδώ, παρουσιάζουμε μια νέα και κομψή μέθοδο για την παραγωγή PLGA NS σε μια συνεχή, επαφή- και Διαδικασία χωρίς μόλυνση που μπορεί εύκολα να λειτουργήσει υπό στείρες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας κατασκευής, το προϊόν βρίσκεται σε άμεση επαφή μόνο με αποστειρωμένο γυαλί και σωλήνες από τεφλόν®. Η διαδικασία μπορεί να εκτελεστεί σε κλειστό σύστημα για την πρόληψη οποιασδήποτε περιβαλλοντικής μόλυνσης.
Μεθόδους
Τα νανοσωματίδια PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) παρήχθησαν χρησιμοποιώντας μια τροποποιημένη διαδικασία εκχύλισης/εξάτμισης με διαλύτη [1]. Το PLGA διαλυμένο σε διχλωρομεθάνιο (2 ή 5%) διασκορπίστηκε σε υδατικό διάλυμα PVA 0,5% (w/w) μέσω της νέας πειραματικής διάταξης που περιλαμβάνει ροή χωρίς επαφή Κύτταρο υπερήχων. Η χονδροειδής διασπορά O/W αρχικά αναμειγνύεται με μαγνητικό αναδευτήρα και στη συνέχεια ομογενοποιείται στο υπερηχητικό κύτταρο ροής (οι ρυθμοί ροής των φάσεων O και W ήταν 1:8). Τα αρχικά σχηματισμένα νανοσταγονίδια διαλύτη PLGA στερεοποιήθηκαν σταδιακά κατά τη διάρκεια της διέλευσης στους σωλήνες για να γίνουν νανοσωματίδια PLGA. Η τελική σκλήρυνση των σωματιδίων επιτεύχθηκε σε μεγαλύτερο όγκο διαλύματος PVA 0,5%.
Σχήμα 1: Πειραματική διάταξη για την παραγωγή νανοσφαιριδίων PLGA
Σχήμα 2: Σχεδιασμός υπερηχητικό κύτταρο ροής
Αποτελέσματα
Νανοσωματίδια με μέση διάμετρο 485 nm παρασκευάστηκαν εύκολα από διάλυμα PLGA 2% σε DCM σε ισχύ υπερήχων 32W (Tab. 1). Η κατανομή μεγέθους ήταν μονοτροπική με ελαφρά ουρά (Εικ. 3Α). Τα μεγέθη νανοσωματιδίων εκτείνονταν από 175 έως 755 nm σύμφωνα με τα εκατοστημόρια 10 και 90%. Η επαναληψιμότητα της παραγωγικής διαδικασίας ήταν σταθερά καλή, όπως αντικατοπτρίζεται μόνο από τη μικρή μεταβλητότητα στη μέση διάμετρο σωματιδίων. Μείωση του Γαλάκτωμα Ο χρόνος παραμονής στο ηχητικό πεδίο από 14 έως 7 δευτερόλεπτα είχε μόνο μικρή επίδραση στο μέγεθος των νανοσωματιδίων. Μια μείωση της ισχύος υπερήχων από 32 σε 25W, ωστόσο, οδήγησε σε σημαντική αύξηση του μέσου μεγέθους σωματιδίων από 485 σε 700nm, που προκαλείται από μια πιο έντονη ουρά της καμπύλης κατανομής μεγέθους (Σχήμα 3Α). Μια λιγότερο εμφανής, αν και σημαντική αύξηση του μέσου μεγέθους σωματιδίων από 485 σε 600 nm βρέθηκε όταν χρησιμοποιήθηκε διάλυμα PLGA 5% αντί για 2%.
Τέλος, το πιο υδρόφιλο PLGA ανταλλάχθηκε με το πιο υδρόφοβο και χαμηλότερου μοριακού βάρους PLA χωρίς αξιοσημείωτες αλλαγές στο μέσο μέγεθος και την κατανομή μεγέθους των σωματιδίων. Δεν παρατηρήθηκαν διαφορές στη μορφολογία των διαφόρων παρτίδων σωματιδίων που παρασκευάστηκαν από 2% πολυμερή διαλύματα. Όλα παρουσίαζαν τέλεια σφαιρικά σχήματα και λείες επιφάνειες (Εικ. 3Β). Τα σωματίδια που κατασκευάστηκαν από το διάλυμα PLGA 5%, ωστόσο, ήταν λιγότερο σφαιρικά, έδειξαν ελαφρώς ζαρωμένες επιφάνειες και συγχωνεύσεις δύο ή μερικές φορές περισσότερων σωματιδίων (Σχήμα 3C).
Πίνακας 1. Μέση διάμετρος νανοσφαιριδίων PLGA50:50 παρασκευασμένων υπό διαφορετικές συνθήκες. Μέσος όρος δύο παρτίδων ± απόλυτη απόκλιση.
Σχήμα 3: Νανοσωματίδια PLGA. (Α): Κατανομή μεγέθους σωματιδίων που παρασκευάζονται σε συγκέντρωση πολυμερούς / δύναμη υπερήχων 2% / 32W, 5% / 32W και 2% / 25W%. χρόνος παραμονής = 14 s. (B),(C): SEM εικόνες σωματιδίων παρασκευασμένων από διαλύματα πολυμερούς 2 και 5%, αντίστοιχα. Χρόνος παραμονής = 14s; ισχύς υπερήχων = 32W. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν 1 micron.
Συζήτηση και συμπεράσματα
Ο υπερηχητικό κύτταρο ροής βρέθηκε ότι είναι κατάλληλο για την παραγωγή βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών νανοσφαιριδίων με βάση την εκχύλιση/εξάτμιση με βάση το γαλάκτωμα-διαλύτη. Η μελλοντική έρευνα θα κατευθυνθεί προς την κλιμάκωση της διαδικασίας και την αύξηση της εισροής ισχύος για την παραγωγή ακόμη λεπτότερων γαλακτωμάτων. Επιπλέον, η καταλληλότητα του κυττάρου για την παρασκευή νερού σε λάδι Γαλακτώματα, π.χ. για περαιτέρω επεξεργασία σε μικροσφαιρίδια φορτωμένα με φάρμακα, θα μελετηθεί.
Λογοτεχνία
Freitas, Σ.; Hielscher, Γ.; Merkle, Χ. Π.; Gander, Β.:A Fast and Simple Method for Production Biodegradable Nanospheres, στο: European Cells and Materials Vol. 7. Συμπλ. 2, 2004 (σελίδα 28)
Αυτές οι πληροφορίες παρουσιάστηκαν στην Ελβετική Εταιρεία Βιοϋλικών