تولید نانوکره های زیست تخریب پذیر
میکرو ها و نانوسفرهای زیست تخریب پذیر را می توان در یک فرآیند مداوم، بدون تماس و آلودگی تولید کرد که می تواند به راحتی در شرایط استریل اجرا شود.
مقدمه
میکروسفرها و نانوسفرهای زیست تخریب پذیر (MS, NS) ساخته شده از پلی لاکتید-کوگلیکولید (PLGA) یا سایر مواد، سیستم های دارورسانی و آنتی ژن بسیار قوی با پتانسیل ذاتی برای هدف قرار دادن دارو و آنتی ژن هستند. روش های موجود برای تولید PLGA NS فرآیندهای ناپیوسته معمولی هستند و در شرایط استریل از مشکلات ارتقاء مقیاس رنج می برند. در اینجا روشی نوین و ظریف برای تولید PLGA NS به صورت پیوسته، تماسی و فرآیند بدون آلودگی که می تواند به راحتی در شرایط استریل اجرا شود. در طول کل فرآیند تولید، محصول فقط با شیشه های استریل و لوله های تفلون® در تماس مستقیم است. این فرآیند را می توان در یک سیستم بسته برای جلوگیری از هرگونه آلودگی محیط زیست اجرا کرد.
روش
نانوذرات PLGA50:50 (Resomer® RG503H، Boehringer Ingelheim) با استفاده از فرآیند استخراج/تبخیر حلال اصلاح شده تولید شدند [1]. PLGA محلول در دی کلرومتان (2 یا 5 درصد) در محلول PVA آبی 0.5 درصد (وزنی/وزنی) با استفاده از یک مجموعه آزمایشی جدید شامل جریان بدون تماس پراکنده شد سلول امواج فراصوت. پراکندگی درشت O/W ابتدا توسط یک همزن مغناطیسی از قبل مخلوط شد و سپس در آن همگن شد التراسونیک جریان از طریق سلول (دبی فازهای O و W در 1:8 بود). نانوقطرات حلال PLGA که در ابتدا تشکیل شده اند، به تدریج در طول عبور در لوله ها جامد می شوند و به نانوذرات PLGA تبدیل می شوند. سخت شدن نهایی ذرات در حجم بزرگتر محلول PVA 5/0 درصد به دست آمد.
شکل 1: راه اندازی تجربی برای تولید نانوکره های PLGA
شکل 2: طراحی التراسونیک جریان از طریق سلول
نتیجه
نانوذرات با قطر متوسط 485 نانومتر به راحتی از محلول PLGA 2 درصد در DCM با قدرت فراصوت 32 وات تهیه شدند (Tab. 1). توزیع اندازه تک وجهی با باطله کمی بود (شکل 3A). اندازه نانوذرات با توجه به صدک های 10 و 90 درصد از 175 تا 755 نانومتر افزایش یافت. تکرارپذیری فرآیند تولید به طور مداوم خوب بود، همانطور که تنها با تغییرات جزئی در میانگین قطر ذرات منعکس می شود. پایین آوردن امولسیون زمان ماندگاری در میدان صوتی از 14 تا 7 ثانیه تنها تأثیر جزئی بر اندازه نانوذرات داشت. کاهش قدرت فراصوت از 32 به 25W، با این حال، منجر به افزایش قابل توجهی از میانگین اندازه ذرات از 485 به 700 نانومتر، ناشی از باطله بارزتر از منحنی توزیع اندازه (شکل. 3A). افزایش کمتر برجسته، اما قابل توجه در میانگین اندازه ذرات از 485 به 600 نانومتر هنگام استفاده از محلول PLGA 5 درصد به جای 2 درصد مشاهده شد.
در نهایت، PLGA آب دوست تر با PLA آبگریز تر و وزن مولکولی کمتر بدون تغییر قابل توجه در میانگین اندازه و توزیع اندازه ذرات مبادله شد. هیچ تفاوتی در مورفولوژی دسته های مختلف ذرات تهیه شده از محلول های پلیمری 2 درصد مشاهده نشد. همه آنها اشکال کاملا کروی و سطوح صاف را به نمایش گذاشتند (شکل 3B). با این حال، ذرات ساخته شده از محلول PLGA 5٪ کمتر کروی بودند، سطوح کمی چروک و همجوشی دو یا گاهی اوقات چند ذره را نشان دادند (شکل 3C).
جدول 1. میانگین قطر نانوکره PLGA50:50 در شرایط مختلف تهیه شد. میانگین دو دسته ± انحراف مطلق.
شکل 3: نانوذرات PLGA. (A): توزیع اندازه ذرات آماده شده در غلظت پلیمر / قدرت فراصوت 2٪ / 32W، 5٪ / 32W، و 2٪ / 25W٪؛ زمان ماندگاری = 14 ثانیه (B)،(C): تصاویر SEM ذرات تهیه شده از محلول های پلیمری 2 و 5 درصد. زمان اقامت = 14 ثانیه؛ قدرت فراصوت = 32W. میله ها 1 میکرون را نشان می دهند.
بحث و نتیجه گیری
این التراسونیک جریان از طریق سلول برای تولید نانوکره های پلیمری زیست تخریب پذیر مبتنی بر استخراج/تبخیر مبتنی بر امولسیون-حلال مناسب است. تحقیقات آینده به سمت افزایش مقیاس فرآیند و افزایش توان ورودی برای تولید امولسیون های ظریف تر هدایت خواهد شد. علاوه بر این، مناسب بودن سلول برای تهیه آب در روغن امولسیون، به عنوان مثال برای پردازش بیشتر در میکروسفرهای بارگذاری شده با دارو ، مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.
ادبیات
فریتاس ، اس. هیلشر ، جی. مرکل ، اچ پی ؛ گاندر ، بی:روشی سریع و ساده برای تولید نانوکره های زیست تخریب پذیر، در: سلول ها و مواد اروپایی جلد 7. ضمیمه 2، 2004 (صفحه 28)
این اطلاعات در انجمن بیومواد سوئیس ارائه شد
شکل 2: طراحی einer Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm konnten vollständig aus einer 2٪ PLGA-Lösung in DCM bei 32W Beschallungsleistung gewonnen werden (Tab. 1). Die Größenverteilung zeigt sich monomodal mit einem leicht verzögertem Auslaufen der Kurve (Fig. 3A). Entsprechend des Perzentilwertes von 10 und 90٪ erstreckte sich die Nanopartikelgröße von 175 bis 755nm. Die Wiederholbarkeit des Produktionsprozesses war durchwegs gut, was auf die nur geringe Variabilität des durchschnittlichen Partikeldurchmessers zurückzuführen ist. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die امولسیون statt 14 nur noch 7 Sekunden dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, hat nur wenig Auswirkung auf die Größe der Nanopartikel. Ein Herabsetzen der Beschallungsleistung von 32 auf 25W bewirkt hingegen einen beträchtlichen Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers von 485 auf 700nm, der durch ein deutlicheres Verschieben der Größenverteilungskurve hervorgerufen wird (Fig. 3A). Ein nicht so markanter, aber trotzdem beachtenswerter Anstieg der durchschnittlichen Partikelgröße von 485 auf 600nm konnte festgestellt werden, wenn anstatt einer 2٪ eine 5٪ PLGA-Lösung verwendet wurde. Abschließend wurde das hydrophile PLGA gegen das hydrophobe PLA, welches zudem ein niedrigereres Molekulergewicht aufweist, ausgetauscht, wobei allerdings keine bemerkenswerten Veränderungen bezüglich der durchschnittlichen Partikelgröße und der Größenverteilung beobachtet werden können. In ihrer Morphologie zeigten die verschiedenen Batches, die eine 2٪ Polymerlösung enthielten, keine Unterschiede. Alle zeigten perfekte Kugelformen und glatte Oberflächen (Fig. 3B). Die Partikel aus einer 5٪ PLGA-Lösung zeigen hingegen weniger perfekte Kugelformen, wiesen leicht faltige Oberflächen und Fusionen zwei oder mehrerer Partikel auf (Fig. 3C).
تابل 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
شکل 3: PLGA Nanopartikel. (A): Größenverteilung bei Partikeln, die bei einer Polymerkonzentration/Beschallungsintensität von 2٪/ 32W, 5٪/ 32W und 2٪/ 25W٪; Verweilzeit = 14 s. (B),(C): SEM Bilder der Partikel, die aus 2٪ bzw. 5٪ Polymerlösungen vorbereitet wurden. Verweilzeit = 14s; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussion und Schlussfolgerung
مرگ Ultraschall-Durchflusszelle wurde speziell für die Emulsion-Lösungsmittel-Extraktion / Evaporation basierte Herstellung von biologisch abbaubaren Polymer-Nanosphären entworfen. Die zukünftige Forschung auf diesem Gebiet wird auf ein Scale-up des Prozesses ausgerichtet sein, ebenso wie auf eine Steigerung des Leistungseintrages, um noch feinere Emulsionen zu erhalten. Zudem wird Zelle auf ihre Tauglichkeit bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-امولسیون untersucht, z. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
ادبیات
فریتاس ، اس. هیلشر ، جی. مرکل ، اچ پی ؛ گاندر ، بی:روشی سریع و ساده برای تولید نانوکره های زیست تخریب پذیر، در: سلول ها و مواد اروپایی جلد 7. ضمیمه 2، 2004 (صفحه 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.