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.