Výroba biologicky odbúrateľných nanoguľôčok
Biologicky odbúrateľné mikro- a nanoguľôčky sa môžu vyrábať nepretržitým procesom bez kontaktov a kontaminácie, ktorý je možné ľahko spustiť za sterilných podmienok.
Zavedenie
Biologicky odbúrateľné mikro- a nanoguľôčky (MS, NS) vyrobené z poly(laktid-koglykolidu) (PLGA) alebo iných materiálov sú veľmi silné systémy dodávania liečiv a antigénov s inherentným potenciálom na cielenie liekov a antigénov. Súčasné metódy výroby PLGA NS sú typické dávkové procesy a trpia ťažkosťami pri zvyšovaní rozlíšenia v sterilných podmienkach. Tu predstavujeme novú a elegantnú metódu výroby PLGA NS v kontinuálnom, kontaktnom a Proces bez kontaminácie ktoré sa dajú ľahko spustiť za sterilných podmienok. Počas celého výrobného procesu je výrobok v priamom kontakte iba so sterilným sklom a teflónovými® trubicami. Proces môže prebiehať v uzavretom systéme, aby sa zabránilo akejkoľvek kontaminácii životného prostredia.
metódy
Nanočastice PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) boli vyrobené pomocou modifikovaného procesu extrakcie/odparovania rozpúšťadlom [1]. PLGA rozpustený v dichlórmetáne (2 alebo 5 %) bol rozptýlený vo vodnom 0,5% (w/w) roztoku PVA pomocou nového experimentálneho usporiadania zahŕňajúceho bezkontaktný prietok ultrazvuková bunka. Hrubá O/W-disperzia bola najprv vopred zmiešaná magnetickým miešadlom a potom homogenizovaná v Ultrazvuková prietoková bunka (prietoky O- a W-fázy boli 1:8). Pôvodne vytvorené nanokvapôčky rozpúšťadiel PLGA postupne tuhli počas prechodu v skúmavkách a stali sa nanočasticami PLGA. Konečné vytvrdnutie častíc sa dosiahlo vo väčšom objeme 0,5% roztoku PVA.
Obr. 1: Experimentálne nastavenie na výrobu nanosfér PLGA
Obr. 2: Dizajn Ultrazvuková prietoková bunka
Výsledky
Nanočastice so stredným priemerom 485 nm boli ľahko pripravené z 2% roztoku PLGA v DCM pri sonikácii 32 W (tab. 1). Distribúcia veľkosti bola monomodálna s miernym chvostom (obr. 3A). Veľkosti nanočastíc sa rozšírili od 175 do 755 nm podľa 10 a 90 % percentilov. Opakovateľnosť výrobného procesu bola trvalo dobrá, čo sa odrážalo len v malej variabilite priemerného priemeru častíc. Zníženie emulzia Doba zotrvania v zvukovom poli od 14 do 7 sekúnd mala len malý vplyv na veľkosť nanočastíc. Zníženie sonikácie z 32 na 25 W však viedlo k výraznému zvýšeniu priemernej veľkosti častíc zo 485 na 700 nm, čo bolo spôsobené výraznejším chvostom krivky distribúcie veľkosti (obr. 3A). Menej výrazné, aj keď významné zvýšenie priemernej veľkosti častíc zo 485 na 600 nm bolo zistené pri použití 5% namiesto 2% roztoku PLGA.
Nakoniec bola hydrofilnejšia PLGA vymenená za hydrofóbnejšiu PLA s nižšou molekulovou hmotnosťou bez viditeľných zmien v priemernej veľkosti častíc a distribúcii veľkosti. Neboli pozorované žiadne rozdiely v morfológii rôznych šarží častíc pripravených z 2% polymérnych roztokov. Všetky vykazovali dokonale guľovité tvary a hladké povrchy (obr. 3B). Častice vyrobené z 5% roztoku PLGA však boli menej guľovité, vykazovali mierne zvrásnené povrchy a fúzie dvoch alebo niekedy viacerých častíc (obr. 3C).
Tabuľka 1. Stredný priemer nanoguľôčok PLGA50:50 pripravených za rôznych podmienok. Priemer dvoch šarží ± absolútnu odchýlku.
Obr. 3: Nanočastice PLGA. (A): Distribúcia veľkosti častíc pripravených pri koncentrácii polyméru / sonikovacom výkone 2 % / 32 W, 5 % / 32 W a 2 % / 25 W%; čas zotrvania = 14 s. (B),(C): SEM obrázky častíc pripravených z 2 a 5% polymérnych roztokov. Čas zotrvania = 14 s; Ultrazvukový výkon = 32 W. Pruhy predstavujú 1 mikrón.
Diskusia a závery
Tá Ultrazvuková prietoková bunka Zistilo sa, že je vhodný na extrakciu/odparovanie biologicky odbúrateľných polymérnych nanosfér na báze extrakcie a rozpúšťadla. Budúci výskum bude zameraný na rozšírenie procesu a zvýšenie príkonu, aby sa získali ešte jemnejšie emulzie. Okrem toho je vhodnosť bunky na prípravu vody v oleji Emulzie, napr. pre ďalšie spracovanie na mikroguľôčky nabité liečivami.
Literatúra
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Rýchla a jednoduchá metóda výroby biologicky odbúrateľných nanosfér, v: Európske bunky a materiály, zv. 7. Dodatok 2, 2004 (strana 28)
Tieto informácie boli prezentované vo Švajčiarskej spoločnosti pre biomateriály
Obr. 2: Dizajn einer Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
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 (Fig. 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 emulzia 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 (Fig. 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 (Obr. 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).
Tabuľka 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Obr. 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 = 14s; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussion und Schlussfolgerung
zomrieť Ultraschall-Durchflusszelle 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 Untersucht, Z. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
Literatúra
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Rýchla a jednoduchá metóda výroby biologicky odbúrateľných nanosfér, v: Európske bunky a materiály, zv. 7. Dodatok 2, 2004 (strana 28)
Dieser Artikel wurde von der Švajčiarska spoločnosť biomateriálov veröffentlich.