Bioloģiski noārdāmu nanosfēru ražošana

Bioloģiski noārdāmas mikrosfēras un nanosfēras var iegūt nepārtrauktā, bezkontakta un piesārņojuma procesā, ko var viegli veikt sterilos apstākļos.

Ievads

Bioloģiski noārdāmas mikro- un nanosfēras (MS, NS), kas izgatavotas no poli(laktīda-koglikolīda) (PLGA) vai citiem materiāliem, ir ļoti spēcīgas zāļu un antigēnu piegādes sistēmas ar raksturīgu potenciālu zāļu un antigēnu mērķēšanai. Pašreizējās PLGA NS ražošanas metodes ir tipiski partijas procesi, un tām ir grūtības palielināt mērogu sterilos apstākļos. Šeit mēs piedāvājam jaunu un elegantu metodi PLGA NS ražošanai nepārtrauktā, kontakta un no piesārņojuma brīvs process, ko var viegli palaist sterilos apstākļos. Visa ražošanas procesa laikā produkts ir tiešā saskarē tikai ar sterilu stiklu un teflona® caurulēm. Procesu var veikt slēgtā sistēmā, lai novērstu jebkādu vides piesārņojumu.

Metodes

PLGA50:50 nanodaļiņas (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) tika iegūtas, izmantojot modificētu šķīdinātāja ekstrakcijas/iztvaikošanas procesu [1]. Dihlormetānā izšķīdinātā PLGA (2 vai 5%) tika disperģēta 0,5% (m/m) PVA ūdens šķīdumā, izmantojot jaunu eksperimentālu iekārtu, kas ietver bezkontakta plūsmu Ultrasonication šūna. Rupjo O/W dispersiju vispirms sajauca ar magnētisko maisītāju un pēc tam homogenizēja Ultraskaņas caurplūdes šūna (O- un W fāžu plūsmas ātrumi bija 1:8). Sākotnēji izveidotie PLGA šķīdinātāju nanodropleti pakāpeniski sacietēja caurules pārejas laikā, lai kļūtu par PLGA nanodaļiņām. Daļiņu galīgā sacietēšana tika panākta lielākā 0,5% PVA šķīduma tilpumā.

Zīm. 1: Eksperimentālā iekārta PLGA nanosfēru ražošanai

Zīm. 2: Dizains Ultraskaņas caurplūdes šūna

Rezultātus

Nanodaļiņas ar vidējo diametru 485 nm tika viegli sagatavotas no 2% PLGA šķīduma DHM ar 32 W ultraskaņas jaudu (1. cilne). Izmēru sadalījums bija monomodāls ar nelielu atslābumu (3. att. A). Nanodaļiņu izmēri pagarināti no 175 līdz 755 nm saskaņā ar 10 un 90% procentilēm. Ražošanas procesa atkārtojamība bija nemainīgi laba, par ko liecina tikai neliela daļiņu vidējā diametra mainība. Pazeminot emulsijas uzturēšanās laiks skaņas laukā no 14 līdz 7s tikai nedaudz ietekmēja nanodaļiņu izmēru. Tomēr ultraskaņas jaudas samazināšana no 32 līdz 25W izraisīja ievērojamu vidējā daļiņu izmēra pieaugumu no 485 līdz 700nm, ko izraisīja izteiktāka izmēru sadalījuma līknes izdalīšanās (3. att. A). Mazāk izteikts, lai gan ievērojams daļiņu vidējā izmēra pieaugums no 485 līdz 600 nm tika konstatēts, lietojot 5%, nevis 2% PLGA šķīdumu.

Visbeidzot, hidrofilākā PLGA tika apmainīta pret hidrofobāku un mazāku molekulmasu PLA bez ievērojamām daļiņu vidējā izmēra un izmēra sadalījuma izmaiņām. Netika novērotas atšķirības dažādu daļiņu partiju morfoloģijā, kas sagatavotas no 2% polimēru šķīdumiem. Viņiem visiem bija perfekti sfēriskas formas un gludas virsmas (3.B att.). Daļiņas, kas izgatavotas no 5% PLGA šķīduma, tomēr bija mazāk sfēriskas, parādīja nedaudz grumbuļainas virsmas un divu vai dažreiz vairāk daļiņu saplūšanu (3. att. C).

Tabula Nr.1. PLGA50:50 nanosfēru vidējais diametrs, kas sagatavotas dažādos apstākļos. Divu partiju vidējais lielums ± absolūto novirzi.

Zīm. 3: PLGA nanodaļiņas. (A): Daļiņu izmēru sadalījums, kas sagatavotas ar polimēru koncentrāciju / ultraskaņas apstrādes jaudu 2% / 32W, 5% / 32W un 2% / 25W%; rezidences laiks = 14 s. (B),(C): SEM attēli ar daļiņām, kas sagatavotas attiecīgi no 2 un 5% polimēru šķīdumiem. Uzturēšanās laiks = 14s; ultraskaņas apstrādes jauda = 32W. Stieņi pārstāv 1 mikronu.

Diskusija un secinājumi

Gada Ultraskaņas caurplūdes šūna tika konstatēts, ka tas ir labi piemērots emulsijas šķīdinātāja ekstrakcijai/iztvaicēšanai, pamatojoties uz bioloģiski noārdāmu polimēru nanosfēru ražošanu. Turpmākie pētījumi būs vērsti uz procesa paplašināšanu un jaudas ieguldījuma palielināšanu, lai iegūtu vēl smalkākas emulsijas. Turklāt šūnas piemērotība ūdens sagatavošanai eļļā Emulsijas, piemēram, tālākai pārstrādei ar zālēm noslogotās mikrosfērās, tiks pētīts.

Literatūra

Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Ganders, B.:Ātra un vienkārša metode bioloģiski noārdāmu nanosfēru ražošanai, atrodama: Eiropas šūnas un materiāli, 7. sējums. 2004. gada 2. sējums (28. lpp.)

Šī informācija tika prezentēta Šveices Biomateriālu biedrībā