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

Biodegradable micro- and nanospheres (MS, NS) made of poly(lactide-coglycolide) (PLGA) or other materials are very potent drug and antigen delivery systems with inherent potential for drug and antigen targeting. Present methods to produce PLGA NS are typical batch processes and suffer from difficulties of upscaling under sterile conditions. Here, we present a novel and elegant method to produce PLGA nano-spheres in a continuous, contact- and contamination-free process that can be readily run under sterile conditions. During the entire manufacturing process, the product is in direct contact only with sterile glass and Teflon® tubes. The process can be run in a closed system to prevent any environmental contamination.

Scheme of setup for a contamination-free synthesis of nanparticles using the Hielscher non-contact sonication flow-cell Dmini

Method of Ultrasonic Contact-Free Nano-Sphere Production

PLGA50:50 nanoparticles (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) were produced using a modified solvent extraction/evaporation process. PLGA dissolved in dichloromethane (2 or 5%) was dispersed in aqueous 0.5% (w/w) PVA-solution by means of the novel experimental set-up involving a contact-free flow-through ultrasonication cell Dmini. The coarse O/W-dispersion was first premixed by a magnetic stirrer and then homogenized in the contact-free ultrasonic flow-through cell Dmini (flow rates of O- and W-phases were at 1:8). The initially formed PLGA-solvent nanodroplets gradually solidified during the passage in the tubes to become PLGA nanoparticles. Final hardening of the particles was achieved in a larger volume of 0.5% PVA solution.

Ultrasonic non-contact flow cell Dmini for contamination-free nanoparticle synthesis

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 جدول 1. قطر متوسط نانوذرات PLGA50:50 تهیه شده تحت شرایط مختلف. میانگین دو دسته ± انحراف مطلق.

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).

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.
(مطالعه و تصاویر: © Freitas و همکاران، 2006)

بحث و نتیجه گیری

مشاهده شد که سلول عبور جریان اولتراسونیک برای تولید نانوذرات پلیمری قابل تجزیه زیستی بر پایه استخراج/تبخیر امولسیون-حلال مناسب است. تحقیقات آینده به سمت افزایش مقیاس فرآیند و افزایش توان ورودی برای تولید امولسیون‌های حتی ریزتر هدایت خواهد شد. علاوه بر این، مناسب بودن سلول برای تهیه امولسیون‌های آب در روغن، مثلاً برای فرآوری بیشتر به میکرواسفرهای دارورسان، مورد مطالعه قرار خواهد گرفت.

ادبیات