Biyobozunur Nanoküreler Üretmek
Biyobozunur mikro ve nanosferler, steril koşullar altında kolayca çalıştırılabilen sürekli, temassız ve kontaminasyonsuz bir süreçte üretilebilir.
Giriş
Poli (laktid-koglikolid) (PLGA) veya diğer malzemelerden yapılmış biyobozunur mikro ve nanoküreler (MS, NS), ilaç ve antijen hedefleme için doğal potansiyele sahip çok güçlü ilaç ve antijen dağıtım sistemleridir. PLGA NS üretmek için mevcut yöntemler tipik parti bazlı proseslerdir ve steril koşullar altında ölçek büyütme zorluklarından muzdariptir. Burada, PLGA NS'yi sürekli, temas halinde ve sürekli olarak üretmek için yeni ve zarif bir yöntem sunuyoruz. Kontaminasyonsuz proses steril koşullar altında kolayca çalıştırılabilir. Tüm üretim süreci boyunca, ürün sadece steril cam ve Teflon® tüplerle doğrudan temas halindedir. İşlem, herhangi bir çevresel kirlenmeyi önlemek için kapalı bir sistemde çalıştırılabilir.
Yöntemler
PLGA50:50 nanopartikülleri (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim), modifiye edilmiş bir solvent ekstraksiyon/buharlaştırma prosesi kullanılarak üretilmiştir [1]. Diklorometan (% 2 veya% 5) içinde çözünen PLGA, temassız bir akış içeren yeni deney düzeneği vasıtasıyla sulu% 0.5 (a / a) PVA çözeltisi içinde dağıtıldı ultrasonikasyon hücresi. Kaba O / W dispersiyonu önce manyetik bir karıştırıcı ile önceden karıştırıldı ve daha sonra homojenize edildi. ultrasonik akış hücresi (O ve W fazlarının akış hızları 1: 8 idi). Başlangıçta oluşan PLGA-çözücü nanodamlacıklar, PLGA nanopartikülleri haline gelmek için tüplerdeki geçiş sırasında yavaş yavaş katılaştı. Parçacıkların nihai sertleşmesi, daha büyük bir hacimde% 0.5 PVA çözeltisinde elde edildi.
Şekil 1: PLGA nanosferlerinin üretimi için deney düzeneği
Şekil 2: Tasarımı ultrasonik akış hücresi
Sonuç -ları
Ortalama çapı 485 nm olan nanopartiküller, 32W sonikasyon gücünde DCM'de% 2'lik bir PLGA çözeltisinden kolayca hazırlandı (Tab. 1). Boyut dağılımı, hafif bir kuyruk ile tek modlu idi (Şekil 3A). Nanopartikül boyutları, ve 90% yüzdelik dilimlere göre 175 ila 755 nm arasında genişledi. Üretim prosesinin tekrarlanabilirliği, ortalama partikül çapındaki yalnızca küçük değişkenlik ile yansıtıldığı gibi, sürekli olarak iyiydi. Düşürme emülsiyonlar Sonik alanda 14'ten 7 saniyeye kadar kalma süresi, nanoparçacık boyutu üzerinde sadece küçük bir etkiye sahipti. Bununla birlikte, sonikasyon gücünün 32'den 25W'a düşürülmesi, boyut dağılım eğrisinin daha belirgin bir şekilde kuyruğuna bağlı olarak, ortalama parçacık boyutunun 485'ten 700nm'ye önemli bir artışına neden oldu (Şekil 3A). % 2 PLGA çözeltisi yerine% 5'lik bir PLGA çözeltisi kullanıldığında, ortalama partikül boyutunda 485 ila 600 nm arasında daha az belirgin olsa da önemli bir artış bulundu.
Son olarak, daha hidrofilik PLGA, partikül ortalama boyutu ve boyut dağılımında gözle görülür değişiklikler olmaksızın daha hidrofobik ve daha düşük moleküler ağırlıklı PLA ile değiştirildi. % 2 polimer çözeltilerinden hazırlanan farklı partikül partilerinin morfolojisinde herhangi bir fark gözlenmemiştir. Hepsi mükemmel küresel şekiller ve pürüzsüz yüzeyler sergiledi (Res. 3B). Bununla birlikte,% 5'lik PLGA çözeltisinden yapılan parçacıklar daha az küreseldi, hafif buruşuk yüzeyler ve iki veya bazen daha fazla parçacığın füzyonlarını gösterdi (Şekil 3C).
Tablo 1. Farklı koşullar altında hazırlanmış PLGA50:50 nanokürelerin ortalama çapı. Mutlak sapma ± iki partinin ortalaması.
Şekil 3: PLGA nanopartikülleri. (A): % 2 / 32W,% 5 / 32W ve% 2 / 25W polimer konsantrasyonu / sonikasyon gücünde hazırlanan parçacıkların boyut dağılımı; kalma süresi = 14 s. (B),(C): Sırasıyla% 2 ve% 5 polimer çözeltilerinden hazırlanan parçacıkların SEM resimleri. Kalış süresi = 14s; sonikasyon gücü = 32W. Çubuklar 1 mikronu temsil eder.
Tartışma ve Sonuçlar
bu ultrasonik akış hücresi biyolojik olarak parçalanabilen polimerik nanokürelerin emülsiyon-çözücü ekstraksiyonu/buharlaştırma bazlı üretimi için çok uygun olduğu bulunmuştur. Gelecekteki araştırmalar, süreci ölçeklendirmeye ve daha da ince emülsiyonlar elde etmek için güç girdisini artırmaya yönlendirilecektir. Ek olarak, hücrenin yağda su hazırlanması için uygunluğu Emülsiyon, örneğin ilaç yüklü mikroküreciklere daha fazla işlem yapmak için çalışılacaktır.
Edebiyat
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Biyobozunur Nanoküreler Üretmek İçin Hızlı ve Basit Bir Yöntem, içinde: Avrupa Hücreleri ve Malzemeleri Cilt 7. Ek 2, 2004 (sayfa 28)
Bu bilgi İsviçre Biyomalzemeler Derneği'nde sunuldu
Şekil 2: Design einer Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm könnten vollständig aus einer 2% PLGA-Lösung in DCM bei 32W Beschallungsleistung gewonnen werden (Tab. 1). Die Größenverteilung zeigt sich monomodal mit einem leicht verzögertem Auslaufen der Kurve (Fig. 3A). Entsprechend des Perzentilwertes von 10 und 90% erstreckte sich die Nanopartikelgröße von 175 bis 755nm. Die Wiederholbarkeit des Produktionsprozesses war durchwegs gut, was auf die nur geringe Variabilität des durchschnittlichen Partikeldurchmessers zurückzuführen ist. Eine Verringerung der Beschallungszeit, bei der die Emülsiyon statt 14 nur noch 7 Sekunden dem Ultraschallfeld ausgesetzt wird, hat nur wenig Auswirkung auf die Größe der Nanopartikel. Ein Herabsetzen der Beschallungsleistung von 32 auf 25W bewirkt hingegen einen beträchtlichen Anstieg des durchschnittlichen Partikeldurchmessers von 485 auf 700nm, der durch ein deutlicheres Verschieben der Größenverteilungskurve hervorgerufen wird (Fig. 3A). Ein nicht so markanter, aber trotzdem beachtenswerter Anstieg der durchschnittlichen Partikelgröße von 485 auf 600nm könnte festgestellt werden, wenn anstatt einer 2% eine 5% PLGA-Lösung verwendet wurde. Abschließend wurde das hydrophile PLGA gegen das hydrophobe PLA, welches zudem ein niedrigereres Molekulergewicht aufweist, ausgetauscht, wobei allerdings keine bemerkenswerten Veränderungen bezüglich der durchnittlichen Partikelgröße und der Größenverteilung beobachtet werden können. In ihrer Morphologie zeigten die verschiedenen Batches, die eine 2% Polymerlösung enthielten, keine Unterschiede. Alle zeigten perfekte Kugelformen und glatte Oberflächen (Fig. 3B). Die Partikel aus einer 5% PLGA-Lösung zeigen hingegen weniger perfekte Kugelformen, wiesen leicht faltige Oberflächen und Fusionen zwei oder mehrerer Partikel auf (Fig. 3C).
Tabelle 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
Şekil 3: PLGA Nanopartikel. (A): Größenverteilung bei Partikeln, die bei einer Polymerkonzentration/Beschallungsintensität von 2%/ 32W, 5%/ 32W und 2%/ 25W; Verweilzeit = 14 s. (B),(C): SEM Bilder der Partikel, die aus 2% bzw. 5% Polymerlösungen vorbereitet wurden. Verweilzeit = 14s; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussión und Schlussfolgerung
ölmek Ultraschall-Durchflusszelle wurde speziell für die Emulsion-Lösungsmittel-Extraktion / Evaporation basierte Herstellung von biologisch abbaubaren Polymer-Nanosphären entworfen. Die zukünftige Forschung auf diesem Gebiet wird auf ein Scale-up des Prozesses ausgerichtet sein, ebenso wie auf eine Steigerung des Leistungseintrages, um noch feinere Emulsionen zu erhalten. Zudem wird Zelle auf ihre Tauglichkeit bei der Herstellung von Wasser-in-Öl-Emülsiyonen Untersucht, Z. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
Edebiyat
Freitas, S.; Hielscher, G.; Merkle, H. P.; Gander, B.:Biyobozunur Nanoküreler Üretmek İçin Hızlı ve Basit Bir Yöntem, içinde: Avrupa Hücreleri ve Malzemeleri Cilt 7. Ek 2, 2004 (sayfa 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.