Journal américain de l'administration de médicaments et de la thérapeutique Libre accès

Abstrait

Formulations de nanoparticules lipidiques de l'échelle du laboratoire à l'échelle industrielle

Mohammed A. Obeid

But:

Les nanoparticules lipidiques sont des vésicules auto-assemblées obtenues par hydratation d'un mélange de non-lipides et de cholestérol et conviennent comme supports de médicaments et de produits biopharmaceutiques. Il est souhaitable de pouvoir contrôler avec précision la taille et la polydispersité des vésicules car cela peut avoir un impact sur le résultat biologique. De plus, il est crucial de formuler ces nanoparticules selon une méthode évolutive qui peut être utilisée dans des environnements industriels. Une approche qui a fait ses preuves pour les systèmes à base de lipides est l'utilisation de la microfluidique (MF). Dans cette étude, nous avons comparé une méthode basée sur la MF avec des méthodes traditionnelles telles que la méthode d'hydratation en couche mince (TFH) et la méthode de chauffage en utilisant des niosomes comme nanoparticules modèles.

Méthode:

Les niosomes ont été préparés à l'aide de MF sur un NanoAssembler. La monopalmitine, le cholestérol et le dicétylphosphate ont été dissous dans l'éthanol à des rapports molaires spécifiques. Les lipides et le tampon aqueux ont été injectés dans des entrées de chambre séparées du micromélangeur. Le rapport de débit (FRR ; rapport entre les flux aqueux et solvant) et le débit total (TFR) des deux flux ont été contrôlés par des pompes à seringue. Un TFH établi et des méthodes de chauffage ont été utilisés pour préparer les niosomes suivis d'une extrusion à travers une miniextrudeuse Avanti-polar. Les particules générées à partir de ces méthodes ont été comparées pour leur taille et leur potentiel par diffusion dynamique de la lumière et morphologie en utilisant la microscopie à force atomique.

Résultats et discussion:

La taille des niosomes produits par MF a été contrôlée en modifiant le FRR et le TFR dans les phases lipidique et aqueuse (Tableau 1). En revanche, les niosomes préparés par la méthode TFH et la méthode de chauffage étaient de grande taille, polydispersés et nécessitaient une étape de réduction de la taille d'extrusion après fabrication (environ 4 µm ± 0,2 avant l'extrusion). Une étude de stabilité a été réalisée sur les NISV générés par les deux méthodes, à quatre températures (4, 25, 37 et 50 °C) pendant 4 semaines, et les vésicules se sont révélées stables en termes de taille et d'indice de polydispersité (PDI) (Tableau 2).

Tableau 1 : Caractéristiques du NISV préparé à différents rapports d'écoulement entre la phase aqueuse et la phase lipidique par MF. *Avancée vers des études de stabilité. n=3

FRR

Aqueux/solvant Taille (nm) PDI Potentiel Z (mV)

1:1 187,8 0,12 -27,2

3:1* 166,1 0,05 -21,4

5:1 120,6 0,16 -19,2

Tableau 2 : Caractéristiques du NISV préparé par TFH et MF stocké à 4°C pendant quatre semaines. n=3

                Microfluidique TFH

Durée (semaines) Taille (nm) PDI Taille (nm) PDI

0 166,1 0,05 110,6 0,18

1 170,7 0,05 110,8 0,18

2 171,8 0,06 111,5 0,21

3 171,9 0,07 111,4 0,24

4 172,0 0,06 111,2 0,23

Conclusion:

Des niosomes stables et de taille contrôlée ont été fabriqués par MF en quelques secondes. La méthode TFH et la méthode de chauffage ont également produit des niosomes stables, mais le processus a pris plusieurs heures et les vésicules résultantes étaient polydispersées et nécessitaient une étape d'extrusion pour contrôler la taille. Des études sont en cours pour déterminer l'efficacité du piégeage des médicaments et l'impact biologique des vésicules de taille contrôlée.