تولید ذرات نانویی هسته-پوسته با روش برداشتی قالب الکترواسپری سه-نازل هم محور
چکیده
این مقاله استراتژی جدیدی را بر اساس روند برداشتی با قالب الکترواسپری سه-نازل هم محور، برای تولید ذرات نانویی پلی لاکتید-b-پلی اتیلن گلیکول (PLA-PEG) با استغاده از یک ساختار هسته-پوسته، ارائه میدهد. میکروذراتی با ساختار هسته-پوسته-تاج برای اولین بار به وسیله الکترواسپری سه-نازل هم محور ساخته شد، و نانوذرات هسته-پوسته با اندازه کمتر از 200 نانومتر نیز پس از آن، به وسیله برداشتن قالب PEG از میکروذرات هسته-پوسته-تاج به دست آمد. اندازه نانوذرات می تواند با اندازه گیری نرخ جریان مایع تاج تطبیق داده شوند، و نانوذراتی با قطر میانگین 106±5 نانومتر به دست می آید. نانوذرات از خود پایداری پراکندگی عالی را در محیط آبی و سمیت سلولی بسیار کمی از خود نشان داده اند. به عنوان داروی نمونه از پاکلیتاکسل برای گنجانده شدن درون نانوذرات استفاده شد. یک محتوای دارای بار دارویی در نانوذرات به مقدار 50.7±1.5 wt% با راندمان کپسوله سازی بیشتر از 70% قابل دستیابی است، در صورتی که نرخ تغذیه محلول دارویی افزایش یابد. پاکلیتاکسل از خود رهاسازی پایداری را از نانوذرات به مدت 40 روز نمایش داد. موقعیت پاکلیتاکسل در نانوذرات، یا به عبارتی لایه هسته یا پوسته، تاثیر قابل توجهی روی رهاسازی آن نداشت.
1. مقدمه
تکنیک های زیادی برای ساخت حمل کننده های دارورسان وجود دارد، از جمله تبخیر حلال امولسیون، سیستم های میکروفلوئیدی، خود-چیدمانی و الکترواسپری [1-4]. از میان این تکنیک ها، روش الکترواسپری از مزیت های خاص بسیاری برخوردار است. برای مثال ذرات تک- پراکنده را می توان با استفاده از حالت مخروط فورانی تکنیک الکترواسپری تولید کرد، و اندازه ذرات نیز به آسانی با تنظیم متغیرهای آماده سازی قابل تغییر است [5-7]. علاوه-براین داروهای هیدروفوبیک و یا محلول آبی نیز می توانند به راحتی در ذرات الکترواسپری و با راندمان تله گذاری بالا بارگذاری شوند [8-12]. در ادامه نیز ذراتی با ساختار هسته-پوسته می توانند به راحتی و از روش الکترواسپری هم-محور به دست بیایند [4،13]. در مقایسه با روش تبخیر حلال امولسیون، که غالبا برای کپسوله سازی دارو های پروتئینی در میکروذرات با قابلیت تجزیه زیستی استفاده می شود، الکترواسپری هم-محور می تواند صلاحیت ساختاری و فعالیت زیستی دارو های پروتئینی را به علت عدم وجود تماس مستقیم بین پروتئین ها و حلال های ارگانیک در طول روند الکترواسپری، حفظ کند [14،15]. کپسوله سازی چند دارویی و چند-پوسته ای به وسیله استفاده از الکترواسپری هم-محور سه رگ نیز قابل دستیابی است [10،16،17]. پروفایل های رهاسازی داروهای کپسوله شده را می توان به صورت مستقل و به وسیله تغییر ساختار درونی و ترکیب بندی ذرات تطبیق داد [11].
4. جمع بندی
به طور خلاصه نانوذرات PLA-PEG هسته-پوسته با اندازه تقریبی 100 نانومتر، با استفاده از روش برداشتی قالب الکترواسپری سه-نازل هم محور با موفقیت به دست آمد. اندازه ذرات قابلیت تطبیق را به وسیله تنظیم نرخ جریان مایع تاج داشتند. نانوذرات از پایداری پراکندگی خوبی در آب و سمیت سلولی بسیار کمی برخوردار بودند. به علاوه نانوذرات PLA-PEG در اطراف هسته سلول های A549 (و نه در درون هسته) قابلیت غنی سازی شدن را داشتند. PTX قابلیت گنجانده شدن در نانوذرات با محتوای بارگزاری دارویی بالا و همچنین راندمان تله گذاری را دارد. رهاسازی منظم PTX از نانوذرات به مدت بیشتر از 40 روز قابل دستیابی بود. استراتژی ارائه شده برای ساختن ذرات نانویی هسته-پوسته برای کاربردهای نانو-دارویی می تواند قابل توجه باشد.
Abstract
This study proposed a new strategy based on a coaxial tri-capillary electrospray-template removal process for producing nanosized polylactide-b-polyethylene glycol (PLA-PEG) particles with a core–shell structure. Microparticles with core–shell–corona structures were first fabricated by coaxial tri-capillary electrospray, and core–shell nanoparticles less than 200 nm in size were subsequently obtained by removing the PEG template from the core–shell–corona microparticles. The nanoparticle size could be modulated by adjusting the flow rate of corona fluid, and nanoparticles with an average diameter of 106 ± 5 nm were obtained. The nanoparticles displayed excellent dispersion stability in aqueous media and very low cytotoxicity. Paclitaxel was used as a model drug to be incorporated into the core section of the nanoparticles. A drug loading content in the nanoparticles as high as 50.7 ± 1.5 wt% with an encapsulation efficiency of greater than 70% could be achieved by simply increasing the feed rate of the drug solution. Paclitaxel exhibited sustained release from the nanoparticles for more than 40 days. The location of the paclitaxel in the nanoparticles, i.e., in the core or shell layer, did not have a significant effect on its release.
1. Introduction
Drug delivery carriers can be fabricated using several techniques, such as emulsion-solvent evaporation, microfluidic systems, self-assembly and electrospray [1–4]. Of these techniques, the electrospray method has several unique advantages. For example, monodispersed particles can be produced using the cone-jet mode of the electrospray technique, and the particle size can be easily controlled by adjusting the preparation parameters [5–7]. In addition, either hydrophobic or water-soluble drugs can be facilely loaded into electrosprayed particles with high entrapment efficiency [8–12]. Furthermore, core–shell structured particles can be conveniently obtained through coaxial electrospray [4,13]. Compared with the emulsion-solvent evaporation method, which has frequently been used for encapsulating protein drugs into biodegradablemicroparticles, coaxial electrospray can preserve the structural integrity and bioactivity of protein drugs because there is no direct contact between the proteins and organic solvent during the electrospray process [14,15]. Multidrug encapsulation and multishell encapsulation can also be achieved using tri-capillary coaxial electrospray [10,16,17]. The release profiles of encapsulated drugs can be independently modulated by changing the internal structure and compositions of the particles [11].
4. Conclusions
In summary, core–shell PLA-PEG nanoparticles approximately 100 nm in size were successfully produced using a coaxial tricapillary electrospray-template removal method. The particle size could be modulated by adjusting the flow rate of the corona fluid. The nanoparticles had good dispersion stability in water and very low cytotoxicity. In addition, PLA-PEG nanoparticles could be enriched around the nucleus of A549 cells but not in the nucleus. PTX could be incorporated into nanoparticles with both a high drug loading content and entrapment efficiency. A sustained release of PTX from the nanoparticles could be achieved for more than 40 days. The proposed strategy for fabricating nanosized core–shell particles is promising for nanomedicine applications.
چکیده
1. مقدمه
2. مواد و روش ها
2.1. مواد
2.2. ساخت میکرو ذرات هسته-پوسته-تاج به وسیله الکترواسپری سه-نازل هم محور
2.3. آماده سازی نانوذرات از میکروذرات هسته-پوسته-تاج
2.4. خصوصیات نانو و میکروذرات
2.5. پایداری پراکندگی نانوذرات PLA-PEG در آب
2.6. سمیت سلولی نانوذرات PLA-PEG
2.7. جذب سلولی نانوذرات PLA-PEG
2.8. بارگذاری دارو و رهاسازی درون آزمایشگاه
2.9. تحلیل آماری
3. نتایج و مباحثات
3.1. ساخت نانوذرات PLA-PEG به وسیله روش برداشتی قالب الکترواسپری سه-نازل هم-محور
3.2. مشخصات نانوذرات PLA-PEG
3.3. بارگزاری دارو و رهاسازی درون آزمایشگاه
4. جمع بندی
abstract
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1. Materials
2.2. Fabrication of core–shell–corona microparticles by coaxial tri-capillary electrospray
2.3. Preparation of nanoparticles from core–shell–corona microparticles
2.4. Characterization of micro- and nanoparticles
2.5. Dispersion stability of PLA-PEG nanoparticles in water
2.6. Cytotoxicity of PLA-PEG nanoparticles
2.7. Cellular uptake of PLA-PEG nanoparticles
2.8. Drug loading and in vitro release
2.9. Statistical analysis
3. Results and discussion
3.1. Fabrication of PLA-PEG nanoparticles through the coaxial tri-capillary electrospray-template removal method
3.2. Properties of PLA-PEG nanoparticles
3.3. Drug loading and in vitro release
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه