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