การผลิตนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ไมโครและนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสามารถผลิตได้ในกระบวนการที่ต่อเนื่อง ปราศจากการสัมผัสและการปนเปื้อน ซึ่งสามารถทํางานได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ

แนะ นำ

ไมโครและนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ (MS, NS) ที่ทําจากโพลี (แลคไทด์-โคไกลโคไรด์) (PLGA) หรือวัสดุอื่นๆ เป็นระบบส่งยาและแอนติเจนที่มีศักยภาพมากที่มีศักยภาพในการกําหนดเป้าหมายยาและแอนติเจน วิธีการในการผลิต PLGA NS ในปัจจุบันเป็นกระบวนการแบทช์ทั่วไปและประสบปัญหาในการเพิ่มสเกลภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ในที่นี้ เรานําเสนอวิธีการใหม่และสง่างามในการผลิต PLGA NS อย่างต่อเนื่อง กระบวนการปนเปื้อน ที่สามารถทํางานได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ในระหว่างกระบวนการผลิตทั้งหมดผลิตภัณฑ์จะสัมผัสโดยตรงกับแก้วปลอดเชื้อและหลอดเทฟลอน®เท่านั้น กระบวนการนี้สามารถทํางานในระบบปิดเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อม

วิธี

อนุภาคนาโน PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) ถูกผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการสกัด/ระเหยตัวทําละลายที่ดัดแปลง [1] PLGA ที่ละลายในไดคลอโรมีเทน (2 หรือ 5%) ถูกกระจายตัวในสารละลาย PVA ขนาด 0.5% (w/w) ในน้ําโดยใช้การตั้งค่าการทดลองแบบใหม่ที่เกี่ยวข้องกับการไหลผ่านแบบไม่ต้องสัมผัส เซลล์อัลตราโซนิก. การกระจายตัว O / W หยาบถูกผสมล่วงหน้าก่อนโดยเครื่องกวนแม่เหล็กแล้วทําให้เป็นเนื้อเดียวกันใน เซลล์ไหลผ่านอัลตราโซนิก (อัตราการไหลของเฟส O และ W อยู่ที่ 1:8) หยดนาโนตัวทําละลาย PLGA ที่เกิดขึ้นในตอนแรกจะค่อยๆแข็งตัวในระหว่างทางเดินในท่อเพื่อกลายเป็นอนุภาคนาโน PLGA การชุบแข็งขั้นสุดท้ายของอนุภาคทําได้ในสารละลาย PVA 0.5% ในปริมาณที่มากขึ้น

รูปที่ 1: การตั้งค่าการทดลองสําหรับการผลิตนาโนสเฟียร์ PLGA

รูปที่ 2: การออกแบบ เซลล์ไหลผ่านอัลตราโซนิก

ผลลัพธ์

อนุภาคนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 485 นาโนเมตรถูกเตรียมจากสารละลาย PLGA 2% ใน DCM ที่กําลังโซนิเคชั่น 32W (แท็บ 1) การกระจายขนาดเป็นโมโนโมดอลที่มีหางเล็กน้อย (รูปที่ 3A) ขนาดอนุภาคนาโนขยายจาก 175 เป็น 755 นาโนเมตรตามเปอร์เซ็นไทล์ 10 และ 90% ความสามารถในการทําซ้ําของกระบวนการผลิตนั้นดีอย่างสม่ําเสมอ ซึ่งสะท้อนให้เห็นจากความแปรปรวนเพียงเล็กน้อยในเส้นผ่านศูนย์กลางอนุภาคเฉลี่ย การลดระดับ อิมัลชันของ เวลาพํานักในสนามโซนิคตั้งแต่ 14 ถึง 7 วินาทีมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อขนาดอนุภาคนาโน อย่างไรก็ตาม การลดกําลัง sonication จาก 32 เป็น 25W ส่งผลให้ขนาดอนุภาคเฉลี่ยเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญจาก 485 เป็น 700nm ซึ่งเกิดจากการหางที่เด่นชัดมากขึ้นของเส้นโค้งการกระจายขนาด (รูปที่ 3A) พบขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญจาก 485 เป็น 600 นาโนเมตรเมื่อใช้สารละลาย PLGA 5% แทนที่จะเป็น 2%

ในที่สุด PLGA ที่ชอบน้ํามากขึ้นก็ถูกแลกเปลี่ยนเป็น PLA ที่ไม่ชอบน้ําและมีน้ําหนักโมเลกุลต่ํากว่าโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดในขนาดเฉลี่ยและการกระจายขนาด ไม่พบความแตกต่างในสัณฐานวิทยาของอนุภาคชุดต่างๆ ที่เตรียมจากสารละลายพอลิเมอร์ 2% พวกเขาทั้งหมดแสดงรูปทรงกลมที่สมบูรณ์แบบและพื้นผิวเรียบ (รูปที่ 3B) อย่างไรก็ตาม อนุภาคที่ทําจากสารละลาย PLGA 5% มีทรงกลมน้อยกว่า แสดงพื้นผิวที่ย่นเล็กน้อย และการหลอมรวมของอนุภาคสองอนุภาคหรือมากกว่านั้นในบางครั้ง (รูปที่ 3C)

ตารางที่ 1 เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของนาโนสเฟียร์ PLGA50:50 ที่เตรียมภายใต้สภาวะที่แตกต่างกัน ค่าเฉลี่ยของสองชุด±ส่วนเบี่ยงเบนสัมบูรณ์

รูปที่ 3: อนุภาคนาโน PLGA (A): การกระจายขนาดของอนุภาคที่เตรียมไว้ที่ความเข้มข้นของพอลิเมอร์ / กําลัง sonication ของ 2% / 32W, 5% / 32W และ 2% / 25W%; เวลาพํานัก = 14 วินาที (B),(C): ภาพ SEM ของอนุภาคที่เตรียมจากสารละลายโพลีเมอร์ 2 และ 5% ตามลําดับ เวลาพํานัก = 14 วินาที; กําลังโซนิเคชั่น = 32W แท่งแสดงถึง 1 ไมครอน

การอภิปรายและข้อสรุป

พื้นที่ เซลล์ไหลผ่านอัลตราโซนิก พบว่าเหมาะอย่างยิ่งสําหรับการสกัดอิมัลชัน / การผลิตการระเหยของนาโนสเฟียร์พอลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ การวิจัยในอนาคตจะมุ่งไปที่การขยายกระบวนการและเพิ่มกําลังไฟฟ้าเพื่อให้ได้อิมัลชันที่ละเอียดยิ่งขึ้น นอกจากนี้ความเหมาะสมของเซลล์สําหรับการเตรียมน้ําในน้ํามัน อิมัลชันตัวอย่างเช่นสําหรับการประมวลผลเพิ่มเติมเป็นไมโครสเฟียร์ที่บรรจุยาจะได้รับการศึกษา

วรรณกรรม

เฟรตัส, เอส.; ฮิลเชอร์, จี.; เมอร์เคิล, เอชพี; แกนเดอร์ บี.:วิธีที่รวดเร็วและง่ายดายในการผลิตนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพใน: เซลล์และวัสดุยุโรป Vol. 7 Suppl. 2, 2004 (หน้า 28)

ข้อมูลนี้นําเสนอที่สมาคมวัสดุชีวภาพแห่งสวิส