Biologiskt nedbrytbara mikro-och nanosfärer kan framställas i en kontinuerlig, kontakt-och kontaminations fri process som lätt kan köras under sterila förhållanden.

Införandet

Biologiskt nedbrytbar mikro-och nanospheres (MS, NS) tillverkad av poly (lactide-coglykolid) (PLGA) eller andra material är mycket potenta läkemedel och antigen leverans system med inneboende potential för drog-och antigen inriktning. Nuvarande metoder för att producera PLGA NS är typiska batchprocesser och lider av svårigheter med uppskalning under sterila förhållanden. Här presenterar vi en ny och elegant metod för att tillverka PLGA NS i en kontinuerlig, kontakt-och kontaminations fri process som lätt kan köras under sterila förhållanden. Under hela tillverknings processen är produkten i direkt kontakt endast med sterilt glas och Teflon® rör. Processen kan köras i ett slutet system för att förhindra miljö förorening.

Metoder

PLGA50:50 nanopartiklar (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) producerades med hjälp av en modifierad lösning för extraktion/avdunstning [1]. PLGA upplöst i diklormetan (2 eller 5%) dispergerades i vattenhaltiga 0,5% (w/w) PVA-lösning med hjälp av en ny experimentell uppsättning med ett kontaktfritt flöde genom ultraljud cell. Den grova O/W-dispersion var först färdigblandad av en magnetisk omrörare och sedan homogeniseras i ultraljud genomflöde cell (flödes hastigheter på O-och W-faser var vid 1:8). Den initialt bildade PLGA-lösningsmedelnanodroppar successivt stelnat under passagen i rören för att bli PLGA nanopartiklar. Slutlig härdning av partiklarna uppnåddes i en större volym av 0,5% PVA lösning.

Fig. 1: experimentell uppsättning för produktion av PLGA nanospheres

Fig. 2: utformning av ultraljud genomflöde cell

Resultat

Nanopartiklar med en genomsnittlig diameter på 485 nm var lätt beredda från en 2% PLGA lösning i DCM på 32W ultraljudsbehandling effekt (tab. 1). Storleks fördelningen var mono-modal med en lätt tailing (Fig. 3A). Nanopartikel storlekar förlängdes från 175 till 755 nm enligt 10 och 90% percentiler. Repeterbarheten av produktions processen var genomgående god, vilket återspeglas av endast mindre variationer i den genomsnittliga partikel diametern. Sänkning av emulsion ' s uppehålls tid i Sonic fält från 14 till 7s hade endast en liten inverkan på nanopartiklar storlek. En minskning av ultraljudsbehandling makt från 32 till 25W, dock resulterade i en betydande ökning av den genomsnittliga partikel storlek från 485 till 700nm, orsakad av en mer uttalad tailing av storleks fördelnings kurvan (Fig. 3A). En mindre framträdande, men signifikant ökning av den genomsnittliga partikel storlek från 485 till 600 Nm hittades när du använder en 5% i stället för en 2% PLGA lösning.

Slutligen, den mer hydrofila PLGA utbyttes för mer hydrofoba och lägre molekyl vikt PLA utan märkbara förändringar i partikel medel storlek och storleks fördelning. Inga skillnader observerades i morfologin hos de olika partier av partiklar som framställts av 2% polymerlösningar. De uppvisade alla perfekt sfäriska former och släta ytor (Fig. 3B). Partiklarna tillverkade av 5% PLGA lösning var dock mindre sfäriska, visade något rynklig ytor, och fusioner av två eller ibland fler partiklar (Fig. 3C).

I tabell 1. Genomsnittlig diameter på PLGA50:50 nanosfärer beredda under olika förhållanden. Medelvärde av två partier ± absolut avvikelse.

Fig. 3: PLGA nanopartiklar. (A): storleks fördelning av partiklar beredda på polymerkoncentration/ultraljudsbehandling effekt av 2%/ 32W, 5%/ 32W och 2%/ 25W%; uppehålls tid = 14 s. (B), (C): SEM bilder av partiklar beredda från 2 och 5% polymerlösningar, respektive. Uppehålls tid = 14s; ultraljudsbehandling makt = 32W. Staplarna representerar 1 Micron.

Diskussion och satser

De ultraljud genomflöde cell befanns vara väl lämpad för extraktion med emulsionsvätska/avdunstning baserad produktion av biologiskt nedbrytbara polymera nanosfärer. Framtida forskning kommer att inriktas på att skala upp processen och öka effekten input för att ge ännu finare emulsioner. Dessutom är cellens lämplighet för beredning av vatten-i-olja- emulsioner, t. ex. för vidare bearbetning till narkotikarelaterade mikrosfärer, kommer att studeras.

Litteratur

Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:En snabb och enkel metod för att producera biologiskt nedbrytbar Nanospheres, i: Europeiska celler och material Vol. 7. Suppl. 2, 2004 (sida 28)

Denna information presenterades vid Swiss Society of biomaterial