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

Οι βιοαποικοδομήσιμες μικροσφαίρες και νανοσφαίρες (MS, NS) από πολυ(λακτίδιο-κογλυκολίδιο) (PLGA) ή άλλα υλικά αποτελούν πολύ αποτελεσματικά συστήματα χορήγησης φαρμάκων και αντιγόνων, με εγγενές δυναμικό για τη στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων και αντιγόνων. Οι υπάρχουσες μέθοδοι παραγωγής NS από PLGA είναι τυπικές διαδικασίες κατά παρτίδες και παρουσιάζουν δυσκολίες στην κλιμάκωση της παραγωγής υπό αποστειρωμένες συνθήκες. Εδώ, παρουσιάζουμε μια καινοτόμο και κομψή μέθοδο παραγωγής νανοσφαιρών PLGA μέσω μιας συνεχούς διαδικασίας, χωρίς επαφή και χωρίς κίνδυνο μόλυνσης, η οποία μπορεί να εκτελεστεί εύκολα υπό αποστειρωμένες συνθήκες. Κατά τη διάρκεια ολόκληρης της διαδικασίας παραγωγής, το προϊόν έρχεται σε άμεση επαφή μόνο με αποστειρωμένους σωλήνες από γυαλί και Teflon®. Η διαδικασία μπορεί να διεξαχθεί σε κλειστό σύστημα για την αποφυγή οποιασδήποτε περιβαλλοντικής μόλυνσης.

Σχέδιο εγκατάστασης για τη σύνθεση νανοσωματιδίων χωρίς μόλυνση με χρήση της κυψέλης ροής Dmini της Hielscher για υπερήχους χωρίς επαφή

Μέθοδος παραγωγής νανοσφαιρών χωρίς επαφή με τη χρήση υπερήχων

Τα νανοσωματίδια PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) παρασκευάστηκαν με τη χρήση μιας τροποποιημένης μεθόδου εκχύλισης/εξάτμισης με διαλύτη. Το PLGA, διαλυμένο σε διχλωρομεθάνιο (2 ή 5%), διασκορπίστηκε σε υδατικό διάλυμα PVA 0,5% (w/w) μέσω μιας καινοτόμου πειραματικής διάταξης που περιελάμβανε ένα κελί υπερήχων διαρροής χωρίς επαφή τύπου Dmini. Η χονδροειδής διασπορά τύπου O/W αναμίχθηκε αρχικά με μαγνητικό αναδευτήρα και στη συνέχεια ομογενοποιήθηκε στο κελί υπερήχων ροής χωρίς επαφή Dmini (οι ρυθμοί ροής των φάσεων O και W ήταν 1:8). Τα νανοσταγονίδια PLGA-διαλύτη που σχηματίστηκαν αρχικά στερεοποιήθηκαν σταδιακά κατά τη διέλευσή τους στους σωλήνες, μετατρέποντας τα σε νανοσωματίδια PLGA. Η τελική σκλήρυνση των σωματιδίων επιτεύχθηκε σε μεγαλύτερο όγκο διαλύματος PVA 0,5%.

Κυψέλη ροής Dmini με υπερήχους χωρίς επαφή για σύνθεση νανοσωματιδίων χωρίς μόλυνση

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 Πίνακας 1. Μέση διάμετρος νανοσφαιρών PLGA50:50 που παρασκευάστηκαν υπό διαφορετικές συνθήκες. Μέσος όρος δύο παρτίδων ± απόλυτη απόκλιση.[/caption]

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).

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.
(Μελέτη και εικόνες: © Freitas et al., 2006)

Συζήτηση και Συμπέρασμα

Διαπιστώθηκε ότι η κυψέλη ροής με υπερήχους είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την παραγωγή βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών νανοσφαιριδίων με τη μέθοδο της εκχύλισης/εξάτμισης με γαλάκτωμα-διαλύτη. Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί στην κλιμάκωση της διαδικασίας και στην αύξηση της εισροής ισχύος, με στόχο την παραγωγή ακόμη πιο λεπτών γαλακτωμάτων. Επιπλέον, θα μελετηθεί η καταλληλότητα της κυψέλης για την παρασκευή γαλακτωμάτων τύπου «νερό σε λάδι», π.χ. για περαιτέρω επεξεργασία σε μικροσφαίρες φορτωμένες με φάρμακα.

Λογοτεχνία