การผลิตนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ

ไมโครและนาโนสเฟียร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพสามารถผลิตได้ในกระบวนการที่ต่อเนื่อง ปราศจากการสัมผัสและการปนเปื้อน ซึ่งสามารถทํางานได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ

แนะ นำ

ไมโครสเฟียร์และนาโนสเฟียร์ (MS, NS) ที่สามารถสลายตัวได้ทางชีวภาพ ซึ่งทำจากโพลี(แลคไทด์-โคไกลโคลิด) (PLGA) หรือวัสดุอื่น ๆ เป็นระบบส่งยาและแอนติเจนที่มีประสิทธิภาพสูงมาก และมีศักยภาพโดยธรรมชาติในการกำหนดเป้าหมายยาและแอนติเจน วิธีการผลิต PLGA NS ที่มีอยู่ในปัจจุบันเป็นกระบวนการแบบแบทช์ทั่วไป และประสบปัญหาในการขยายขนาดการผลิตภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ในที่นี้ เราเสนอวิธีการใหม่และเรียบง่ายในการผลิตนาโนสเฟียร์ PLGA ในกระบวนการต่อเนื่อง ปราศจากการสัมผัสและปนเปื้อน ซึ่งสามารถดำเนินการได้อย่างง่ายดายภายใต้สภาวะปลอดเชื้อ ตลอดกระบวนการผลิตทั้งหมด ผลิตภัณฑ์จะสัมผัสโดยตรงกับเพียงแก้วปลอดเชื้อและท่อ Teflon® เท่านั้น กระบวนการนี้สามารถดำเนินการในระบบปิดเพื่อป้องกันการปนเปื้อนจากสิ่งแวดล้อม

แผนการติดตั้งสำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนโดยไม่มีการปนเปื้อน โดยใช้เซลล์ไหลแบบไม่สัมผัส (non-contact) Dmini ของ Hielscher

วิธีการผลิตนาโนสเฟียร์แบบไม่สัมผัสด้วยคลื่นอัลตราโซนิก

อนุภาคนาโน PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) ได้รับการผลิตโดยใช้กระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลาย/การระเหยที่ปรับปรุงแล้ว PLGA ที่ละลายในไดคลอโรเมทาน (2 หรือ 5%) ถูกกระจายในสารละลาย PVA 0.5% (w/w) ในน้ำ โดยใช้ระบบทดลองแบบใหม่ที่ประกอบด้วยเซลล์อัลตราโซนิกแบบไหลผ่านโดยไม่สัมผัส Dmini การกระจายตัวแบบ O/W ที่หยาบถูกผสมล่วงหน้าด้วยเครื่องกวนแม่เหล็ก ก่อนที่จะถูกทำให้เป็นเนื้อเดียวกันในเซลล์อัลตราโซนิกแบบไหลผ่านโดยไม่สัมผัส Dmini (อัตราการไหลของเฟส O และ W อยู่ที่ 1:8) หยดนาโน PLGA-ตัวทำละลายที่ก่อตัวขึ้นในขั้นต้นจะแข็งตัวอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างการไหลผ่านท่อ จนกลายเป็นอนุภาคนาโน PLGA การแข็งตัวขั้นสุดท้ายของอนุภาคเกิดขึ้นในปริมาตรที่ใหญ่ขึ้นของสารละลาย PVA 0.5%

เซลล์ไหลแบบอัลตราโซนิกไม่สัมผัส Dmini สำหรับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนที่ปราศจากสิ่งปนเปื้อน

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 ตาราง 1. เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของนาโนสเฟียร์ PLGA50:50 ที่ผลิตภายใต้เงื่อนไขต่าง ๆ ค่าเฉลี่ยของสองชุด ± ค่าเบี่ยงเบนสัมบูรณ์.[/caption]

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

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
(การศึกษาและรูปภาพ: © Freitas et al., 2006)

การอภิปรายและข้อสรุป

พบว่าเซลล์ไหลผ่านด้วยคลื่นอัลตราโซนิกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตนาโนสเฟียร์โพลิเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ โดยใช้กระบวนการสกัด/การระเหยด้วยอิมัลชันและตัวทำละลาย การวิจัยในอนาคตจะมุ่งเน้นไปที่การขยายขนาดกระบวนการและเพิ่มกำลังไฟฟ้าที่ใช้ เพื่อให้ได้อิมัลชันที่มีอนุภาคละเอียดยิ่งขึ้น นอกจากนี้ จะศึกษาความเหมาะสมของเซลล์นี้ในการเตรียมอิมัลชันแบบน้ำในน้ำมัน (water-in-oil emulsions) เช่น เพื่อนำไปแปรรูปต่อเป็นไมโครสเฟียร์ที่บรรจุยา

วรรณกรรม