Produção de nanoesferas biodegradáveis

As micro e nanoesferas biodegradáveis podem ser produzidas num processo contínuo, sem contacto e sem contaminação, que pode ser facilmente executado em condições estéreis.

Introdução

As microesferas e nanoesferas (MS, NS) biodegradáveis, fabricadas a partir de poli(lactida-coglicolida) (PLGA) ou de outros materiais, constituem sistemas de administração de fármacos e antigénios muito eficazes, com potencial inerente para a orientação de fármacos e antigénios. Os métodos atuais de produção de NS de PLGA consistem tipicamente em processos em lote e enfrentam dificuldades de ampliação de escala em condições estéreis. Apresentamos aqui um método inovador e elegante para produzir nanoesferas de PLGA num processo contínuo, sem contacto e isento de contaminação, que pode ser facilmente executado em condições estéreis. Durante todo o processo de fabrico, o produto entra em contacto direto apenas com tubos estéreis de vidro e Teflon®. O processo pode ser executado num sistema fechado para evitar qualquer contaminação ambiental.

Esquema de configuração para uma síntese isenta de contaminação de nanopartículas utilizando a célula de fluxo de sonicação sem contacto Dmini da Hielscher

Método de produção de nanoesferas por ultrassons sem contacto

As nanopartículas de PLGA 50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) foram produzidas através de um processo modificado de extração por solvente e evaporação. O PLGA dissolvido em diclorometano (2 ou 5%) foi disperso numa solução aquosa de PVA a 0,5% (p/p) através de uma nova configuração experimental que envolveu uma célula de ultrassonação de fluxo contínuo sem contacto Dmini. A dispersão O/W grosseira foi primeiro pré-misturada por um agitador magnético e, em seguida, homogeneizada na célula de ultrassom de fluxo contínuo sem contacto Dmini (as caudais das fases O e W estavam na proporção de 1:8). As nanogotas de PLGA-solvente inicialmente formadas solidificaram-se gradualmente durante a passagem pelos tubos, transformando-se em nanopartículas de PLGA. O endurecimento final das partículas foi alcançado num volume maior de solução de PVA a 0,5%.

Célula de fluxo ultrassónica sem contacto Dmini para a síntese de nanopartículas isenta de contaminação

Resultados

As nanopartículas com um diâmetro médio de 485 nm foram prontamente preparadas a partir de uma solução de PLGA a 2% em DCM a uma potência de sonicação de 32 W (Tab. 1). A distribuição do tamanho foi mono-modal com uma ligeira cauda (Fig. 3A). Os tamanhos das nanopartículas estenderam-se de 175 a 755 nm de acordo com os percentis 10 e 90%. A repetibilidade do processo de produção foi consistentemente boa, como refletido apenas por uma pequena variabilidade no diâmetro médio das partículas. Reduzindo o Tabela 1. Diâmetro médio das nanoesferas de PLGA 50:50 preparadas em diferentes condições. Média de dois lotes ± desvio absoluto.[/caption]

Finalmente, o PLGA mais hidrofílico foi trocado pelo PLA mais hidrofóbico e de menor peso molecular, sem alterações visíveis no tamanho médio das partículas e na distribuição do tamanho. Não foram observadas diferenças na morfologia dos diferentes lotes de partículas preparadas a partir de soluções de polímero a 2%. Todas elas apresentavam formas perfeitamente esféricas e superfícies lisas (Fig. 3B). As partículas feitas a partir da solução de PLGA a 5%, no entanto, eram menos esféricas, apresentavam superfícies ligeiramente enrugadas e fusões de duas ou, por vezes, mais partículas (Fig. 3C).

Fig. 3: Nanopartículas de PLGA. (A): Distribuição do tamanho das partículas preparadas a uma concentração de polímero/potência de sonicação de 2%/ 32W, 5%/ 32W e 2%/ 25W%; tempo de residência = 14 s. (B),(C): Imagens SEM de partículas preparadas a partir de soluções de polímero a 2 e 5%, respetivamente. Tempo de residência = 14s; potência de sonicação = 32W. As barras representam 1 mícron.
(Estudo e imagens: © Freitas et al., 2006)

Discussão e Conclusão

Verificou-se que a célula de fluxo contínuo por ultrassons é adequada para a produção de nanoesferas poliméricas biodegradáveis através de extração por emulsão-solvente e evaporação. A investigação futura centrar-se-á no aumento de escala do processo e no aumento da potência de entrada, de modo a obter emulsões ainda mais finas. Além disso, será estudada a adequação da célula à preparação de emulsões do tipo água-em-óleo, por exemplo, para posterior transformação em microesferas carregadas com fármacos.

Literatura