Производство биоразлагаемых наносфер
Биоразлагаемые микро- и наносферы могут быть получены в непрерывном, бесконтактном и экологически чистом процессе, который может быть легко запущен в стерильных условиях.
Знакомство
Биоразлагаемые микро- и наносферы (MS, NS), изготовленные из поли(лактид-когликолида) (PLGA) или других материалов, являются очень мощными системами доставки лекарств и антигенов с присущим им потенциалом для таргетирования лекарств и антигенов. Современные методы получения PLGA NS являются типичными периодическими процессами и испытывают трудности масштабирования в стерильных условиях. Здесь мы представляем новый и элегантный метод получения PLGA NS в непрерывном, контактном и Процесс без загрязнения которые можно легко запустить в стерильных условиях. На протяжении всего производственного процесса изделие находится в непосредственном контакте только со стерильным стеклом и тефлоновыми® трубками. Процесс может быть запущен в закрытой системе, чтобы предотвратить загрязнение окружающей среды.
методика
Наночастицы PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) были получены с использованием модифицированного процесса экстракции/выпаривания растворителем [1]. ПЛГА, растворенный в дихлорметане (2 или 5%), диспергировали в водном 0,5% (масс./масса) растворе ПВС с помощью новой экспериментальной установки, включающей бесконтактное проточное прохождение Ультразвуковая ячейка. Грубую O/W-дисперсию сначала смешивали с помощью магнитной мешалки, а затем гомогенизировали в ультразвуковая проточная ячейка (расход O- и W-фаз был на уровне 1:8). Первоначально образовавшиеся нанокапли PLGA-растворителя постепенно затвердевали во время прохождения в пробирках и превращались в наночастицы PLGA. Окончательное затвердевание частиц достигалось в большем объеме 0,5% раствора ПВА.
Рис.1: Экспериментальная установка для производства наносфер PLGA
Рис.2: Конструкция ультразвуковая проточная ячейка
Результаты
Наночастицы со средним диаметром 485 нм были легко получены из 2% раствора PLGA в DCM при мощности ультразвука 32 Вт (табл. 1). Распределение по размерам было мономодальным с небольшим хвостообразованием (рис. 3А). Размеры наночастиц увеличены от 175 до 755 нм в соответствии с 10 и 90% процентилями. Повторяемость производственного процесса была неизменно хорошей, что отражалось лишь в незначительной изменчивости среднего диаметра частиц. Опускание Эмульсия Время пребывания в звуковом поле от 14 до 7 секунд оказывало лишь незначительное влияние на размер наночастиц. Однако снижение мощности ультразвука с 32 до 25 Вт привело к значительному увеличению среднего размера частиц с 485 до 700 нм, что было вызвано более выраженным отклонением кривой распределения по размерам (рис. 3A). Менее заметное, хотя и значительное увеличение среднего размера частиц с 485 до 600 нм было обнаружено при использовании 5% раствора вместо 2% PLGA.
Наконец, более гидрофильный PLGA был заменен на более гидрофобный и менее молекулярный PLA без заметных изменений в среднем размере частиц и распределении по размерам. Различий в морфологии различных партий частиц, приготовленных из 2% полимерных растворов, не наблюдалось. Все они имели идеально сферические формы и гладкие поверхности (рис. 3B). Частицы, изготовленные из 5% раствора PLGA, однако, были менее сферическими, имели слегка морщинистые поверхности и слияния двух или иногда более частиц (рис. 3C).
Таблица 1. Средний диаметр наносфер PLGA50:50, полученных в различных условиях. Среднее значение двух партий ± абсолютным отклонением.
Рис.3: Наночастицы PLGA. (A): Распределение частиц по размерам при концентрации полимера/мощности ультразвука 2%/32W, 5%/32Wt и 2%/25W%; Время пребывания = 14 с. (B),(C): SEM изображения частиц, приготовленных из 2 и 5% полимерных растворов соответственно. Время пребывания = 14 секунд; Мощность ультразвука = 32 Вт. Столбцы представляют собой 1 микрон.
Обсуждение и выводы
Тем ультразвуковая проточная ячейка Было установлено, что он хорошо подходит для производства биоразлагаемых полимерных наносфер на основе эмульсии-сольвентной экстракции/выпаривания. Будущие исследования будут направлены на масштабирование процесса и увеличение потребляемой мощности для получения еще более тонких эмульсий. Кроме того, пригодность ячейки для приготовления воды в масле Эмульсии, например, для дальнейшей переработки в микросферы, наполненные лекарствами.
Литература
Фрейтас, С.; Хильшер, Г.; Меркл, Х..; Гандер, Б.:Быстрый и простой метод получения биоразлагаемых наносфер, в: European Cells and Materials Vol. 7. Дополнение 2, 2004 (стр. 28)
Об этом рассказали в Швейцарском обществе биоматериалов
Рис.2: Проектирование einer Ultraschall-Dürchflusszelle
Эргебниссе
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm konnten vollständig aus einer 2% PLGA-Lösung in DCM bei 32W Beschallungsleistung gewonnen werden (Tab. 1). Die Größenverteilung zeigt sich monomodal mit einem leicht verzögertem Auslaufen der Kurve (рис. 3A). Entsprechend des Perzentilwertes von 10 und 90% erstreckte sich die Nanopartikelgröße von 175 bis 755nm. Die Wiederholbarkeit des Produktionsprozesses war durchwegs gut, was auf die nur geringe Variabilität des durchschnittlichen Partikeldurchmessers zurückzuführen ist. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die эмульсия statt 14 nur noch 7 Sekunden dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, hat nur wenig Auswirkung auf die Größe der Nanopartikel. Ein Herabsetzen der Beschallungsleistung von 32 auf 25W bewirkt hingegen einen beträchtlichen Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers von 485 auf 700nm, der durch ein deutlicheres Verschieben der Größenverteilungskurve hervorgerufen wird (рис. 3A). Ein 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. Abschließend wurde das hydrophile PLGA gegen das hydrophobe PLA, welches zudem ein niedrigereres Molekulergewicht aufweist, ausgetauscht, wobei allerdings keine bemerkenswerten Veränderungen bezüglich der durchschnittlichen Partikelgröße und der Größenverteilung beobachtet werden können. In ihrer Morphologie zeigten die verschiedenen Batches, die eine 2% Polymerlösung enthielten, keine Unterschiede. Alle zeigten perfekte Kugelformen und glatte Oberflächen (Fig. 3B). Die Partikel aus einer 5% PLGA-Lösung zeigen hingegen weniger perfekte Kugelformen, wiesen leicht faltige Oberflächen und Fusionen zwei oder mehrerer Partikel auf (Fig. 3C).
Табелле 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Рис.3: PLGA Nanopartikel. (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 = 14 шилл; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussion und Schlussfolgerung
умирать Ultraschall-Dürchflusszelle wurde speziell für die Emulsion-Lösungsmittel-Extraktion / Evaporation basierte Herstellung von biologisch abbaubaren Polymer-Nanosphären entworfen. Die zukünftige Forschung auf diesem Gebiet wird auf ein Scale-up des Prozesses ausgerichtet sein, ebenso wie auf eine Steigerung des Leistungseintrages, um noch feinere Emulsionen zu erhalten. Zudem wird Zelle auf ihre Tauglichkeit bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-Emulsionen Унтерзухт, З. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
Литератур
Фрейтас, С.; Хильшер, Г.; Меркл, Х..; Гандер, Б.:Быстрый и простой метод получения биоразлагаемых наносфер, в: European Cells and Materials Vol. 7. Дополнение 2, 2004 (стр. 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.