Hierstellung vu biologesch ofbaubaren Nanosphären

Biologesch ofbaubar Mikro- an Nanosphäre kënnen an engem kontinuéierlechen, kontakt- a kontaminatiounsfräie Prozess hiergestallt ginn, deen ouni Weideres ënner sterile Bedéngunge bedriwwe ka ginn.

Aleedung

Biologesch ofbaubar Mikro- an Nanosphären (MS, NS) aus poly(lactide-coglycolide) (PLGA) oder anere Materialie si ganz leeschtungsfäeg Systemer fir d’Verofreechung vu Medikamenter an Antigenen, mat engem inhärente Potenzial fir Medikamenter an Antigene geziilt un hiren Asazuert ze bréngen. Déi aktuell Methode fir PLGA NS hierzestelle sinn typesch Chargeprozesser, bei deenen d’Vergréisserung vum Produktiounsmoossstaf ënner sterile Bedéngunge Schwieregkeete bereet. Hei stelle mir eng nei an elegant Method vir, fir PLGA-Nanosphären an engem kontinuéierlechen, kontakt- a kontaminatiounsfräie Prozess hierzestellen, deen ouni Weideres ënner sterile Bedéngunge bedriwwe ka ginn. Wärend dem ganze Produktiounsprozess ass de Produit nëmme mat sterile Glas- an Teflon®-Réier an direktem Kontakt. De Prozess kann an engem zouene System bedriwwe ginn, fir all Kontaminatioun vun der Ëmwelt ze verhënneren.

Schema vum Opbau fir eng kontaminatiounsfräi Synthes vun Nanopartikelen mat der kontaktfräier Ultraschall-Duerchflosszell Dmini vun Hielscher

Method fir déi kontaktfräi Hierstellung vun Nanosphäre mat Ultraschall

PLGA50:50-Nanopartikelen (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) goufe mat engem modifizéierte Léisungsmëttelextraktiouns-/Verdampfungsprozess hiergestallt. PLGA, dat an Dichlormethan opgeléist war (2 oder 5%), gouf an enger waassereger 0,5% (w/w) PVA-Léisung dispergéiert, mat Hëllef vum neien experimentellen Opbau, deen eng kontaktfräi Ultraschall-Duerchflosszell Dmini ëmfaasst. Déi graff O/W-Dispersioun gouf fir d’éischt mat engem Magnéitréierer virgemëscht an duerno an der kontaktfräier Ultraschall-Duerchflosszell Dmini homogeniséiert (d’Duerchflossrate vun den O- a W-Phase stoungen am Verhältnes 1:8). Déi ufanks entstane PLGA-Léisungsmëttel-Nanodrëpsen hu sech beim Duerchstréime vun de Réier lues a lues verfestegt a si sou zu PLGA-Nanopartikele ginn. Déi endgülteg Aushäertung vun de Partikele gouf an engem méi grousse Volume vun enger 0,5% PVA-Léisung erreecht.

Kontaktfräi Ultraschall-Duerchflosszell Dmini fir eng kontaminatiounsfräi Synthes vun Nanopartikelen

Resultater

Nanopartikele mat engem mëttleren Duerchmiesser vu 485 nm konnten ouni Weideres aus enger 2% PLGA-Léisung an DCM bei enger Beschallungsleeschtung vun 32W hiergestallt ginn (Tab. 1). D’Gréissteverdeelung war monomodal mat engem liicht verlängerten Ausleefer. (Fig. 3A). D’Gréisste vun den Nanopartikelen hu sech entspriechend dem 10. an dem 90. Perzentil vun 175 bis 755 nm erstreckt. D’Widderhuelbarkeet vum Produktiounsprozess war duerchgoend gutt, wat sech an enger nëmme gerénger Variabilitéit vum mëttlere Partikelduerchmiesser gewisen huet. D’Erofsetze vun der Tabell 1. Mëttleren Duerchmiesser vu PLGA50:50-Nanosphären, déi ënner verschiddene Bedéngungen hiergestallt goufen. Mëttelwäert vun zwou Chargen ± absolut Ofwäichung.[/caption]

Schliisslech gouf dat méi hydrophilt PLGA duerch dat méi hydrophoobt PLA mat méi niddregem Molekulargewiicht ersat, ouni datt bemierkbar Ännerunge vun der mëttlerer Partikelgréisst an der Gréissteverdeelung opgetruede sinn. Et goufe keng Ënnerscheeder an der Morphologie vun de verschiddene Partikelchargen observéiert, déi aus 2% Polymerléisungen hiergestallt goufen. Si haten all perfekt kugelfërmeg Formen a glat Uewerflächen (Fig. 3B). D’Partikelen, déi aus der 5% PLGA-Léisung hiergestallt goufen, waren dogéint manner kugelfërmeg, haten liicht gerënzelt Uewerflächen a Verschmëlzunge vun zwee oder heiansdo méi Partikelen (Fig. 3C).

Fig. 3: PLGA-Nanopartikelen. (A): Gréissteverdeelung vu Partikelen, déi bei enger Polymerkonzentratioun/ Beschallungsleeschtung vun 2%/ 32W, 5%/ 32W an 2%/ 25W% hiergestallt goufen; Verweilzäit = 14 s. (B),(C): SEM-Biller vu Partikelen, déi aus 2 respektiv 5% Polymerléisungen hiergestallt goufen. Verweilzäit = 14s; Beschallungsleeschtung = 32W. D’Moossstécker stellen 1 Mikrometer duer.
(Etüd a Biller: © Freitas et al., 2006)

Diskussioun a Schlussfolgerung

D’Ultraschall-Duerchflosszell huet sech als gutt gëeegent fir d’Hierstellung vu biologesch ofbaubare polymere Nanosphären op Basis vun der Emulsiouns-Léisungsmëttelextraktioun/-Verdampfung erwisen. Déi zukünfteg Fuerschung wäert sech op d’Vergréisserung vum Produktiounsmoossstaf an d’Erhéijung vun der agebrachter Leeschtung konzentréieren, fir nach méi fein Emulsiounen ze kréien. Ausserdeem gëtt ënnersicht, wéi gutt d’Zell sech fir d’Hierstellung vu Waasser-an-Ueleg-Emulsiounen eegent, z. B. fir déi weider Veraarbechtung zu Mikrosphären, déi mat Medikamenter beluede sinn.

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.