ბიოდეგრადირებადი ნანოსფეროების წარმოება

ბიოდეგრადირებადი მიკრო და ნანოსფეროები შეიძლება წარმოიქმნას უწყვეტი, კონტაქტური და დაბინძურებისგან თავისუფალი პროცესით, რომელიც ადვილად შეიძლება გატარდეს სტერილურ პირობებში.

შესავალი

Biodegradable micro- and nanospheres (MS, NS) made of poly(lactide-coglycolide) (PLGA) or other materials are very potent drug and antigen delivery systems with inherent potential for drug and antigen targeting. Present methods to produce PLGA NS are typical batch processes and suffer from difficulties of upscaling under sterile conditions. Here, we present a novel and elegant method to produce PLGA nano-spheres in a continuous, contact- and contamination-free process that can be readily run under sterile conditions. During the entire manufacturing process, the product is in direct contact only with sterile glass and Teflon® tubes. The process can be run in a closed system to prevent any environmental contamination.

Scheme of setup for a contamination-free synthesis of nanparticles using the Hielscher non-contact sonication flow-cell Dmini

Method of Ultrasonic Contact-Free Nano-Sphere Production

PLGA50:50 nanoparticles (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) were produced using a modified solvent extraction/evaporation process. PLGA dissolved in dichloromethane (2 or 5%) was dispersed in aqueous 0.5% (w/w) PVA-solution by means of the novel experimental set-up involving a contact-free flow-through ultrasonication cell Dmini. The coarse O/W-dispersion was first premixed by a magnetic stirrer and then homogenized in the contact-free ultrasonic flow-through cell Dmini (flow rates of O- and W-phases were at 1:8). The initially formed PLGA-solvent nanodroplets gradually solidified during the passage in the tubes to become PLGA nanoparticles. Final hardening of the particles was achieved in a larger volume of 0.5% PVA solution.

ულტრაბგერითი უკონტაქტო ნაკადის უჯრედი Dmini დაბინძურების გარეშე ნანონაწილაკების სინთეზისთვის

შედეგები

ნანონაწილაკები საშუალო დიამეტრით 485 ნმ ადვილად მომზადდა 2% PLGA ხსნარიდან DCM-ში 32 ვტ სონიკაციის სიმძლავრეზე (ტაბ. 1). ზომების განაწილება იყო მონომოდალური, მცირე კუდიანით (ნახ. 3A). ნანონაწილაკების ზომები გაგრძელდა 175-დან 755 ნმ-მდე 10 და 90% პროცენტების მიხედვით. წარმოების პროცესის განმეორებადობა სტაბილურად კარგი იყო, რაც აისახება მხოლოდ მცირე ცვალებადობით საშუალო ნაწილაკების დიამეტრში. დაწევა ადგილი 1. PLGA50:50 ნანოსფერების საშუალო დიამეტრი, მომზადებული სხვადასხვა პირობებში. ორი პარტიის საშუალო ± აბსოლუტური გადახრა.[/შარლა]

დაბოლოს, რაც უფრო ჰიდროფილური PLGA გაცვალეს უფრო ჰიდროფობიურ და დაბალი მოლეკულური წონის PLA-ში ნაწილაკების საშუალო ზომისა და ზომის განაწილების შესამჩნევი ცვლილებების გარეშე. 2% პოლიმერული ხსნარებისგან მომზადებული ნაწილაკების სხვადასხვა პარტიების მორფოლოგიაში განსხვავება არ დაფიქსირებულა. მათ ყველა აჩვენა იდეალურად სფერული ფორმები და გლუვი ზედაპირი (ნახ. 3B). 5% PLGA ხსნარისგან დამზადებული ნაწილაკები, თუმცა, ნაკლებად სფერული იყო, აჩვენებდნენ ოდნავ ნაოჭებს ზედაპირებს და ორი ან ზოგჯერ მეტი ნაწილაკების შერწყმას (ნახ. 3C).

სურ. 3: PLGA ნანონაწილაკები. (A): პოლიმერის კონცენტრაციით მომზადებული ნაწილაკების ზომის განაწილება/ბგერითი სიმძლავრე 2%/32W, 5%/32W და 2%/25W%; ბინადრობის დრო = 14 წმ. (B), (C): ნაწილაკების SEM სურათები მომზადებული 2 და 5% პოლიმერული ხსნარებისგან, შესაბამისად. ბინადრობის დრო = 14წ; ხმოვანი სიმძლავრე = 32 W. ზოლები წარმოადგენს 1 მიკრონს.
(შესწავლა და სურათები: © Freitas et al., 2006)

დისკუსია და დასკვნა

ულტრაბგერითი შემოსავალი-განვლითი უჯრედი აღმოჩნდა კარგად შესაფერისი ბიოდეგრადირებადი პოლიმერული ნანოსფერების ემულსია-დეგრადირებადი გამხსნელი/იზარდვის საფუძველზე წარმოებისათვის. მომავალი კვლევა მიზნად ისახავს პროცესის მასშტაბის გაზრდას და ენერგიის შეყვანის ზრდას, რათა მივიღოთ კიდევ უფრო ფინე ემულსიები. გარდა ამისა, უჯრედის შესაფერისობა წყალში-ნავთობის ემულსიის მომზადებისათვის, მაგალითად, შემდგომი დამუშავებისთვის წამლის ტვირთიანი მიკროსფერებში, შეისწავლება.

ლიტერატურა