Le micro e nanosfere biodegradabili possono essere prodotte in un processo continuo, senza contatto e senza contaminazione, che può essere facilmente gestito in condizioni sterili.

Introduzione

Le micro e nanosfere (MS, NS) biodegradabili in poli(lattodo-coglicolide) (PLGA) o altri materiali sono sistemi di somministrazione di farmaci e antigeni molto potenti con un potenziale intrinseco per il targeting di farmaci e antigeni. I metodi attuali per produrre PLGA NS sono processi batch tipici e soffrono di difficoltà di upscaling in condizioni sterili. Qui, vi presentiamo un metodo nuovo ed elegante per produrre PLGA NS in modo continuo, a contatto e in modo elegante. processo privo di contaminazione che possono essere facilmente utilizzabili in condizioni sterili. Durante l'intero processo produttivo, il prodotto è a diretto contatto solo con vetro sterile e tubi in Teflon® . Il processo può essere eseguito in un sistema chiuso per evitare qualsiasi contaminazione ambientale.

Metodi

Le nanoparticelle PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) sono state prodotte utilizzando un processo modificato di estrazione/evaporazione di solventi [1]. Il PLGA disciolto in diclorometano (2 o 5%) è stato disperso in soluzione acquosa di PVA 0,5% (p/p) mediante il nuovo impianto sperimentale che prevede un flusso continuo senza contatto. cella di ultrasonicazione. Il grosso O / W-dispersione è stato prima premiscelato da un agitatore magnetico e poi omogeneizzato nel cella a flusso ultrasonico passante (le portate delle fasi O e W erano a 1:8). Le nanodroplette, inizialmente formate da PLGA-solvente, si sono gradualmente solidificate durante il passaggio nei tubi per diventare nanoparticelle PLGA. L'indurimento finale delle particelle è stato ottenuto in un volume maggiore di soluzione di PVA 0,5%.

Fig. 1: Configurazione sperimentale per la produzione di nanosfere PLGA

Fig. 2: Struttura di cella a flusso ultrasonico passante

Risultati

Nanoparticelle con un diametro medio di 485 nm sono state prontamente preparate da una soluzione PLGA al 2% in DCM a 32W di potenza di sonicazione (Tab. 1). La distribuzione dimensionale era monomodale con una leggera coda (Fig. 3A). Le dimensioni delle nanoparticelle si estendevano da 175 a 755 nm secondo il 10 e il 90% dei percentili. La ripetibilità del processo di produzione è stata costantemente buona, come dimostra la minore variabilità del diametro medio delle particelle. Abbassando il emulsione tempo di permanenza nel campo sonoro da 14 a 7s ha avuto solo un impatto minore sulle dimensioni delle nanoparticelle. Una riduzione della potenza di sonicazione da 32 a 25W, tuttavia, ha portato ad un significativo aumento della dimensione media delle particelle da 485 a 700 nm, causato da una più pronunciata coda della curva di distribuzione dimensionale (Fig. 3A). Un aumento meno evidente, anche se significativo, della dimensione media delle particelle da 485 a 600 nm è stato trovato quando si utilizza una soluzione PLGA al 5% invece di una soluzione PLGA al 2%.

Infine, il PLGA più idrofilo è stato sostituito con il PLA più idrofobico e a basso peso molecolare, senza variazioni significative nella dimensione media delle particelle e nella distribuzione dimensionale. Non sono state osservate differenze nella morfologia dei diversi lotti di particelle preparate a partire da soluzioni polimeriche al 2%. Tutti hanno presentato forme perfettamente sferiche e superfici lisce (Fig. 3B). Le particelle ottenute dalla soluzione PLGA al 5%, tuttavia, erano meno sferiche, presentavano superfici leggermente rugose e fusioni di due o più particelle (Fig. 3C).

Tabella 1. Diametro medio di PLGA50:50 nanosfere preparate in condizioni diverse. Media di due lotti ± deviazione assoluta.

Fig. 3: Nanoparticelle PLGA. (A): Distribuzione dimensionale delle particelle preparate con una concentrazione di polimero/potenza di sonicazione del 2%/ 32W, 5%/ 32W e 2%/ 25W%; tempo di permanenza = 14 s. (B),(C): Immagini al SEM di particelle preparate rispettivamente dal 2 e dal 5% di soluzioni polimeriche. Tempo di permanenza = 14s; potenza di sonicazione = 32W. Le barre rappresentano 1 micron.

Discussione e conclusioni

Gli cella a flusso ultrasonico passante è stato trovato per essere adatto per l'estrazione/evaporazione di nanosfere polimeriche biodegradabili basate su emulsione-solventi. La ricerca futura sarà orientata verso l'aumento del processo e l'aumento della potenza in ingresso per produrre emulsioni ancora più fini. Inoltre, l'idoneità della cella per la preparazione di acqua in olio Emulsioniad esempio per l'ulteriore trasformazione in microsfere cariche di droga.

Letteratura

Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H.P.; Gander, B.:Un metodo semplice e veloce per produrre nanosfere biodegradabili, in: Celle e materiali europei Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (pagina 28)

Queste informazioni sono state presentate alla Società Svizzera dei Biomateriali.