Produksi Nanosfer yang Dapat Terurai Secara Hayati

Mikrosfer dan nanosfer yang dapat terurai secara hayati dapat diproduksi melalui proses kontinu, tanpa kontak, dan bebas kontaminasi yang dapat dengan mudah dijalankan dalam kondisi steril.

Pendahuluan

Mikrosfer dan nanosfer (MS, NS) yang dapat terurai secara hayati, yang terbuat dari poli(laktida-ko-glikolida) (PLGA) atau bahan lain, merupakan sistem penghantaran obat dan antigen yang sangat efektif dengan potensi inheren untuk penargetan obat dan antigen. Metode yang saat ini digunakan untuk memproduksi NS PLGA umumnya merupakan proses batch dan menghadapi kesulitan dalam peningkatan skala pada kondisi steril. Di sini, kami menyajikan metode baru dan elegan untuk memproduksi nanosfer PLGA melalui proses kontinu, tanpa kontak, dan bebas kontaminasi yang dapat dengan mudah dijalankan dalam kondisi steril. Selama seluruh proses pembuatan, produk hanya bersentuhan langsung dengan tabung kaca dan Teflon® steril. Proses ini dapat dijalankan dalam sistem tertutup untuk mencegah kontaminasi apa pun dari lingkungan.

Skema susunan peralatan untuk sintesis nanopartikel bebas kontaminasi menggunakan sel alir sonikasi tanpa kontak Dmini dari Hielscher

Metode Produksi Nanosfer Ultrasonik Tanpa Kontak

Nanopartikel PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) diproduksi menggunakan proses ekstraksi/evaporasi pelarut yang dimodifikasi. PLGA yang dilarutkan dalam diklorometana (2 atau 5%) didispersikan dalam larutan PVA 0,5% (w/w) berbasis air menggunakan susunan peralatan eksperimental baru yang melibatkan sel alir ultrasonikasi tanpa kontak Dmini. Dispersi kasar O/W terlebih dahulu dicampur menggunakan pengaduk magnetik, kemudian dihomogenisasi dalam sel alir ultrasonik tanpa kontak Dmini (perbandingan laju alir fase O dan W adalah 1:8). Nanotetes PLGA-pelarut yang mula-mula terbentuk secara bertahap memadat selama melewati tabung hingga menjadi nanopartikel PLGA. Pengerasan akhir partikel dicapai dalam larutan PVA 0,5% dengan volume yang lebih besar.

Sel alir ultrasonik tanpa kontak Dmini untuk sintesis nanopartikel bebas kontaminasi

Hasil

Nanopartikel dengan diameter rata-rata 485 nm dapat dengan mudah dibuat dari larutan PLGA 2% dalam DCM pada daya sonikasi 32W (Tab. 1). Distribusi ukurannya unimodal dengan sedikit ekor distribusi (Gbr. 3A). Ukuran nanopartikel berkisar dari 175 hingga 755 nm berdasarkan persentil 10 dan 90%. Keterulangan proses produksi secara konsisten baik, sebagaimana tercermin dari variasi diameter rata-rata partikel yang hanya kecil. Penurunan Tabel 1. Diameter rata-rata nanosfer PLGA50:50 yang dibuat dalam berbagai kondisi. Rata-rata dua batch ± deviasi absolut.[/caption]

Terakhir, PLGA yang lebih hidrofilik diganti dengan PLA yang lebih hidrofobik dan memiliki berat molekul lebih rendah tanpa perubahan nyata pada ukuran rata-rata dan distribusi ukuran partikel. Tidak ditemukan perbedaan morfologi antara berbagai batch partikel yang dibuat dari larutan polimer 2%. Semuanya memperlihatkan bentuk bola sempurna dan permukaan halus (Gbr. 3B). Namun, partikel yang dibuat dari larutan PLGA 5% memiliki bentuk yang kurang bulat, menunjukkan permukaan yang sedikit berkerut, serta peleburan dua atau terkadang lebih banyak partikel (Gbr. 3C).

Gbr. 3: Nanopartikel PLGA. (A): Distribusi ukuran partikel yang dibuat pada konsentrasi polimer/ daya sonikasi sebesar 2%/ 32W, 5%/ 32W, dan 2%/ 25W%; waktu tinggal = 14 s. (B),(C): Citra SEM partikel yang dibuat dari larutan polimer masing-masing 2 dan 5%. Waktu tinggal = 14s; daya sonikasi = 32W. Batang skala menunjukkan 1 mikron.
(Studi dan gambar: © Freitas et al., 2006)

Pembahasan dan Kesimpulan

Sel alir ultrasonik terbukti sangat sesuai untuk produksi nanosfer polimer yang dapat terurai secara hayati berbasis ekstraksi/evaporasi pelarut dari emulsi. Penelitian mendatang akan diarahkan pada peningkatan skala proses dan peningkatan masukan daya untuk menghasilkan emulsi yang lebih halus lagi. Selain itu, kesesuaian sel untuk pembuatan emulsi air dalam minyak, misalnya untuk pemrosesan lebih lanjut menjadi mikrosfer bermuatan obat, akan dipelajari.

Literatur

• 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.