생분해성 나노구 생산

생분해성 마이크로 및 나노 구체는 멸균 조건에서 쉽게 실행할 수 있는 연속적이고 접촉 및 오염이 없는 공정으로 생산할 수 있습니다.

소개

폴리(락타이드-코글리콜라이드)(PLGA) 또는 기타 물질로 만들어진 생분해성 마이크로 및 나노스피어(MS, NS)는 약물 및 항원 표적화 기능을 본질적으로 갖춘 매우 강력한 약물 및 항원 전달 시스템입니다. 현재 PLGA 나노스피어를 생산하는 방법은 전형적인 배치 공정이며, 무균 조건 하에서 공정 규모를 확대하는 데 어려움이 있다. 본 연구에서는 무균 조건에서 손쉽게 운영할 수 있는, 접촉 및 오염이 없는 연속 공정으로 PLGA 나노스피어를 생산하는 새롭고 정교한 방법을 제시한다. 전체 제조 공정 동안 제품은 무균 유리 및 테플론® 튜브와만 직접 접촉한다. 이 공정은 폐쇄형 시스템에서 수행되어 어떠한 환경적 오염도 방지할 수 있다.

Hielscher 비접촉식 초음파 처리 유동 셀 Dmini를 이용한 나노입자의 무오염 합성을 위한 설비 구성도

초음파를 이용한 비접촉식 나노구 생산 방법

PLGA 50:50 나노입자(Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim)는 개량된 용매 추출/증발 공정을 통해 제조되었다. 디클로로메탄에 용해된 PLGA(2% 또는 5%)를, 비접촉식 유동형 초음파 처리 셀 Dmini를 활용한 새로운 실험 설비를 통해 0.5%(w/w) PVA 수용액에 분산시켰습니다. 거친 O/W 분산액은 먼저 자석 교반기로 예비 혼합한 다음, 비접촉식 초음파 유동 셀 Dmini에서 균질화되었습니다(O상과 W상의 유속 비율은 1:8이었습니다). 초기에 형성된 PLGA-용매 나노방울은 튜브를 통과하는 동안 서서히 고형화되어 PLGA 나노입자가 되었다. 입자의 최종 경화는 더 많은 양의 0.5% PVA 용액에서 이루어졌다.

오염 없는 나노입자 합성을 위한 초음파 비접촉식 유동 셀 Dmini

결과

평균 직경이 485nm 인 나노 입자는 32W 초음파 처리 전력 (Tab. 1)에서 DCM의 2 % PLGA 용액으로부터 쉽게 제조 할 수 있었다. 크기 분포는 약간의 테일링이 있는 모노 모달이었습니다(그림 3A). 나노 입자 크기는 10 및 90 % 백분위수에 따라 175nm에서 755nm로 확장되었습니다. 생산 공정의 반복성은 평균 입자 직경의 약간의 변동만으로도 반영된 것처럼 일관되게 양호했습니다. 낮추기 표 1. 다양한 조건에서 제조된 PLGA 50:50 나노스피어의 평균 직경. 두 배치의 평균 ± 절대 편차.[/caption]

마지막으로, 입자 평균 크기 및 크기 분포에서 눈에 띄는 변화 없이 친수성이 더 높고 분자량이 적은 PLGA를 더 친수성이 높은 PLA로 교환했습니다. 2% 폴리머 용액으로부터 제조된 입자의 상이한 배치의 형태에서는 차이가 관찰되지 않았다. 그들은 모두 완벽하게 구형과 매끄러운 표면을 보여주었습니다(그림 3B). 그러나 5% PLGA 용액으로 만든 입자는 구형이 적고 표면이 약간 주름이 있으며 두 개 이상의 입자가 융합되어 있습니다(그림 3C).

그림 3: PLGA 나노 입자. (A) : 2 % / 32W, 5 % / 32W 및 2 % / 25W %의 고분자 농도 / 초음파 화력에서 제조 된 입자의 크기 분포; 체류 시간 = 14 s. (B),(C): 각각 2% 및 5% 폴리머 용액으로 제조된 입자의 SEM 사진. 체류 시간 = 14초; 초음파 처리 전력 = 32W. 막대는 1미크론을 나타냅니다.
(연구 및 사진: © Freitas et al., 2006)

토론 및 결론

초음파 유동식 셀은 생분해성 고분자 나노스피어의 에멀젼-용매 추출/증발 기반 생산에 매우 적합한 것으로 밝혀졌다. 향후 연구에서는 공정을 확대하고 전력 입력을 증가시켜 더욱 미세한 유화액을 얻는 데 중점을 둘 예정이다. 또한, 약물 탑재 마이크로스피어로의 추가 가공 등에 활용될 수 있는 물-기름(water-in-oil) 유화액 제조에 이 셀이 적합한지 여부에 대해서도 연구할 예정이다.

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