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 micro e nanoesferas biodegradáveis (MS, NS) feitas de poli(lactido-coglicolido) (PLGA) ou de outros materiais são sistemas de administração de fármacos e antigénios muito potentes, com potencial inerente para a orientação de fármacos e antigénios. Os métodos actuais de produção de PLGA NS são processos típicos de lote e sofrem de dificuldades de aumento de escala em condições estéreis. Aqui, apresentamos um método novo e elegante para produzir PLGA NS num processo contínuo, de contacto e processo livre de contaminação que podem ser prontamente executados em condições estéreis. Durante todo o processo de fabrico, o produto está em contacto direto apenas com tubos estéreis de vidro e Teflon®. O processo pode ser executado num sistema fechado para evitar qualquer contaminação ambiental.
métodos
As nanopartículas PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) foram produzidas utilizando um processo modificado de extração/evaporação por solvente [1]. O PLGA dissolvido em diclorometano (2 ou 5%) foi disperso numa solução aquosa de PVA a 0,5% (w/w) através da nova configuração experimental que envolve um fluxo sem contacto célula de ultra-sons. A dispersão O/W grosseira foi primeiro pré-misturada por um agitador magnético e depois homogeneizada no célula de fluxo ultrassónica (as taxas de fluxo das fases O- e W eram de 1:8). As nanodrogas de PLGA-solvente inicialmente formadas solidificaram gradualmente durante a passagem nos tubos para se tornarem nanopartículas de PLGA. O endurecimento final das partículas foi conseguido num volume maior de solução de PVA a 0,5%.
Fig. 1: Montagem experimental para a produção de nanoesferas de PLGA
Fig. 2: Desenho de célula de fluxo ultrassónica
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 da emulsão O tempo de residência no campo sónico de 14 para 7s teve apenas um impacto menor no tamanho das nanopartículas. Uma redução da potência de sonicação de 32 para 25W, no entanto, resultou num aumento significativo do tamanho médio das partículas de 485 para 700nm, causado por uma cauda mais pronunciada da curva de distribuição do tamanho (Fig. 3A). Verificou-se um aumento menos proeminente, embora significativo, do tamanho médio das partículas de 485 para 600 nm quando se utilizou 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 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).
Tabela 1. Diâmetro médio das nanoesferas de PLGA50:50 preparadas em diferentes condições. Média de dois lotes ± desvio absoluto.
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.
Discussão e conclusões
a célula de fluxo ultrassónica foi considerado adequado para a produção de nanoesferas poliméricas biodegradáveis com base na extração/evaporação de solventes em emulsão. A investigação futura será orientada para a ampliação do processo e o aumento da potência de entrada para produzir emulsões ainda mais finas. Além disso, a adequação da célula para a preparação de emulsões de água em óleo Emulsõespara posterior transformação em microesferas carregadas com fármacos.
Literatura
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Um método rápido e simples para a produção de nanoesferas biodegradáveis, em: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (página 28)
Esta informação foi apresentada na Sociedade Suíça de Biomateriais
Fig. 2: Desenho de um Ultraschall-Durchflusszelle
Resultados
As nanopartículas com um diâmetro de 485 nm podem ser totalmente obtidas a partir de uma solução de PLGA a 2% em DCM com uma potência de 32 W (Tab. 1). O grau de conversão é monomodal, com um ligeiro aumento da curvatura (Fig. 3A). Após os valores de perímetro de 10 e 90%, a granulometria das nanopartículas é de 175 a 755 nm. A qualidade dos processos de produção foi excelente, o que se deve à reduzida variabilidade dos processos de fabrico de componentes durchschnittlichen. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die Emulsão statt 14 nur noch 7 Sekunden dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, hat nur wenig Auswirkung auf die Größe der Nanopartikel. A utilização de uma potência de 32 a 25 W para o controlo da potência é, por sua vez, acompanhada de um aumento dos valores de emissão de partículas de 485 a 700 nm, que é obtido através de uma mudança significativa da curva de potência (Fig. 3A). Um nicht so markanter, aber trotzdem beachtenswerter Anstieg der durchschnittlichen Partikelgröße von 485 auf 600nm konnte festgestellt werden, wenn anstatt einer 2% eine 5% PLGA-Lösung verwendet wurde. Em suma, a PLGA hidrófila contra a PLA hidrófoba, que também tem um peso molecular inferior, foi auscultada, embora não tenham sido observadas quaisquer alterações significativas no que respeita à dimensão da partícula e ao tamanho do grão. Na sua morfologia, os vários lotes, que contêm 2% de Polymerlösung, não apresentam diferenças. Todas apresentavam formas perfeitas e superfícies brilhantes (Fig. 3B). Os fragmentos com 5% de PLGA-Lösung apresentam formas perfeitas mais fracas, com pequenas falhas nos orifícios e fusão de dois ou mais fragmentos (Fig. 3C).
Tabela 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Fig. 3: Nanopartikel de PLGA. (A): Größenverteilung bei Partikeln, die bei einer Polymerkonzentration/Beschallungsintensität von 2%/ 32W, 5%/ 32W und 2%/ 25W%; Verweilzeit = 14 s. (B),(C): SEM Bilder der Partikel, die aus 2% bzw. 5% Polymerlösungen vorbereitet wurden. Verweilzeit = 14s; Beschallungsintensität = 32W. Os balcões têm um valor de 1 micrómetro.
Discussão e discussão
morrer Ultraschall-Durchflusszelle foi concebido especificamente para a extração de emulsões e soluções de electrólitos, bem como para a produção de nanomateriais poliméricos biologicamente absorvíveis por evaporação. A investigação futura neste domínio deve ser orientada para o aumento da escala dos processos, bem como para a redução da tensão de libertação, a fim de obter emulsões mais finas. Zudem wird Zelle auf ihre Tauglichkeit bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsões para o desenvolvimento de novos microrganismos com adição de Wirkstoff (por exemplo, para Depotarzneimittel).
Literatura
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Um método rápido e simples para a produção de nanoesferas biodegradáveis, em: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (página 28)
Este artigo foi publicado pela Sociedade Suíça de Biomateriais.