Biyobozunur Nanokürelerin Üretimi

Biyobozunur mikro ve nanoküreler, steril koşullarda kolaylıkla yürütülebilen sürekli, temassız ve kontaminasyonsuz bir prosesle üretilebilir.

Giriş

poly(lactide-coglycolide) (PLGA) veya diğer malzemelerden yapılan biyobozunur mikro ve nanoküreler (MS, NS), ilaçların ve antijenlerin hedeflenmesi için doğaları gereği potansiyel taşıyan, çok etkili ilaç ve antijen taşıma sistemleridir. PLGA NS üretiminde kullanılan mevcut yöntemler, tipik kesikli proseslerdir ve steril koşullarda ölçek büyütme güçlükleri taşır. Burada, PLGA nanokürelerini steril koşullarda kolaylıkla yürütülebilen sürekli, temassız ve kontaminasyonsuz bir prosesle üretmek için yeni ve zarif bir yöntem sunuyoruz. Üretim prosesinin tamamı boyunca ürün, yalnızca steril cam ve Teflon® tüplerle doğrudan temas eder. Çevresel kaynaklı herhangi bir kontaminasyonu önlemek için proses kapalı bir sistemde yürütülebilir.

Hielscher Dmini temassız sonikasyon akış hücresi kullanılarak nanoparçacıkların kontaminasyonsuz sentezine yönelik düzenek şeması

Ultrasonik Temassız Nanoküre Üretim Yöntemi

PLGA50:50 nanoparçacıkları (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim), modifiye edilmiş bir çözücü ekstraksiyonu/buharlaştırma prosesi kullanılarak üretildi. Diklorometanda çözünmüş PLGA (%2 veya 5), Dmini temassız, içinden akışlı ultrasonikasyon hücresini içeren yeni deney düzeneği aracılığıyla sulu %0,5 (w/w) PVA çözeltisinde disperse edildi. Kaba O/W dispersiyonu önce bir manyetik karıştırıcıyla ön karıştırmaya tabi tutuldu, ardından Dmini temassız, içinden akışlı ultrasonik hücresinde homojenize edildi (O ve W fazlarının debileri 1:8 oranındaydı). Başlangıçta oluşan PLGA-çözücü nanodamlacıkları, tüplerden geçiş sırasında kademeli olarak katılaşarak PLGA nanoparçacıklarına dönüştü. Parçacıkların son sertleşmesi, daha büyük hacimdeki %0,5 PVA çözeltisinde sağlandı.

Kontaminasyonsuz nanoparçacık sentezi için Dmini ultrasonik temassız akış hücresi

Sonuçlar

Ortalama çapı 485 nm olan nanoparçacıklar, DCM içindeki %2 PLGA çözeltisinden 32W sonikasyon gücünde kolaylıkla hazırlandı (Tablo 1). Boyut dağılımı, hafif bir kuyruklanmayla tek modluydu (Şek. 3A). Nanoparçacık boyutları, %10 ve 90 yüzdelik dilimlerine göre 175 ile 755 nm arasında değişiyordu. Ortalama parçacık çapındaki yalnızca küçük değişkenliğin de gösterdiği gibi, üretim prosesinin tekrarlanabilirliği tutarlı biçimde iyiydi. Azaltılması Tablo 1. Farklı koşullarda hazırlanan PLGA50:50 nanokürelerinin ortalama çapı. İki partinin ortalaması ± mutlak sapma.[/caption]

Son olarak, daha hidrofilik PLGA yerine daha hidrofobik ve daha düşük molekül ağırlıklı PLA kullanıldığında, parçacıkların ortalama boyutunda ve boyut dağılımında fark edilir bir değişiklik olmadı. %2 polimer çözeltilerinden hazırlanan farklı parçacık partilerinin morfolojisinde herhangi bir fark gözlenmedi. Hepsi kusursuz küresel şekiller ve pürüzsüz yüzeyler sergiledi (Şek. 3B). Ancak %5 PLGA çözeltisinden yapılan parçacıklar daha az küreseldi, hafif kırışık yüzeyler sergiledi ve iki veya bazen daha fazla parçacığın kaynaştığı görüldü (Şek. 3C).

Şek. 3: PLGA nanoparçacıkları. (A): %2/ 32W, %5/ 32W ve %2/ 25W% polimer konsantrasyonu/ sonikasyon gücünde hazırlanan parçacıkların boyut dağılımı; kalış süresi = 14 s. (B),(C): Sırasıyla %2 ve 5 polimer çözeltilerinden hazırlanan parçacıkların SEM görüntüleri. Kalış süresi = 14s; sonikasyon gücü = 32W. Ölçek çubukları 1 mikronu temsil eder.
(Çalışma ve görüntüler: © Freitas et al., 2006)

Tartışma ve Sonuç

İçinden akışlı ultrasonik hücrenin, emülsiyon–çözücü ekstraksiyonu/buharlaştırmasına dayalı biyobozunur polimerik nanoküre üretimine oldukça uygun olduğu saptandı. Gelecekteki araştırmalar, daha da ince emülsiyonlar elde etmek için prosesin ölçeğini büyütmeye ve güç girdisini artırmaya yönelik olacaktır. Ayrıca hücrenin, örneğin daha sonra ilaç yüklü mikrokürelere dönüştürülmek üzere yağ içinde su emülsiyonlarının hazırlanmasına uygunluğu incelenecektir.

Kaynakça

• 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.