Producción de nanoesferas biodegradables

Las microesferas y nanoesferas biodegradables pueden producirse en un proceso continuo, sin contacto ni contaminación, que puede llevarse a cabo fácilmente en condiciones estériles.

Introducción

Las microesferas y nanoesferas biodegradables (MS, NS) de poli(lactida-coglicolida) (PLGA) u otros materiales son sistemas muy potentes de administración de fármacos y antígenos con un potencial inherente de selección de fármacos y antígenos. Los métodos actuales de producción de PLGA NS son los típicos procesos por lotes y presentan dificultades para su ampliación en condiciones estériles. Aquí presentamos un método novedoso y elegante para producir PLGA NS de forma continua, por contacto y en condiciones estériles. proceso sin contaminación que puede funcionar fácilmente en condiciones estériles. Durante todo el proceso de fabricación, el producto sólo está en contacto directo con tubos estériles de vidrio y Teflon®. El proceso puede realizarse en un sistema cerrado para evitar cualquier contaminación ambiental.

métodos

Las nanopartículas de PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) se produjeron mediante un proceso modificado de extracción/evaporación con disolventes [1]. El PLGA disuelto en diclorometano (2 o 5%) se dispersó en una solución acuosa de PVA al 0,5% (p/p) mediante un novedoso montaje experimental que implicaba un flujo sin contacto a través de una cámara de evaporación. célula de ultrasonidos. La dispersión O/W gruesa se premezcló primero con un agitador magnético y luego se homogeneizó en el célula de flujo ultrasónico (los caudales de las fases O y W eran de 1:8). Las nanodrojitas de disolvente PLGA formadas inicialmente se solidificaron gradualmente durante el paso por los tubos para convertirse en nanopartículas de PLGA. El endurecimiento final de las partículas se consiguió en un volumen mayor de solución de PVA al 0,5%.

Montaje experimental para la producción de nanoesferas de PLGA

Fig. 1: Montaje experimental para la producción de nanoesferas de PLGA

Diseño de una célula de flujo ultrasónico

Fig. 2: Diseño de célula de flujo ultrasónico

Resultados

Se prepararon fácilmente nanopartículas con un diámetro medio de 485 nm a partir de una solución de PLGA al 2% en DCM a una potencia de sonicación de 32 W (Tab. 1). La distribución de tamaños fue monomodal con una ligera cola (Fig. 3A). Los tamaños de las nanopartículas oscilaron entre 175 y 755 nm según los percentiles 10 y 90%. La repetibilidad del proceso de producción fue sistemáticamente buena, como refleja la escasa variabilidad del diámetro medio de las partículas. La reducción del de emulsión El tiempo de permanencia en el campo sónico de 14 a 7s sólo tuvo un impacto menor en el tamaño de las nanopartículas. Sin embargo, una reducción de la potencia de sonicación de 32 a 25 W produjo un aumento significativo del tamaño medio de partícula de 485 a 700 nm, causado por una cola más pronunciada de la curva de distribución de tamaños (Fig. 3A). Se observó un aumento menos destacado, aunque significativo, del tamaño medio de las partículas de 485 a 600 nm cuando se utilizó una solución de PLGA al 5% en lugar de al 2%.

Por último, el PLGA, más hidrófilo, se intercambió por el PLA, más hidrófobo y de menor peso molecular, sin que se produjeran cambios apreciables en el tamaño medio y la distribución del tamaño de las partículas. No se observaron diferencias en la morfología de los distintos lotes de partículas preparadas a partir de soluciones poliméricas al 2%. Todas presentaban formas perfectamente esféricas y superficies lisas (Fig. 3B). Sin embargo, las partículas preparadas a partir de la solución de PLGA al 5% eran menos esféricas, mostraban superficies ligeramente arrugadas y fusiones de dos o a veces más partículas (Fig. 3C).

Diámetro medio de las nanoesferas de PLGA50:50 preparadas en diferentes condiciones

Tabla 1. Diámetro medio de las nanoesferas de PLGA50:50 preparadas en diferentes condiciones. Media de dos lotes ± desviación absoluta.

Nanopartícula de PLGA

Fig. 3: Nanopartículas de PLGA. (A): Distribución de tamaños de las partículas preparadas a una concentración de polímero/potencia de sonicación del 2%/ 32W, 5%/ 32W y 2%/ 25W%; tiempo de residencia = 14 s. (B),(C): Imágenes SEM de partículas preparadas a partir de soluciones de polímero al 2 y 5%, respectivamente. Tiempo de residencia = 14 s; potencia de sonicación = 32 W. Las barras representan 1 micra.

Debate y conclusiones

El célula de flujo ultrasónico para la producción de nanoesferas poliméricas biodegradables mediante emulsión, extracción con disolvente y evaporación. En el futuro, la investigación se centrará en la ampliación del proceso y el aumento de la potencia de entrada para producir emulsiones aún más finas. Además, se estudiará la idoneidad de la célula para la preparación de emulsiones de agua en aceite. Emulsionespor ejemplo, para su posterior transformación en microesferas cargadas de fármacos.

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Referencias

Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:A Fast and Simple Method for Producing Biodegradable Nanospheres, en: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (página 28)

Esta información se presentó en la Sociedad Suiza de Biomateriales


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