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Produção de nanoesferas biodegradáveis

Micro e nanoesferas biodegradáveis podem ser produzidas em um processo contínuo, livre de contato e contaminação, que pode ser facilmente executado em condições estéreis.

Introdução

Micro e nanoesferas biodegradáveis (MS, NS) feitas de poli (lactídeo-coglicolídeo) (PLGA) ou outros materiais são sistemas de entrega de medicamentos e antígenos muito potentes com potencial inerente para direcionamento de medicamentos e antígenos. Os métodos atuais para produzir PLGA NS são processos típicos em batelada e sofrem de dificuldades de upscaling em condições estéreis. Aqui, apresentamos um método novo e elegante para produzir PLGA NS de forma contínua, de contato e processo livre de contaminação que pode ser facilmente executado em condições estéreis. Durante todo o processo de fabricação, o produto está em contato direto apenas com vidro estéril e tubos de Teflon®. O processo pode ser executado em um sistema fechado para evitar qualquer contaminação ambiental.

Métodos

As nanopartículas de PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) foram produzidas usando um processo modificado de extração/evaporação de solvente [1]. O PLGA dissolvido em diclorometano (2 ou 5%) foi disperso em solução aquosa de PVA a 0,5% (p/p) por meio da nova configuração experimental envolvendo um fluxo livre de contato célula de ultrassom. A dispersão O / A grossa foi primeiro pré-misturada por um agitador magnético e depois homogeneizada no Célula de fluxo ultrassônico (as taxas de fluxo das fases O e W estavam em 1:8). As nanogotículas de solvente PLGA inicialmente formadas gradualmente se solidificaram durante a passagem nos tubos para se tornarem nanopartículas de PLGA. O endurecimento final das partículas foi obtido em um volume maior de solução de PVA a 0,5%.

Configuração experimental para a produção de nanoesferas de PLGA

Fig. 1: Configuração experimental para a produção de nanoesferas de PLGA

Projeto de célula de fluxo ultrassônico

Fig. 2: Dimensionamento de Célula de fluxo ultrassônico

Resultados

Nanopartículas com diâmetro médio de 485 nm foram prontamente preparadas a partir de uma solução de PLGA a 2% em DCM com potência de sonicação de 32W (Tab. 1). A distribuição de tamanho foi monomodal com um ligeiro rejeito (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, refletida por apenas uma pequena variabilidade no diâmetro médio das partículas. Abaixando o emulsão O tempo de residência no campo sônico de 14 a 7s teve apenas um impacto menor no tamanho da nanopartícula. Uma redução do poder de sonicação de 32 para 25W, no entanto, resultou em um aumento significativo do tamanho médio das partículas de 485 para 700 nm, causado por um rejeito mais pronunciado da curva de distribuição de tamanho (Fig. 3A). Um aumento menos proeminente, embora significativo, no tamanho médio das partículas de 485 para 600 nm foi encontrado ao usar uma solução de PLGA a 5% em vez de 2%.

Finalmente, o PLGA mais hidrofílico foi trocado pelo PLA mais hidrofóbico e de menor peso molecular, sem alterações perceptíveis no tamanho médio das partículas e na distribuição de tamanho. Não foram observadas diferenças na morfologia dos diferentes lotes de partículas preparadas a partir de soluções poliméricas a 2%. Todos eles exibiam 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 às vezes mais partículas (Fig. 3C).

Diâmetro médio das nanoesferas de PLGA50:50 preparadas em diferentes condições

Tabela 1. Diâmetro médio das nanoesferas de PLGA50:50 preparadas em diferentes condições. Média de dois lotes ± desvio absoluto.

Nanopartícula de PLGA

Fig. 3: Nanopartículas de PLGA. (A): Distribuição de tamanho de partículas preparadas em concentração de polímero / potência de sonicação de 2% / 32W, 5% / 32W e 2% / 25W%; tempo de residência = 14 s. (B),(C): Imagens de MEV de partículas preparadas a partir de soluções poliméricas a 2 e 5%, respectivamente. Tempo de residência = 14s; potência de sonicação = 32W. As barras representam 1 mícron.

Discussão e Conclusões

O Célula de fluxo ultrassônico foi considerado adequado para a produção baseada em extração / evaporação de emulsão com solvente de nanoesferas poliméricas biodegradáveis. Pesquisas futuras serão direcionadas para ampliar o processo e aumentar a entrada de energia para produzir emulsões ainda mais finas. Além disso, a adequação da célula para a preparação de água em óleo Emulsões, por exemplo, para processamento posterior em microesferas carregadas de drogas.

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Literatura

Oliveira, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Um método rápido e simples para produzir nanoesferas biodegradáveis, em: European Cells and Materials Vol. 7. Supl. 2, 2004 (página 28)

Esta informação foi apresentada na Sociedade Suíça de Biomateriais


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