Proizvodnja biološko razgradljivih nanosfer
Biorazgradljive mikro- in nanosfere se lahko proizvajajo v neprekinjenem postopku brez stikov in kontaminacije, ki ga je mogoče zlahka izvajati v sterilnih pogojih.
Uvod
Biorazgradljive mikro- in nanosfere (MS, NS) iz poli(laktid-koglikolida) (PLGA) ali drugih materialov so zelo močni sistemi za dostavo zdravil in antigenov z inherentnim potencialom za ciljanje zdravil in antigenov. Sedanje metode za proizvodnjo PLGA NS so tipični šaržni postopki in imajo težave pri povečanju v sterilnih pogojih. Tukaj predstavljamo novo in elegantno metodo za proizvodnjo PLGA NS v neprekinjenem, kontaktnem in Postopek brez kontaminacije ki jih je mogoče zlahka zagnati v sterilnih pogojih. Med celotnim proizvodnim procesom je izdelek v neposrednem stiku samo s sterilnim steklom in teflonskimi® cevmi. Postopek se lahko izvaja v zaprtem sistemu, da se prepreči onesnaževanje okolja.
Metode
Nanodelci PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) so bili proizvedeni z modificiranim postopkom ekstrakcije / izhlapevanja s topilom [1]. PLGA, raztopljen v diklorometanu (2 ali 5%), je bil razpršen v vodni 0,5% (m/m) raztopini PVA s pomočjo nove eksperimentalne postavitve, ki je vključevala brezkontaktni pretok ultrazvočna celica. Groba O/W-disperzija je bila najprej predhodno zmešana z magnetnim mešalom in nato homogenizirana v ultrazvočna pretočna celica (pretok O- in W-faze je bil pri 1:8). Prvotno oblikovane nanokapljice PLGA-topila so se med prehodom v cevi postopoma strdile, da postanejo nanodelci PLGA. Končno utrjevanje delcev je bilo doseženo v večjem volumnu 0,5% raztopine PVA.
Slika 1: Eksperimentalna postavitev za proizvodnjo nanosfer PLGA
Slika 2: Zasnova ultrazvočna pretočna celica
Rezultati
Nanodelci s povprečnim premerom 485 nm so bili pripravljeni iz 2% raztopine PLGA v DCM pri 32W ultrazvočni moči (tab. 1). Porazdelitev velikosti je bila monomodalna z rahlim repom (slika 3A). Velikosti nanodelcev so se razširile od 175 do 755 nm glede na 10 in 90% percentile. Ponovljivost proizvodnega procesa je bila dosledno dobra, kar se odraža le v manjši variabilnosti povprečnega premera delcev. Znižanje emulzija Čas zadrževanja v zvočnem polju od 14 do 7s je imel le majhen vpliv na velikost nanodelcev. Zmanjšanje ultrazvočne moči s 32 na 25 W pa je povzročilo znatno povečanje povprečne velikosti delcev s 485 na 700 nm, kar je povzročilo izrazitejše repovanje krivulje porazdelitve velikosti (slika 3A). Manj izrazito, čeprav pomembno povečanje povprečne velikosti delcev s 485 na 600 nm je bilo ugotovljeno pri uporabi 5% namesto 2% raztopine PLGA.
Nazadnje, bolj hidrofilni PLGA je bil zamenjan za bolj hidrofobni PLA in PLA z nižjo molekulsko maso brez opaznih sprememb v srednji velikosti delcev in porazdelitvi velikosti. Razlik v morfologiji različnih serij delcev, pripravljenih iz 2 % raztopin polimerov, niso opazili. Vsi so pokazali popolnoma sferične oblike in gladke površine (sl. 3B). Delci, narejeni iz 5% raztopine PLGA, pa so bili manj okrogli, pokazali so rahlo nagubane površine in fuzije dveh ali včasih več delcev (slika 3C).
Tabela 1. Srednji premer nanosfer PLGA50:50, pripravljenih v različnih pogojih. Povprečje dveh serij ± absolutni odklon.
Slika 3: Nanodelci PLGA. (A): Porazdelitev velikosti delcev, pripravljenih pri koncentraciji polimera / ultrazvočni moči 2% / 32W, 5% / 32W in 2% / 25W%; Zadrževalni čas = 14 s. (B),(C): SEM slike delcev, pripravljenih iz 2 oziroma 5% raztopin polimerov. Čas bivanja = 14s; ultrazvočna moč = 32W. Črte predstavljajo 1 mikron.
Razprava in sklepi
T ultrazvočna pretočna celica Ugotovljeno je bilo, da je zelo primerno za ekstrakcijo / izhlapevanje na osnovi emulzijske ekstrakcije / izhlapevanja biorazgradljivih polimernih nanosfer. Prihodnje raziskave bodo usmerjene v povečanje procesa in povečanje vhodne moči, da bi dobili še finejše emulzije. Poleg tega je primernost celice za pripravo vode v olju Emulzije, npr. za nadaljnjo predelavo v mikrosfere, napolnjene z zdravili.
Književnost
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Hitra in preprosta metoda za proizvodnjo biorazgradljivih nanosfer, v: Evropske celice in materiali, zvezek 7. Dodatek 2, 2004 (stran 28)
Te informacije so bile predstavljene v Švicarskem združenju za biomateriale
Slika 2: Oblikovanje 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 Kurve (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 emulzija 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 (Sl. 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).
Tabela 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Slika 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
umreti 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-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).
Literatura
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Hitra in preprosta metoda za proizvodnjo biorazgradljivih nanosfer, v: Evropske celice in materiali, zvezek 7. Dodatek 2, 2004 (stran 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.