تولید نانوکره‌های زیست‌تخریب‌پذیر

میکروکره‌ها و نانوکره‌های زیست‌تخریب‌پذیر را می‌توان در فرایندی پیوسته، بدون تماس و عاری از آلودگی تولید کرد که به‌راحتی در شرایط استریل قابل اجراست.

مقدمه

میکروکره‌ها و نانوکره‌های زیست‌تخریب‌پذیر (MS, NS) ساخته‌شده از پلی(لاکتید-کوگلیکولید) (PLGA) یا مواد دیگر، سامانه‌های بسیار توانمندی برای رسانش دارو و آنتی‌ژن هستند که قابلیت ذاتی هدف‌رسانی دارو و آنتی‌ژن را دارند. روش‌های کنونی تولید نانوکره‌های PLGA، فرایندهای متداول ناپیوسته هستند و افزایش مقیاس آن‌ها در شرایط استریل با دشواری‌هایی همراه است. در اینجا روشی نوین و سنجیده برای تولید نانوکره‌های PLGA در فرایندی پیوسته، بدون تماس و عاری از آلودگی ارائه می‌کنیم که به‌راحتی در شرایط استریل قابل اجراست. در تمام مراحل تولید، محصول فقط با لوله‌های استریل شیشه‌ای و Teflon® تماس مستقیم دارد. این فرایند را می‌توان در یک سامانهٔ بسته اجرا کرد تا از هرگونه آلودگی محیطی جلوگیری شود.

طرح شماتیک چیدمان سنتز نانوذرات بدون آلودگی با استفاده از سلول جریان فراصوت‌دهی بدون تماس Dmini ساخت Hielscher

روش تولید نانوکره با فراصوت بدون تماس

نانوذرات PLGA50:50 ‏(Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) با استفاده از فرایند اصلاح‌شدهٔ استخراج/تبخیر حلال تولید شدند. PLGA حل‌شده در دی‌کلرومتان (2 یا 5%) با استفاده از چیدمان آزمایشی نوینی شامل سلول جریان فراصوت‌دهی بدون تماس Dmini، در محلول آبی 0٫5% (w/w) ‏PVA پراکنده شد. دیسپرسیون درشت O/W ابتدا با همزن مغناطیسی پیش‌مخلوط و سپس در سلول جریان فراصوتی بدون تماس Dmini همگن شد (نسبت دبی فازهای O و W برابر با 1:8 بود). نانو‌قطره‌های PLGA-حلال که در ابتدا تشکیل شده بودند، هنگام عبور از لوله‌ها به‌تدریج جامد شدند و به نانوذرات PLGA تبدیل شدند. سخت‌شدن نهایی ذرات در حجم بیشتری از محلول 0٫5% ‏PVA انجام شد.

سلول جریان فراصوتی بدون تماس Dmini برای سنتز نانوذرات بدون آلودگی

نتایج

نانوذراتی با قطر میانگین 485 nm به‌راحتی از محلول 2% ‏PLGA در DCM با توان فراصوت‌دهی 32W تهیه شدند (جدول 1). توزیع اندازه تک‌قله‌ای و دارای دنباله‌ای اندک بود (شکل 3A). بر اساس صدک‌های 10 و 90%، اندازهٔ نانوذرات از 175 تا 755 nm امتداد داشت. تکرارپذیری فرایند تولید همواره خوب بود؛ تغییرپذیری بسیار اندک قطر میانگین ذرات نیز این موضوع را نشان می‌داد. کاهشِ جدول 1. قطر میانگین نانوکره‌های PLGA50:50 تهیه‌شده در شرایط مختلف. میانگین دو بچ ± انحراف مطلق.[/caption]

در نهایت، PLGA آب‌دوست‌تر با PLA آب‌گریزتر و دارای وزن مولکولی کمتر جایگزین شد، بدون آنکه تغییر محسوسی در اندازهٔ میانگین ذرات و توزیع اندازه ایجاد شود. در ریخت‌شناسی بچ‌های مختلف ذرات تهیه‌شده از محلول‌های پلیمری 2% تفاوتی مشاهده نشد. همهٔ آن‌ها شکل‌های کاملاً کروی و سطوح صاف داشتند (شکل 3B). بااین‌حال، ذرات ساخته‌شده از محلول 5% ‏PLGA کمتر کروی بودند، سطوحی اندکی چروکیده داشتند و به‌هم‌جوش‌خوردگی دو یا گاهی چند ذره در آن‌ها دیده می‌شد (شکل 3C).

شکل 3: نانوذرات PLGA. ‏(A): توزیع اندازهٔ ذرات تهیه‌شده در غلظت پلیمر/توان فراصوت‌دهی 2%/ 32W، ‏5%/ 32W و 2%/ 25W%؛ زمان ماند = 14 s. ‏(B),(C): تصاویر SEM ذرات تهیه‌شده به‌ترتیب از محلول‌های پلیمری 2 و 5%. زمان ماند = 14s؛ توان فراصوت‌دهی = 32W. خطوط مقیاس نشان‌دهندهٔ 1 میکرون هستند.
(پژوهش و تصاویر: © Freitas et al., 2006)

بحث و نتیجه‌گیری

مشخص شد که سلول جریان فراصوتی برای تولید نانوکره‌های پلیمری زیست‌تخریب‌پذیر بر پایهٔ روش امولسیون‌سازی و استخراج/تبخیر حلال، بسیار مناسب است. پژوهش‌های آینده بر افزایش مقیاس فرایند و افزایش توان ورودی برای دستیابی به امولسیون‌های ریزتر متمرکز خواهند شد. همچنین، مناسب‌بودن این سلول برای تهیهٔ امولسیون‌های آب در روغن، برای مثال جهت پردازش بیشتر و تبدیل آن‌ها به میکروکره‌های حامل دارو، بررسی خواهد شد.

منابع

• Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.: A Fast and Simple Method for Producing Biodegradable Nanospheres, in: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (page 28). This study was presented at the Swiss Society of Biomaterials.