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

Biološko razgradljive mikro- in nanosfere (MS, NS) iz poli(laktida-koglikolida) (PLGA) ali drugih materialov so zelo učinkoviti sistemi za dostavo zdravil in antigenov, ki imajo vgrajen potencial za ciljno usmerjanje zdravil in antigenov. Sedanje metode proizvodnje PLGA NS so tipični postopki v serijah in se soočajo s težavami pri povečanju obsega proizvodnje v sterilnih pogojih. Tukaj predstavljamo novo in elegantno metodo za proizvodnjo PLGA nano-krogel v neprekinjenem postopku brez stika in kontaminacije, ki ga je mogoče brez težav izvajati v sterilnih pogojih. Med celotnim proizvodnim postopkom je izdelek v neposrednem stiku le s sterilnimi steklenimi in Teflon® cevmi. Postopek se lahko izvaja v zaprtem sistemu, da se prepreči kakršna koli onesnaženost iz okolja.

Shema postavitve za sintezo nanodelcev brez kontaminacije z uporabo Hielscherjeve brezdotične sonikacijske pretočne celice Dmini

Postopek brezstične proizvodnje nanosfer z ultrazvokom

Nanodelci PLGA v razmerju 50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) so bili proizvedeni z uporabo modificiranega postopka ekstrakcije in izparevanja s topilom. PLGA, raztopljen v diklorometanu (2 ali 5 %), je bil dispergiran v 0,5-odstotni (m/m) vodni raztopini PVA s pomočjo nove eksperimentalne naprave, ki vključuje brezkontaktno pretočno ultrazvočno celico Dmini. Grobo O/W-disperzijo smo najprej predmešali z magnetnim mešalnikom, nato pa homogenizirali v brezkontaktni ultrazvočni pretočni celici Dmini (pretoki O- in W-faz sta bili v razmerju 1:8). Sprva nastale nanokapljice PLGA-topila so se med prehodom skozi cevi postopoma strdile in se spremenile v PLGA-nanodelce. Končno strjevanje delcev je bilo doseženo v večjem volumnu 0,5-odstotne raztopine PVA.

Ultrazvočna brezdotična pretočna celica Dmini za sintezo nanodelcev brez onesnaženja

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 Tabela 1. Povprečni premer nanosfer PLGA50:50, pripravljenih v različnih pogojih. Povprečje dveh serij ± absolutno odstopanje.[/caption]

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).

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.
(Študija in slike: © Freitas et al., 2006)

Razprava in zaključek

Ugotovljeno je bilo, da je ultrazvočna pretočna celica zelo primerna za proizvodnjo biorazgradljivih polimernih nanosfer na podlagi ekstrakcije/izparevanja z emulzijo in topilom. Prihodnje raziskave bodo usmerjene v povečanje obsega procesa in povečanje vnesene moči, da bi dobili še bolj fine emulzije. Poleg tega se bo preučevala primernost celice za pripravo emulzij tipa »voda v olju«, npr. za nadaljnjo predelavo v mikrokroglice, napolnjene z zdravilom.

Književnost