Prodhimi i nanosferave të biodegradueshme
Mikro dhe nanosferat e biodegradueshme mund të prodhohen në një proces të vazhdueshëm, pa kontakt dhe pa kontaminim, i cili mund të përdoret lehtësisht në kushte sterile.
Prezantimi
Mikro- dhe nanosferat e biodegradueshme (MS, NS) të bëra nga poli(laktidi-koglikolid) (PLGA) ose materiale të tjera janë sisteme shumë të fuqishme të shpërndarjes së barnave dhe antigjenit me potencial të natyrshëm për shënjestrimin e barnave dhe antigjenit. Metodat aktuale për prodhimin e PLGA NS janë procese tipike të grumbullit dhe vuajnë nga vështirësitë e rritjes në kushte sterile. Këtu, ne paraqesim një metodë të re dhe elegante për të prodhuar PLGA NS në një kontakt të vazhdueshëm dhe proces pa kontaminim që mund të përdoren lehtësisht në kushte sterile. Gjatë gjithë procesit të prodhimit, produkti është në kontakt të drejtpërdrejtë vetëm me qelqin steril dhe tuba Teflon®. Procesi mund të kryhet në një sistem të mbyllur për të parandaluar çdo ndotje mjedisore.
metodat
Nanogrimcat PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) u prodhuan duke përdorur një proces të modifikuar ekstraktimi/avullim me tretës [1]. PLGA e tretur në diklormetan (2 ose 5%) u shpërnda në tretësirë ujore 0,5% (w/w) PVA me anë të konfigurimit të ri eksperimental që përfshin një rrjedhje pa kontakt. qelizë ultrasonike. Dispersioni i trashë O/W u parapërzie fillimisht nga një përzierës magnetik dhe më pas u homogjenizua në qeliza e rrjedhjes tejzanor (shkalla e rrjedhjes së fazave O- dhe W ishte në 1:8). Nanopikat e formuara fillimisht me tretës PLGA u ngurtësuan gradualisht gjatë kalimit në tuba për t'u bërë nanogrimca PLGA. Forcimi përfundimtar i grimcave u arrit në një vëllim më të madh prej 0.5% zgjidhje PVA.
Fig. 1: Organizimi eksperimental për prodhimin e nanosferave PLGA
Fig. 2: Projektimi i qeliza e rrjedhjes tejzanor
Rezultatet
Nanogrimcat me një diametër mesatar prej 485 nm u përgatitën lehtësisht nga një solucion PLGA 2% në DCM me fuqi sonikimi 32 W (Tab. 1). Shpërndarja e madhësisë ishte mono-modale me një përmbytje të lehtë (Fig. 3A). Madhësitë e nanogrimcave shtriheshin nga 175 në 755 nm sipas përqindjeve 10 dhe 90%. Përsëritshmëria e procesit të prodhimit ishte vazhdimisht e mirë, siç reflektohet vetëm nga ndryshueshmëria e vogël në diametrin mesatar të grimcave. Ulja e emulsioni koha e qëndrimit në fushën e zërit nga 14 në 7 s kishte vetëm një ndikim të vogël në madhësinë e nanogrimcave. Një reduktim i fuqisë së sonikacionit nga 32 në 25 W, megjithatë, rezultoi në një rritje të konsiderueshme të madhësisë mesatare të grimcave nga 485 në 700 nm, e shkaktuar nga një zvogëlim më i theksuar i kurbës së shpërndarjes së madhësisë (Fig. 3A). Një rritje më pak e dukshme, megjithëse e konsiderueshme në madhësinë mesatare të grimcave nga 485 në 600 nm u gjet kur përdoret një zgjidhje 5% në vend të një zgjidhjeje PLGA 2%.
Më në fund, PLGA më hidrofile u këmbye për PLA më hidrofobike dhe me peshë molekulare më të ulët pa ndryshime të dukshme në madhësinë mesatare të grimcave dhe shpërndarjen e madhësisë. Nuk u vunë re dallime në morfologjinë e grupeve të ndryshme të grimcave të përgatitura nga tretësira polimer 2%. Ata të gjithë shfaqnin forma të përkryera sferike dhe sipërfaqe të lëmuara (Fig. 3B). Grimcat e bëra nga tretësira 5% PLGA, megjithatë, ishin më pak sferike, shfaqën sipërfaqe pak të rrudhosura dhe shkrirje të dy ose ndonjëherë më shumë grimcave (Fig. 3C).
Tabela 1. Diametri mesatar i nanosferave PLGA50:50 të përgatitura në kushte të ndryshme. Mesatarja e dy grupeve ± devijimi absolut.
Fig. 3: Nanogrimcat PLGA. (A): Shpërndarja e madhësisë së grimcave të përgatitura në përqendrimin e polimerit/ fuqinë e sonikimit prej 2%/32W, 5%/32W dhe 2%/25W%; koha e qëndrimit = 14 s. (B), (C): Fotot SEM të grimcave të përgatitura nga solucione polimer 2 dhe 5%, respektivisht. Koha e qëndrimit = 14 s; fuqia e sonikimit = 32W. Shufrat përfaqësojnë 1 mikron.
Diskutim dhe përfundime
Të qeliza e rrjedhjes tejzanor u zbulua se ishte i përshtatshëm për prodhimin e bazuar në nxjerrjen/avullim me tretës emulsioni të nanosferave polimerike të biodegradueshme. Hulumtimet e ardhshme do të drejtohen drejt shkallëzimit të procesit dhe rritjes së fuqisë hyrëse për të prodhuar emulsione edhe më të imta. Përveç kësaj, përshtatshmëria e qelizës për përgatitjen e ujit në vaj emulsione, p.sh. për përpunim të mëtejshëm në mikrosfera të ngarkuara me ilaçe, do të studiohen.
Letërsia
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, HP; Gander, B.:Një metodë e shpejtë dhe e thjeshtë për prodhimin e nanosferave të biodegradueshme, në: European Cells and Materials Vol. 7. Furnizimi. 2, 2004 (faqe 28)
Ky informacion u prezantua në Shoqatën Zvicerane të Biomaterialeve
Fig. 2: Einer i projektimit Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm konnten vollständig aus einer 2% PLGA-Lösung në 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 emulsioni 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 Gröfenguskurvendverte. 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 beobachtet werden können. Në ihrer Morphologie zeigten die verschiedenen Batches, die eine 2% Polymerlösung enthielten, keine Unterschiede. Alle zeigten perfekte Kugelformen und glatte Oberflächen (Fig. 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.
Fig. 3: Nanopartikeli PLGA. (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
vdes Ultraschall-Durchflusszelle wurde speziell für die Emulsion-Lösungsmittel-Nxjerrja / Avullimi basierte Herstellung von biologisch abbaubare Polimer-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 (zB für Depotarzneimittel).
Literatur
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, HP; Gander, B.:Një metodë e shpejtë dhe e thjeshtë për prodhimin e nanosferave të biodegradueshme, në: European Cells and Materials Vol. 7. Furnizimi. 2, 2004 (faqe 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.