Sản xuất nanospheres phân hủy sinh học

Các vi cầu và nano phân hủy sinh học có thể được sản xuất trong một quy trình liên tục, không tiếp xúc và không bị ô nhiễm, có thể dễ dàng chạy trong điều kiện vô trùng.

Giới thiệu

Các vi cầu và nano cầu (MS, NS) có khả năng phân hủy sinh học, được chế tạo từ poly(lactide-coglycolide) (PLGA) hoặc các vật liệu khác, là những hệ thống vận chuyển thuốc và kháng nguyên rất hiệu quả, có tiềm năng vốn có trong việc định hướng thuốc và kháng nguyên đến đích. Các phương pháp hiện nay để sản xuất NS PLGA thường là các quy trình sản xuất theo mẻ và gặp khó khăn trong việc mở rộng quy mô trong điều kiện vô trùng. Ở đây, chúng tôi giới thiệu một phương pháp mới và tinh tế để sản xuất các hạt nano PLGA trong một quy trình liên tục, không tiếp xúc và không bị nhiễm bẩn, có thể dễ dàng thực hiện trong điều kiện vô trùng. Trong toàn bộ quy trình sản xuất, sản phẩm chỉ tiếp xúc trực tiếp với các ống thủy tinh và Teflon® vô trùng. Quy trình này có thể được thực hiện trong một hệ thống kín để ngăn ngừa mọi nguy cơ nhiễm bẩn từ môi trường.

Sơ đồ thiết lập quy trình tổng hợp các hạt nano không bị nhiễm bẩn bằng cách sử dụng buồng dòng chảy siêu âm không tiếp xúc Dmini của Hielscher

Phương pháp sản xuất các hạt nano không tiếp xúc bằng sóng siêu âm

Các hạt nano PLGA tỷ lệ 50:50 (Resomer® RG503H, Boehringer Ingelheim) được sản xuất bằng quy trình chiết xuất/bay hơi dung môi đã được cải tiến. PLGA hòa tan trong diclorometan (2 hoặc 5%) được phân tán trong dung dịch PVA 0,5% (w/w) trong nước bằng cách sử dụng thiết bị thí nghiệm mới bao gồm buồng siêu âm dòng chảy không tiếp xúc Dmini. Hỗn hợp phân tán O/W thô ban đầu được trộn trước bằng máy khuấy từ, sau đó được đồng nhất hóa trong buồng siêu âm dòng chảy không tiếp xúc Dmini (tỷ lệ lưu lượng giữa pha O và pha W là 1:8). Các giọt nano PLGA-dung môi hình thành ban đầu dần dần đông đặc trong quá trình đi qua các ống để trở thành các hạt nano PLGA. Quá trình đông cứng cuối cùng của các hạt được thực hiện trong một thể tích lớn hơn của dung dịch PVA 0,5%.

Tế bào dòng chảy siêu âm không tiếp xúc Dmini dành cho quá trình tổng hợp hạt nano không bị nhiễm bẩn

Kết quả

Các hạt nano có đường kính trung bình 485 nm đã được điều chế dễ dàng từ dung dịch PLGA 2% trong ở công suất sonication 32W (Tab 1). Sự phân bố kích thước là đơn phương thức với một chút đuôi (Hình 3A). Kích thước hạt nano mở rộng từ 175 đến 755nm theo phân vị 10 và 90%. Khả năng lặp lại của quá trình sản xuất luôn tốt, như được phản ánh bởi sự thay đổi nhỏ trong đường kính hạt trung bình. Hạ thấp Bảng 1. Đường kính trung bình của các hạt nano PLGA50:50 được tổng hợp trong các điều kiện khác nhau. Giá trị trung bình của hai mẻ ± độ lệch tuyệt đối.[/caption]

Cuối cùng, PLGA ưa nước hơn đã được trao đổi cho PLA kỵ nước hơn và trọng lượng phân tử thấp hơn mà không có thay đổi đáng chú ý về kích thước và phân bố kích thước trung bình của hạt. Không có sự khác biệt nào được quan sát thấy trong hình thái của các lô hạt khác nhau được điều chế từ dung dịch polymer 2%. Tất cả chúng đều có hình dạng hình cầu hoàn hảo và bề mặt nhẵn (Hình 3B). Tuy nhiên, các hạt được tạo ra từ dung dịch PLGA 5% ít hình cầu hơn, cho thấy bề mặt hơi nhăn và phản ứng tổng hợp của hai hoặc đôi khi nhiều hạt (Hình 3C).

Hình 3: Các hạt nano PLGA. (A): Phân bố kích thước của các hạt được điều chế ở nồng độ polymer / công suất sonication 2% / 32W, 5% / 32W và 2% / 25W%; Thời gian cư trú = 14 s. (B), (C): SEM hình ảnh của các hạt được điều chế từ dung dịch polymer 2 và 5%, tương ứng. Thời gian cư trú = 14 giây; công suất sonication = 32W. Các thanh đại diện cho 1 micron.
(Nghiên cứu và hình ảnh: © Freitas et al., 2006)

Thảo luận và Kết luận

Người ta nhận thấy rằng tế bào dòng chảy siêu âm rất phù hợp cho quá trình sản xuất các hạt nano polymer phân hủy sinh học dựa trên phương pháp chiết xuất/bay hơi bằng nhũ tương-dung môi. Các nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc mở rộng quy mô quy trình và tăng công suất đầu vào để tạo ra các nhũ tương mịn hơn nữa. Ngoài ra, tính phù hợp của tế bào này trong việc chuẩn bị nhũ tương nước trong dầu, ví dụ như để chế biến tiếp thành các vi cầu chứa dược chất, cũng sẽ được nghiên cứu.

Văn học