Производња биоразградивих наносфера

Биоразградиве микро- и наносфере могу се производити у континуираном процесу без контакта и контаминације који се може лако покренути у стерилним условима.

Увод

Biodegradable micro- and nanospheres (MS, NS) made of poly(lactide-coglycolide) (PLGA) or other materials are very potent drug and antigen delivery systems with inherent potential for drug and antigen targeting. Present methods to produce PLGA NS are typical batch processes and suffer from difficulties of upscaling under sterile conditions. Here, we present a novel and elegant method to produce PLGA nano-spheres in a continuous, contact- and contamination-free process that can be readily run under sterile conditions. During the entire manufacturing process, the product is in direct contact only with sterile glass and Teflon® tubes. The process can be run in a closed system to prevent any environmental contamination.

Шема подешавања за синтезу нанчестица без контаминације помоћу Хиелсцхерове бесконтактне соникације проточне ћелије Дмини

Метода ултразвучне производње нано-сфера без контакта

PLGA50:50 nanoparticles (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) were produced using a modified solvent extraction/evaporation process. PLGA dissolved in dichloromethane (2 or 5%) was dispersed in aqueous 0.5% (w/w) PVA-solution by means of the novel experimental set-up involving a contact-free flow-through ultrasonication cell Dmini. The coarse O/W-dispersion was first premixed by a magnetic stirrer and then homogenized in the contact-free ultrasonic flow-through cell Dmini (flow rates of O- and W-phases were at 1:8). The initially formed PLGA-solvent nanodroplets gradually solidified during the passage in the tubes to become PLGA nanoparticles. Final hardening of the particles was achieved in a larger volume of 0.5% PVA solution.

Ултразвучна бесконтактна проточна ћелија Дмини за синтезу наночестица без контаминације

Резултати

Наночестице средњег пречника од 485 нм су лако припремљене из 2% раствора ПЛГА у ДЦМ-у при снази ултразвука од 32 В (Таб. 1). Дистрибуција величине је била мономодална са благим заостајањем (слика 3А). Величине наночестица су се прошириле од 175 до 755 нм према 10 и 90% перцентила. Поновљивост производног процеса је била константно добра, што се огледа само у малој варијабилности у средњем пречнику честица. Спуштање Табела 1. Просечни пречник PLGA50:50 наносфера припремљених под различитим условима. Просек од две серије ± апсолутна девијација.[/caption]

Коначно, хидрофилнији ПЛГА је замењен за хидрофобнији ПЛА са нижом молекулском тежином без приметних промена у средњој величини честица и дистрибуцији величине. Нису уочене разлике у морфологији различитих серија честица припремљених од 2% раствора полимера. Сви су имали савршено сферичне облике и глатке површине (слика 3Б). Честице направљене од 5% раствора ПЛГА, међутим, биле су мање сферичне, имале су благо наборане површине и фузије две или понекад више честица (слика 3Ц).

Слика 3: ПЛГА наночестице. (А): Расподела величина честица припремљених при концентрацији полимера/моћи ултразвука од 2%/32В, 5%/32В и 2%/25В%; време задржавања = 14 с. (Б), (Ц): СЕМ слике честица припремљених од 2 и 5% раствора полимера, респективно. Време боравка = 14с; снага соникације = 32В. Шипке представљају 1 микрон.
(Студија и слике: © Фреитас ет ал., 2006)

Дискусија и Закључак

Ултразвучна проточна ћелија се показала као веома погодна за производњу биоразградивих полимерних наносфера на бази екстракције/испаравања емулзије-растварача. Будућа истраживања ће бити усмерена на скалирање процеса и повећање улаза енергије ради добијања још финијих емулзија. Поред тога, изучаваће се погодност ћелије за припрему емулзија вода-у-улују, нпр. за даљу прераду у микро-сфере натоварене лековима.

Књижевност