Prodhimi i nanosferave të biodegradueshme

Mikrosferat dhe nanosferat e biodegradueshme mund të prodhohen në një proces të vazhdueshëm, pa kontakt dhe pa kontaminim, i cili mund të kryhet lehtësisht në kushte sterile.

Hyrje

Mikrosferat dhe nanosferat e biodegradueshme (MS, NS) të përbëra nga poli(laktid-koglikolid) (PLGA) ose materiale të tjera janë sisteme shumë të fuqishme për shpërndarjen e barnave dhe antigjeneve, me potencial të qenësishëm për dërgimin e tyre në objektiva specifikë. Metodat aktuale për prodhimin e NS prej PLGA janë procese tipike me lote dhe paraqesin vështirësi për rritjen e shkallës së prodhimit në kushte sterile. Këtu paraqesim një metodë të re dhe elegante për prodhimin e nanosferave prej PLGA në një proces të vazhdueshëm, pa kontakt dhe pa kontaminim, i cili mund të kryhet lehtësisht në kushte sterile. Gjatë të gjithë procesit të prodhimit, produkti është në kontakt të drejtpërdrejtë vetëm me qelq steril dhe tuba Teflon®. Procesi mund të kryhet në një sistem të mbyllur për të parandaluar çdo kontaminim nga mjedisi.

Skema e konfigurimit për sintezën pa kontaminim të nanogrimcave duke përdorur qelizën e rrjedhjes Dmini të Hielscher për sonikim pa kontakt

Metoda e prodhimit të nanosferave me ultratinguj pa kontakt

Nanogrimcat PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) u prodhuan duke përdorur një proces të modifikuar të ekstraktimit/avullimit të tretësit. PLGA e tretur në diklorometan (2 ose 5%) u shpërnda në një tretësirë ujore PVA 0,5% (w/w) me anë të konfigurimit të ri eksperimental që përfshin një qelizë Dmini për trajtim me ultratinguj pa kontakt me rrjedhje përmes saj. Dispersioni i trashë O/W fillimisht u parapërzie me një përzierës magnetik dhe më pas u homogjenizua në qelizën Dmini për trajtim me ultratinguj pa kontakt me rrjedhje përmes saj (prurjet e fazave O dhe W ishin në raportin 1:8). Nanopikat PLGA–tretës të formuara fillimisht u ngurtësuan gradualisht gjatë kalimit nëpër tuba, duke u shndërruar në nanogrimca PLGA. Ngurtësimi përfundimtar i grimcave u arrit në një vëllim më të madh tretësire PVA 0,5%.

Qeliza e rrjedhjes Dmini për trajtim me ultratinguj pa kontakt për sintezën e nanogrimcave pa kontaminim

Rezultatet

Nanogrimcat me diametër mesatar prej 485 nm u përgatitën lehtësisht nga një tretësirë PLGA 2% në DCM me fuqi sonikimi 32W (Tab. 1). Shpërndarja e madhësisë ishte njëmodale, me një bisht të lehtë. (Fig. 3A). Madhësitë e nanogrimcave shtriheshin nga 175 deri në 755 nm sipas percentileve 10 dhe 90%. Përsëritshmëria e procesit të prodhimit ishte vazhdimisht e mirë, siç pasqyrohej nga ndryshueshmëria vetëm e vogël e diametrit mesatar të grimcave. Ulja e Tabela 1. Diametri mesatar i nanosferave PLGA50:50 të përgatitura në kushte të ndryshme. Mesatarja e dy loteve ± devijimi absolut.[/caption]

Së fundi, PLGA më hidrofile u zëvendësua me PLA më hidrofobe dhe me masë molekulare më të ulët, pa ndryshime të dukshme në madhësinë mesatare të grimcave dhe në shpërndarjen e madhësisë. Nuk u vunë re dallime në morfologjinë e loteve të ndryshme të grimcave të përgatitura nga tretësira polimeri 2%. Të gjitha kishin forma përsosmërisht sferike dhe sipërfaqe të lëmuara (Fig. 3B). Megjithatë, grimcat e prodhuara nga tretësira PLGA 5% ishin më pak sferike, kishin sipërfaqe pak të rrudhosura dhe shfaqnin bashkime të dy ose ndonjëherë më shumë grimcave (Fig. 3C).

Fig. 3: Nanogrimcat PLGA. (A): Shpërndarja e madhësisë së grimcave të përgatitura me përqendrim polimeri/ fuqi sonikimi prej 2%/ 32W, 5%/ 32W dhe 2%/ 25W%; koha e qëndrimit = 14 s. (B),(C): Imazhe SEM të grimcave të përgatitura përkatësisht nga tretësira polimeri 2 dhe 5%. Koha e qëndrimit = 14s; fuqia e sonikimit = 32W. Shiritat e shkallës përfaqësojnë 1 mikron.
(Studimi dhe imazhet: © Freitas et al., 2006)

Diskutim dhe përfundim

U konstatua se qeliza me ultratinguj me rrjedhje përmes saj ishte mjaft e përshtatshme për prodhimin e nanosferave polimerike të biodegradueshme të bazuar në ekstraktimin/avullimin e tretësit nga emulsioni. Kërkimet e ardhshme do të synojnë rritjen e shkallës së procesit dhe rritjen e fuqisë së furnizuar për të përftuar emulsione edhe më të imëta. Gjithashtu, do të studiohet përshtatshmëria e qelizës për përgatitjen e emulsioneve ujë-në-vaj, p.sh. për përpunim të mëtejshëm në mikrosfera të ngarkuara me barna.

Literatura

• Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.: A Fast and Simple Method for Producing Biodegradable Nanospheres, in: European Cells and Materials Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (page 28). This study was presented at the Swiss Society of Biomaterials.