Production de nanosphères biodégradables
Les micro et nanosphères biodégradables peuvent être produites dans le cadre d'un processus continu, sans contact et sans contamination, qui peut être facilement mis en œuvre dans des conditions stériles.
Introduction
Les micro et nanosphères biodégradables (MS, NS) en poly(lactide-coglycolide) (PLGA) ou autres matériaux sont des systèmes d'administration de médicaments et d'antigènes très puissants avec un potentiel inhérent de ciblage des médicaments et des antigènes. Les méthodes actuelles de production des SN en PLGA sont des processus par lots typiques et souffrent de difficultés de mise à l'échelle dans des conditions stériles. Nous présentons ici une méthode nouvelle et élégante pour produire des NS de PLGA en continu, par contact et dans des conditions stériles. processus sans contamination qui peut être facilement exécuté dans des conditions stériles. Pendant tout le processus de fabrication, le produit n'est en contact direct qu'avec des tubes stériles en verre et en Téflon®. Le processus peut être exécuté dans un système fermé pour éviter toute contamination de l'environnement.
méthodes
Les nanoparticules PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) ont été produites à l'aide d'un processus modifié d'extraction/évaporation de solvant [1]. Le PLGA dissous dans du dichlorométhane (2 ou 5 %) a été dispersé dans une solution aqueuse de PVA à 0,5 % (p/p) au moyen d'un nouveau dispositif expérimental impliquant un écoulement sans contact. cellule d'ultrasonication. La dispersion grossière O/W a d'abord été prémélangée à l'aide d'un agitateur magnétique, puis homogénéisée dans l'appareil. cellule à écoulement ultrasonique (les débits des phases O et W étaient de 1:8). Les nanogouttelettes de PLGA-solvant initialement formées se sont progressivement solidifiées au cours du passage dans les tubes pour devenir des nanoparticules de PLGA. Le durcissement final des particules a été réalisé dans un volume plus important de solution de PVA à 0,5 %.
Fig. 1 : Dispositif expérimental pour la production de nanosphères de PLGA
Fig. 2 : Conception de cellule à écoulement ultrasonique
Résultats
Des nanoparticules d'un diamètre moyen de 485 nm ont été facilement préparées à partir d'une solution de PLGA à 2% dans du DCM à une puissance de sonication de 32W (Tab. 1). La distribution de taille était monomodale avec une légère queue (Fig. 3A). Les tailles des nanoparticules s'étendaient de 175 à 755 nm selon les percentiles 10 et 90%. La répétabilité du processus de production a toujours été bonne, comme le montre la faible variabilité du diamètre moyen des particules. L'abaissement de la de l'émulsion La réduction du temps de séjour dans le champ sonique de 14 à 7s n'a eu qu'un impact mineur sur la taille des nanoparticules. Une réduction de la puissance de sonication de 32 à 25 W a cependant entraîné une augmentation significative de la taille moyenne des particules de 485 à 700 nm, causée par une queue plus prononcée de la courbe de distribution de la taille (Fig. 3A). Une augmentation moins importante, mais significative, de la taille moyenne des particules de 485 à 600 nm a été constatée lors de l'utilisation d'une solution de PLGA à 5 % au lieu de 2 %.
Enfin, le PLGA plus hydrophile a été remplacé par le PLA plus hydrophobe et de plus faible poids moléculaire sans changement notable de la taille moyenne et de la distribution des tailles des particules. Aucune différence n'a été observée dans la morphologie des différents lots de particules préparées à partir de solutions de polymères à 2%. Elles présentaient toutes des formes parfaitement sphériques et des surfaces lisses (Fig. 3B). En revanche, les particules préparées à partir de la solution de PLGA à 5% étaient moins sphériques, présentaient des surfaces légèrement ridées et des fusions de deux particules ou parfois plus (Fig. 3C).
Tableau 1. Diamètre moyen des nanosphères de PLGA50:50 préparées dans différentes conditions. Moyenne de deux lots ± écart absolu.
Fig. 3 : Nanoparticules de PLGA. (A) : Distribution de la taille des particules préparées à une concentration de polymère/puissance de sonication de 2%/ 32W, 5%/ 32W, et 2%/ 25W% ; temps de séjour = 14 s. (B),(C) : Images SEM de particules préparées à partir de solutions de polymère à 2 et 5%, respectivement. Temps de séjour = 14s ; puissance de sonication = 32W. Les barres représentent 1 micron.
Discussion et conclusions
Le cellule à écoulement ultrasonique s'est avéré bien adapté à la production de nanosphères polymères biodégradables par extraction/évaporation d'émulsions et de solvants. Les recherches futures seront orientées vers la mise à l'échelle du processus et l'augmentation de la puissance absorbée afin d'obtenir des émulsions encore plus fines. En outre, l'adéquation de la cellule pour la préparation d'émulsions eau-dans-huile a été démontrée. émulsionsL'étude portera sur l'utilisation de la technologie de l'ADN, par exemple en vue d'une transformation ultérieure en microsphères chargées de médicaments.
Littérature
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)
Ces informations ont été présentées à la Société suisse des biomatériaux.
Fig. 2 : Design einer Ultraschall-Durchflusszelle
Résultats
Les nanoparticules ayant une diminution technique de 485 nm ont été entièrement obtenues à partir d'une solution PLGA à 2 % dans du DCM pour une consommation de 32 W (Tab. 1). L'augmentation de la taille est monomodale avec une augmentation légèrement supérieure de la courbe (Fig. 3A). Entsprechend des Perzentilwertes von 10 und 90% erstreckte sich die Nanopartikelgröße von 175 bis 755nm. La qualité du processus de production a été durablement bonne, ce qui s'explique par la très faible variabilité des processus de fabrication techniques. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die émulsion Le fait que le champ d'Ultraschallfeld ait été agrandi de 14 à 7 secondes n'a eu qu'une faible incidence sur la taille du nanoparticule. Une augmentation de la puissance de 32 à 25 W se traduit par une augmentation plus importante de l'intensité de la lumière partielle de 485 à 700 nm, grâce à un changement radical de la courbe d'intensité de la lumière (figure 3A). Un Anstieg moins marquant, mais toujours plus puissant, de la partie de la taille de 485 à 600nm, a été constaté lorsque la solution de PLGA à 2 % et 5 % a été remplacée par une autre. Par ailleurs, l'hydrophile PLGA s'est opposé à l'hydrophobe PLA, qui présente un poids moléculaire plus faible, mais aucune modification notable n'a été constatée au niveau de la taille des particules et de la répartition de la taille. Dans leur morphologie, les différents lots, qui contiennent une solution de polymère à 2%, ne présentent aucune différence. Ils présentent tous des formes parfaites et des surfaces brillantes (Fig. 3B). Les parties issues d'une solution à 5 % de PLGA présentent des formes moins parfaites, des surfaces légères et fragiles et des fusions de deux ou plusieurs parties (Fig. 3C).
Tableau 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Fig. 3 : Nanopartikel PLGA. (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. Durée de vie = 14 s ; intensité de la décharge = 32 W. Les baleines présentent une mesure de 1 Mikromètre.
Diskussion et Schlussfolgerung
Mourir Ultraschall-Durchflusszelle a été spécialement conçu pour la fabrication par émulsion, par extraction et par évaporation de nanosphères polymères d'origine biologique. La recherche future dans ce domaine sera axée sur une mise à l'échelle du processus, ainsi que sur une réduction de la durée d'utilisation, afin d'obtenir des émulsions encore plus fines. Il s'agit donc d'une question de capacité de production dans le cadre de la fabrication de l'eau en bouteille.Émulsion Le développement de nouveaux produits à base d'oxyde d'azote (notamment pour les produits à base de dépôt) en est un exemple.
Littérature
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)
Cet article a été publié par la Société suisse des biomatériaux.