Կենսաքայքայվող նանոգնդերի արտադրություն

Կենսաքայքայվող միկրո- և նանոգնդերը կարող են արտադրվել շարունակական, անհպում և աղտոտումից զերծ գործընթացով, որը հեշտությամբ կարելի է իրականացնել ստերիլ պայմաններում։

Ներածություն

poly(lactide-coglycolide)-ից (PLGA) կամ այլ նյութերից պատրաստված կենսաքայքայվող միկրո- և նանոգնդերը (MS, NS) դեղերի և հակածինների առաքման շատ արդյունավետ համակարգեր են՝ դեղերի և հակածինների թիրախային առաքման ներհատուկ ներուժով։ PLGA նանոգնդերի արտադրության ներկայիս մեթոդները տիպիկ խմբաքանակային գործընթացներ են, որոնց մասշտաբավորումը ստերիլ պայմաններում դժվարություններ է առաջացնում։ Այստեղ ներկայացնում ենք PLGA նանոգնդերի արտադրության նոր և նրբագեղ մեթոդ՝ շարունակական, անհպում և աղտոտումից զերծ գործընթացով, որը հեշտությամբ կարելի է իրականացնել ստերիլ պայմաններում։ Արտադրության ամբողջ ընթացքում արտադրանքն անմիջական շփման մեջ է միայն ստերիլ ապակե և Teflon® խողովակների հետ։ Գործընթացը կարելի է իրականացնել փակ համակարգում՝ շրջակա միջավայրից որևէ աղտոտում կանխելու համար։

Նանոմասնիկների՝ աղտոտումից զերծ սինթեզի կայանքի սխեմա՝ Hielscher-ի անհպում ուլտրաձայնային մշակման Dmini հոսքային բջջի կիրառմամբ

Նանոգնդերի անհպում ուլտրաձայնային արտադրության մեթոդ

PLGA50:50 նանոմասնիկները (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) արտադրվել են լուծիչի էքստրակցիայի/գոլորշիացման ձևափոխված գործընթացով։ Դիքլորմեթանում լուծված PLGA-ն (2 կամ 5%) դիսպերսվել է PVA-ի ջրային 0,5% (w/w) լուծույթում՝ նոր փորձարարական կայանքի միջոցով, որը ներառում է անհպում հոսքային ուլտրաձայնային մշակման Dmini բջիջը։ Խոշորադիսպերս O/W դիսպերսիան նախ նախապես խառնվել է մագնիսական խառնիչով, ապա հոմոգենացվել անհպում ուլտրաձայնային Dmini հոսքային բջջում (O և W ֆազերի ծավալային հոսքերի հարաբերությունը եղել է 1:8)։ Սկզբում ձևավորված PLGA–լուծիչ նանոկաթիլներն աստիճանաբար պնդացել են խողովակներով անցնելիս՝ վերածվելով PLGA նանոմասնիկների։ Մասնիկների վերջնական պնդացումն ապահովվել է PVA-ի 0,5% լուծույթի ավելի մեծ ծավալում։

Անհպում ուլտրաձայնային Dmini հոսքային բջիջ՝ նանոմասնիկների՝ աղտոտումից զերծ սինթեզի համար

Արդյունքներ

485 nm միջին տրամագծով նանոմասնիկները հեշտությամբ ստացվել են DCM-ում PLGA-ի 2% լուծույթից՝ ուլտրաձայնային մշակման 32W հզորության պայմաններում (աղ. 1)։ Չափերի բաշխումը միամոդալ էր՝ փոքր-ինչ արտահայտված պոչով (նկ. 3A)։ Նանոմասնիկների չափերը տատանվել են 175-ից 755 nm սահմաններում՝ ըստ 10 և 90% պերսենտիլների։ Արտադրական գործընթացի կրկնելիությունը մշտապես լավ է եղել, ինչն արտահայտվել է մասնիկների միջին տրամագծի միայն փոքր փոփոխականությամբ։ Նվազեցումը Աղյուսակ 1. Տարբեր պայմաններում պատրաստված PLGA50:50 նանոգնդերի միջին տրամագիծը։ Երկու խմբաքանակների միջին արժեքը ± բացարձակ շեղումը։[/caption]

Վերջապես, ավելի հիդրոֆիլ PLGA-ն փոխարինվել է ավելի հիդրոֆոբ և ավելի ցածր մոլեկուլային զանգված ունեցող PLA-ով՝ առանց մասնիկների միջին չափի և չափերի բաշխման նկատելի փոփոխությունների։ Պոլիմերի 2% լուծույթներից պատրաստված մասնիկների տարբեր խմբաքանակների ձևաբանության մեջ տարբերություններ չեն նկատվել։ Դրանք բոլորն ունեցել են կատարյալ գնդաձև տեսք և հարթ մակերևույթներ (նկ. 3B)։ Սակայն PLGA-ի 5% լուծույթից պատրաստված մասնիկները պակաս գնդաձև էին, ունեին փոքր-ինչ կնճռոտ մակերևույթներ և երկու կամ երբեմն ավելի շատ մասնիկների միաձուլումներ (նկ. 3C)։

Նկ. 3. PLGA նանոմասնիկներ։ (A)՝ պոլիմերի կոնցենտրացիայի/ուլտրաձայնային մշակման հզորության 2%/ 32W, 5%/ 32W և 2%/ 25W% արժեքների պայմաններում պատրաստված մասնիկների չափերի բաշխումը. գտնվելու ժամանակը = 14 s։ (B),(C)՝ համապատասխանաբար պոլիմերի 2 և 5% լուծույթներից պատրաստված մասնիկների սկանավորող էլեկտրոնային մանրադիտակային (SEM) պատկերները։ Գտնվելու ժամանակը = 14s. ուլտրաձայնային մշակման հզորությունը = 32W։ Մասշտաբային գծիկները ներկայացնում են 1 միկրոն։
(Հետազոտություն և պատկերներ՝ © Freitas և համահեղինակներ, 2006)

Քննարկում և եզրակացություն

Պարզվել է, որ ուլտրաձայնային հոսքային բջիջը լավ է համապատասխանում էմուլսիայից լուծիչի էքստրակցիայի/գոլորշիացման վրա հիմնված՝ կենսաքայքայվող պոլիմերային նանոգնդերի արտադրությանը։ Հետագա հետազոտություններն ուղղված կլինեն գործընթացի մասշտաբավորմանը և ներմուծվող հզորության մեծացմանը՝ էլ ավելի մանրադիսպերս էմուլսիաներ ստանալու համար։ Բացի այդ, կուսումնասիրվի բջջի պիտանիությունը «ջուրը յուղի մեջ» էմուլսիաների պատրաստման համար, օրինակ՝ դրանց հետագա վերամշակմամբ դեղանյութով բեռնված միկրոգնդեր ստանալու նպատակով։

Գրականություն

• 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.