Biohajoavien nanopallojen tuottaminen

Biohajoavia mikro- ja nanopalloja voidaan tuottaa jatkuvassa, kosketuksettomassa ja kontaminaatiottomassa prosessissa, jota voidaan helposti käyttää steriileissä olosuhteissa.

Johdanto

Poly(laktaidi-koglykolidista) (PLGA) tai muista materiaaleista valmistetut biohajoavat mikro- ja nanopallot (MS, NS) ovat erittäin tehokkaita lääkeaineiden ja antigeenien kuljetusjärjestelmiä, joilla on luontainen kyky kohdentaa lääkeaineita ja antigeenejä. Nykyiset menetelmät PLGA-nanopallojen valmistamiseksi ovat tyypillisiä eräprosesseja, ja niiden laajentaminen steriileissä olosuhteissa on vaikeaa. Tässä esittelemme uuden ja tyylikkään menetelmän PLGA-nanopallojen valmistamiseksi jatkuvassa, kosketuksettomassa ja kontaminaatiovapaassa prosessissa, jota voidaan helposti toteuttaa steriileissä olosuhteissa. Koko valmistusprosessin ajan tuote on suorassa kosketuksessa ainoastaan steriilien lasi- ja Teflon®-putkien kanssa. Prosessi voidaan suorittaa suljetussa järjestelmässä ympäristön kontaminaation estämiseksi.

Kuvaus nanopartikkelien kontaminaatiovapaasta synteesistä Hielscherin kosketuksettomalla Dmini-ultraäänikäsittelyvirtauskammiolla

Menetelmä ultraäänellä tapahtuvaan kosketuksettomaan nanopallojen valmistukseen

PLGA50:50-nanopartikkelit (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) valmistettiin muokatulla liuotinuuton ja haihdutuksen menetelmällä. Dikloorimetaaniin (2 tai 5 %) liuotettu PLGA dispergoitiin 0,5-prosenttiseen (paino/paino) PVA-vesiliuokseen käyttämällä uutta kokeellista järjestelyä, johon kuului kosketukseton läpivirtaava ultraäänikammio Dmini. Karkea O/W-dispersio esisekoitettiin ensin magneettisekoittimella ja homogenoitiin sitten kosketuksettomassa Dmini-ultraäänivirtauskennossa (O- ja W-faasien virtausnopeuksien suhde oli 1:8). Alun perin muodostuneet PLGA-liuotin-nanotipat jähmettyivät vähitellen putkien läpi kulkiessaan ja muuttuivat PLGA-nanohiukkasiksi. Hiukkasten lopullinen kovettuminen saavutettiin suuremmassa tilavuudessa 0,5-prosenttista PVA-liuosta.

Dmini-ultraääninen kosketukseton virtauskammio kontaminaatiovapaaseen nanohiukkasten synteesiin

Tulokset

Nanohiukkaset, joiden keskimääräinen halkaisija oli 485 nm, valmistettiin helposti 2% PLGA-liuoksesta DCM: ssä 32 W: n sonikaatioteholla (välilehti 1). Kokojakauma oli monomodaalinen, ja siinä oli hieman pyrstöä (kuva 3A). Nanohiukkaskoot ulottuivat 175: stä 755 nm: iin 10 ja 90%: n persentiilien mukaan. Tuotantoprosessin toistettavuus oli jatkuvasti hyvä, mikä näkyi vain vähäisenä vaihteluna hiukkasten keskimääräisessä halkaisijassa. Laske Taulukko 1. Eri olosuhteissa valmistettujen PLGA50:50-nanopallojen keskimääräinen halkaisija. Kahden erän keskiarvo ± absoluuttinen poikkeama.[/caption]

Lopuksi hydrofiilisempi PLGA vaihdettiin hydrofobisempaan ja pienimolekyylipainoisempaan PLA:han ilman huomattavia muutoksia hiukkasten keskimääräisessä koossa ja kokojakaumassa. 2-prosenttisista polymeeriliuoksista valmistettujen eri hiukkaserien morfologiassa ei havaittu eroja. Niillä kaikilla oli täydellisen pallomainen muoto ja sileät pinnat (kuva 3B). 5-prosenttisesta PLGA-liuoksesta valmistetut hiukkaset olivat kuitenkin vähemmän pallomaisia, niissä oli hieman ryppyisiä pintoja ja kahden tai joskus useamman hiukkasen fuusioita (kuva 3C).

Kuva 3: PLGA-nanohiukkaset. (A): Polymeeripitoisuudella / sonikaatioteholla valmistettujen hiukkasten kokojakauma 2% / 32W, 5% / 32W ja 2% / 25W%; viipymäaika = 14 s. (B),(C): SEM-kuvat hiukkasista, jotka on valmistettu vastaavasti 2 ja 5% polymeeriliuoksista. Viipymäaika = 14 s; Sonikaatioteho = 32W. Palkit edustavat 1 mikronia.
(Tutkimus ja kuvat: © Freitas et al., 2006)

Keskustelu ja johtopäätös

Ultraäänikammio osoittautui hyvin sopivaksi biologisesti hajoavien polymeeristen nanopallojen valmistukseen, jossa hyödynnetään emulsioliuotin-uuttoa ja haihdutusta. Tulevassa tutkimuksessa pyritään prosessin laajentamiseen ja tehon lisäämiseen, jotta saadaan aikaan entistä hienojakoisempia emulsioita. Lisäksi tutkitaan solun soveltuvuutta vesi-öljy-emulsioiden valmistukseen, esimerkiksi lääkeainetta sisältävien mikropallojen jatkokäsittelyä varten.

Kirjallisuus