Виробництво біорозкладних наносфер
Біорозкладані мікро- та наносфери можуть бути отримані в безперервному процесі, вільному від контакту та забруднення, який можна легко запускати в стерильних умовах.
Введення
Біодеградуючі мікро- та наносфери (MS, NS), виготовлені з полі(лактид-когліколіду) (PLGA) або інших матеріалів, є дуже потужними системами доставки ліків та антигенів з властивим потенціалом для націлювання на ліки та антигени. Існуючі методи виробництва PLGA NS є типовими періодичними процесами і страждають від труднощів збільшення масштабу в стерильних умовах. Тут ми представляємо новий та елегантний метод виробництва PLGA NS у безперервному, контактному та Процес без забруднення які можна легко запускати в стерильних умовах. Під час всього процесу виготовлення виріб безпосередньо контактує тільки зі стерильним склом і тефлоновими® трубками. Процес можна запускати в закритій системі, щоб запобігти будь-якому забрудненню навколишнього середовища.
Методи
Наночастинки PLGA50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) були отримані за допомогою модифікованого процесу екстракції/випаровування розчинника [1]. PLGA, розчинений у дихлорметані (2 або 5%), був диспергований у водному 0,5% (w/w) розчині PVA за допомогою нової експериментальної установки, що включає безконтактний прохід Ультразвукова клітина. Грубу O/W-дисперсію спочатку попередньо перемішували магнітною мішалкою, а потім гомогенізували в Ультразвукова проточна комірка (швидкості потоку О- і W-фаз були на рівні 1:8). Спочатку сформовані нанокраплі PLGA-розчинника поступово тверднуть під час проходження в трубках, перетворюючись на наночастинки PLGA. Остаточне затвердіння частинок досягалося в більшому обсязі 0,5% розчину ПВА.
Рисунок 1: Експериментальна установка для виробництва наносфер PLGA
Рисунок 2: Конструкція Ультразвукова проточна комірка
Результатів
Наночастинки із середнім діаметром 485 нм були легко приготовлені з 2% розчину PLGA в ДКМ при потужності звуку 32 Вт (табл. 1). Розподіл розмірів був мономодальним з незначним хвостом (рис. 3А). Розміри наночастинок розширені від 175 до 755 нм відповідно до перцентиля 10 і 90%. Повторюваність виробничого процесу була стабільно високою, що відображалося лише в незначній варіативності середнього діаметра частинок. Опускання емульсії Час перебування в звуковому полі від 14 до 7 секунд лише незначно вплинув на розмір наночастинок. Зниження потужності звуку з 32 до 25 Вт, однак, призвело до значного збільшення середнього розміру частинок з 485 до 700 нм, що викликано більш вираженим хвостом кривої розподілу розмірів (рис. 3А). Менш помітне, хоча і значне збільшення середнього розміру частинок з 485 до 600 нм було виявлено при використанні 5% замість 2% розчину PLGA.
Нарешті, більш гідрофільна PLGA була замінена на більш гідрофобну та нижчу молекулярну PLA без помітних змін у середньому розмірі частинок та розподілі розмірів. Відмінностей в морфології різних партій частинок, приготованих з 2% розчинів полімерів, не спостерігалося. Всі вони мали ідеально кулясті форми і гладкі поверхні (рис. 3Б). Частинки, виготовлені з 5% розчину PLGA, були, однак, менш сферичними, мали злегка зморшкувату поверхню і злиття двох або іноді більше частинок (рис. 3C).
Таблиця 1. Середній діаметр наносфер PLGA50:50, підготовлених за різних умов. Середнє значення двох партій ± абсолютним відхиленням.
3: Наночастинки PLGA. (A): Розподіл за розміром частинок, приготованих при концентрації полімеру / потужності звукового звуку 2% / 32 Вт, 5% / 32 Вт і 2 % / 25 Вт%; час перебування = 14 с. (В),(С): зображення СЕМ частинок, приготованих з 2 і 5% розчинів полімерів відповідно. Час перебування = 14 с; потужність звуку = 32 Вт. Бруски представляють собою 1 мкм.
Обговорення та висновки
Об'єкт Ультразвукова проточна комірка було виявлено, що він добре підходить для виробництва біорозкладних полімерних наносфер на основі екстракції/випаровування емульсійно-сольвентним способом. Майбутні дослідження будуть спрямовані на розширення процесу та збільшення споживаної потужності для отримання ще більш тонких емульсій. Крім того, впливає на придатність клітини для приготування води в маслі Емульсій, наприклад, для подальшої переробки в мікросфери, навантажені ліками, будуть вивчені.
Література
Фрейтас, С.; Хілшер, Г.; Меркле, Х. П.; Гандер, Б.:Швидкий і простий метод виробництва біорозкладних наносфер, в: Європейські клітини та матеріали, том 7. Додаток 2, 2004 (сторінка 28)
Ця інформація була представлена на засіданні Швейцарського товариства біоматеріалів
Рисунок 2: Дизайн айнера Ultraschall-Durchflusszelle
Ergebnisse
Nanopartikel mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 485nm konnten 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 Емульсія 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 konnte 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 durchschnittlichen 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).
Табель 1. Durchschnittlicher Durchmesse von PLGA50:50 Nanosphären, unter variierenden Bedingungen aufbereitet. Durchschnitt zweier Batches ± der absoluten Abweichung.
3: Наночастинки PLGA. (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 = 14 с; Beschallungsintensität = 32W. Die Balken zeigen jeweils den Maßstab von 1 Mikrometer an.
Diskussion und Schlussfolgerung
померти 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-Emulsionen Унтерзухт, з. B. für die weiteren Entwicklungen von mit Wirkstoff angereicherten Mikrosphären (z.B für Depotarzneimittel).
Література
Фрейтас, С.; Хілшер, Г.; Меркле, Х. П.; Гандер, Б.:Швидкий і простий метод виробництва біорозкладних наносфер, в: Європейські клітини та матеріали, том 7. Додаток 2, 2004 (сторінка 28)
Dieser Artikel wurde von der Swiss Society of Biomaterials veröffentlich.