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 rozložiteľné mikro- a nano-guličky (MS, NS) vyrobené z poly(laktidu-koglykolidu) (PLGA) alebo iných materiálov predstavujú veľmi účinné systémy na dodávanie liekov a antigénov s prirodzeným potenciálom pre cielené podávanie liekov a antigénov. Súčasné metódy výroby PLGA NS sú typické dávkové procesy a narážajú na ťažkosti pri zväčšovaní výrobného rozsahu za sterilných podmienok. Tu predstavujeme novú a elegantnú metódu výroby PLGA nano-guličiek v kontinuálnom procese bez kontaktu a kontaminácie, ktorý je možné ľahko prevádzkovať za sterilných podmienok. Počas celého výrobného procesu prichádza výrobok do priameho kontaktu iba so sterilnými sklenenými a teflónovými® rúrkami. Proces je možné prevádzkovať v uzavretom systéme, čím sa zabráni akejkoľvek kontaminácii z okolia.

Schéma usporiadania zariadenia na syntézu nanočastíc bez kontaminácie s využitím bezkontaktnej ultrazvukovej prietokovej komory Dmini od spoločnosti Hielscher

Metóda bezkontaktnej výroby nanokuličiek pomocou ultrazvuku

Nanopartikuly PLGA v pomere 50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) boli vyrobené pomocou modifikovaného postupu extrakcie a odparovania rozpúšťadla. PLGA rozpustené v dichlórmetáne (2 alebo 5 %) bolo dispergované vo vodnom 0,5 % (hm.) roztoku PVA pomocou nového experimentálneho zariadenia zahŕňajúceho bezkontaktnú priepustnú ultrazvukovú komoru Dmini. Hrubá disperzia typu O/W bola najskôr predzmiešaná magnetickým miešadlom a následne homogenizovaná v bezkontaktnej prietokovej ultrazvukovej komore Dmini (prietoky O- a W-fáz boli v pomere 1:8). Počiatočne vytvorené nanokvapky PLGA v rozpúšťadle sa počas prechodu v trubiciach postupne zpevnili a premenili na nanočastice PLGA. Konečné vytvrdenie častíc sa dosiahlo vo väčšom objeme 0,5 % roztoku PVA.

Ultrazvuková bezkontaktná prietoková komora Dmini na syntézu nanočastíc bez kontaminácie

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 Tabuľka 1. Priemerný priemer nanočastíc PLGA50:50 pripravených za rôznych podmienok. Priemer dvoch šarží ± absolútna odchýlka.[/caption]

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).

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.
(Štúdia a obrázky: © Freitas et al., 2006)

Diskusia a závery

Zistilo sa, že ultrazvuková priepustná komora je vhodná na výrobu biologicky rozložiteľných polymérnych nanosfér metódou extrakcie a odparovania pomocou emulzie a rozpúšťadla. Budúci výskum sa zameria na zväčšenie rozsahu procesu a zvýšenie príkonných výkonov s cieľom dosiahnuť ešte jemnejšie emulzie. Okrem toho sa bude skúmať vhodnosť komory na prípravu emulzií typu voda v oleji, napríklad na ďalšie spracovanie na mikrosféry naplnené liečivom.

Literatúra