Производња биоразградивих наносфера

Биоразградиве микросфере и наносфере могу се производити у континуираном процесу без контакта и контаминације, који се лако може спроводити у стерилним условима.

Увод

Биоразградиве микросфере и наносфере (MS, NS) од поли(лактид-когликолида) (PLGA) или других материјала представљају веома ефикасне системе за испоруку лекова и антигена, са инхерентним потенцијалом за циљану испоруку лекова и антигена. Постојеће методе производње PLGA NS типични су шаржни процеси код којих повећање обима производње у стерилним условима представља потешкоћу. Овде представљамо нову и елегантну методу производње PLGA наносфера у континуираном процесу без контакта и контаминације, који се лако може спроводити у стерилним условима. Током целокупног производног процеса производ је у непосредном контакту само са стерилним стаклом и цевима од Teflon® материјала. Процес се може спроводити у затвореном систему како би се спречила било каква контаминација из околине.

Шематски приказ поставке за синтезу наночестица без контаминације помоћу Hielscher проточне ћелије Dmini за бесконтактну соникацију

Метода бесконтактне ултразвучне производње наносфера

Наночестице PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) произведене су модификованим поступком екстракције/испаравања растварача. PLGA растворен у дихлорметану (2 или 5%) диспергован је у воденом 0,5% (w/w) раствору PVA помоћу нове експерименталне поставке која укључује проточну ћелију Dmini за бесконтактну ултразвучну обраду. Груба дисперзија уља у води (O/W) најпре је претходно измешана магнетном мешалицом, а затим хомогенизована у бесконтактној ултразвучној проточној ћелији Dmini (однос протока O- и W-фазе био је 1:8). Првобитно формиране нанокапљице раствора PLGA у растварачу постепено су очвршћавале током проласка кроз цеви, постајући PLGA наночестице. Коначно очвршћавање честица постигнуто је у већој запремини 0,5% раствора PVA.

Бесконтактна ултразвучна проточна ћелија Dmini за синтезу наночестица без контаминације

Резултати

Наночестице средњег пречника 485 nm лако су припремљене из 2% раствора PLGA у DCM при снази соникације од 32W (Таб. 1). Расподела величине била је унимодална, са благо израженим репом (Сл. 3A). Величине наночестица кретале су се од 175 до 755 nm према 10. и 90. перцентилу. Поновљивост производног процеса била је доследно добра, што се огледало у само незнатној варијабилности средњег пречника честица. Смањење Табела 1. Средњи пречник наносфера PLGA50:50 припремљених у различитим условима. Средња вредност за две шарже ± апсолутно одступање.[/caption]

На крају је хидрофилнији PLGA замењен хидрофобнијим PLA мање молекулске масе, без приметних промена средње величине честица и расподеле величине. Нису уочене разлике у морфологији различитих шаржи честица припремљених из 2% раствора полимера. Све су имале савршено сферичне облике и глатке површине (Сл. 3B). Међутим, честице добијене из 5% раствора PLGA биле су мање сферичне, имале су благо наборане површине и показивале срастање двеју или понекад више честица (Сл. 3C).

Сл. 3: PLGA наночестице. (A): Расподела величине честица припремљених при концентрацији полимера/ снази соникације од 2%/ 32W, 5%/ 32W и 2%/ 25W%; време задржавања = 14 s. (B),(C): SEM снимци честица припремљених из 2 и 5% раствора полимера, редом. Време задржавања = 14s; снага соникације = 32W. Линије размере представљају 1 микрон.
(Истраживање и слике: © Freitas et al., 2006)

Дискусија и закључак

Утврђено је да је ултразвучна проточна ћелија веома погодна за производњу биоразградивих полимерних наносфера засновану на екстракцији/испаравању растварача из емулзије. Будућа истраживања биће усмерена на повећање обима процеса и улазне снаге ради добијања још финијих емулзија. Поред тога, испитаће се погодност ћелије за припрему емулзија воде у уљу, нпр. за даљу прераду у микросфере са инкапсулираним леком.

Литература

• 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.