Giới thiệu

Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng vi hạt được sản xuất bởi Máy tạo vi nang BUCHI có thể được sử dụng như một hệ thống phân phối hiệu quả để phóng thích thuốc và hoạt chất sinh học có kiểm soát

Trong nghiên cứu được trình bày của Genc & Butuktiryaki, Methotrexate (MTX) bao vi hạt axit alginate-hyaluronic được điều chế bằng cách sử dụng Thiết bị Inotech. MTX là một loại thuốc chống chuyển hóa và chống folate được sử dụng trong điều trị ung thư, các bệnh tự miễn, mang thai ngoài tử cung và gây phá thai nội khoa. Nó hoạt động bằng cách ức chế sự chuyển hóa của axit folic.

Việc tạo vi nang MTX cung cấp cơ chế phóng thích thuốc có kiểm soát; cho phép giải phóng liều lượng cần thiết đồng thời ngăn ngừa sự tương tác của thuốc với mô khỏe mạnh (giảm tác dụng phụ độc hại). Việc đóng gói cũng bảo vệ thuốc khỏi oxy, thay đổi độ pH và các điều kiện bất lợi khác có thể khiến thuốc bị phân hủy trước khi đến được vùng mục tiêu

Ảnh hưởng của các đường kính vòi phun và nồng độ MTX khác nhau đến hiệu quả đóng gói và đặc tính của viên nang được sản xuất cũng như khả năng của các viên nang siêu nhỏ trong việc cung cấp MTX một cách hiệu quả cho dòng tế bào ung thư (5RP7)

* Mục đích: Phát triển hệ thống vi nang để phóng thích MTX có kiểm soát đến tế bào ung thư

Thiết bị

Thiết bị: Inotech Encapsulator IE-50R*

Lắp đặt: Hệ thống vòi phun đơn

Bơm: Bơm kim tiêm

*Thế hệ trước của mẫu Máy tạo vi nang BUCHI B-390/B-395

Hóa chất và Vật liệu

Polymer: Natri alginate và axit hyaluronic trong deion. Nước

Gelling sol: 100 mM CaCl2

Chất tạo vi nang: Methotrexate (MTX)

Quy trình và thông số

Quy trình

Hòa tan lượng MTX cần thiết trong nước, sau đó thêm vào dung dịch natri alginate 1,5% và axit hyaluronic 100 ppm. Dung dịch này được bơm và ép đùn qua kích thước vòi phun đã chọn để tạo ra các giọt, được chuyển đổi thành các vi hạt được nạp MTX sau khi rơi vào dung dịch CaCl2

Bắt đầu sản xuất hạt sau khi thu được chuỗi giọt ổn định và sử dụng điện tích để phân tán các giọt và ngăn chặn sự kết tụ. Nhỏ các giọt vào bể gelling, cho phép cứng lại trong 30 phút. Sau khi đông cứng, các vi nang được loại bỏ khỏi CaCl2 và rửa sạch nhiều lần bằng nước cấp HPLC.

Thông số

• Kích thước đầu phun: 200 & 400µm
• Tốc độ dòng chảy: –
• Tần số: 400 900 Hz
• Biên độ: 1-4
• Điện tích: 1000 – 2500 V

Kết quả

Vi hạt từ MTX

• Kích thước (kích thước đầu phun) 400 (200) & 800 (400) µm
• Hình thái: hình cầu
• Hiệu suất vi nang hóa: 76-89%

Hiệu suất vi nang hóa

Hiệu suất đóng gói (% lượng thuốc còn lại trong viên nang sau khi sản xuất) của MTX trong các viên nang siêu nhỏ là hàm của kích thước vòi phun và nồng độ thuốc ban đầu đã được kiểm tra để xác định các điều kiện tối ưu nhằm đạt được lượng thuốc tối đa. Từ Hình 1, có thể thấy rằng hiệu suất đóng gói tốt nhất để nạp MTX đã đạt được bằng cách sử dụng vòi phun lớn hơn và nồng độ MTX cao hơn. Đối với kích thước vòi phun lớn nhất (400 µm) được sử dụng trong nghiên cứu này, có thể đạt được hiệu suất tạo vi nang lên tới 89% trong các viên nang siêu nhỏ alginate/axit hyaluronic.

Phóng thích MTX in vitro

Cấu hình phóng thích in vitro của MTX từ vi nang đã được kiểm tra và kết quả được thể hiện trong Hình 2. Từ kết quả có thể thấy rằng có thể kiểm soát sự giải phóng MTX từ vi nang trong hơn 30 giờ, điều này không thể thực hiện được đối với MTX không được đóng gói. Bằng cách sử dụng hệ thống đóng gói đã phát triển, có thể phân phối từ 68-79% lượng thuốc được đóng gói theo cách có thể kiểm soát được, với các hạt lớn hơn sẽ cung cấp lượng thuốc cao hơn.

Độc tính tế bào trên dòng tế bào ung thư

Tác dụng gây độc tế bào trong ống nghiệm của các công thức vi hạt được nạp MTX trên 5RP7 (dòng tế bào ung thư nguyên bào sợi chuột) cũng đã được kiểm tra. Từ kết quả, người ta nhận thấy rằng việc tăng liều vi nang dẫn đến tỷ lệ chết tế bào của dòng tế bào ung thư cao hơn.

Kết luận

Nghiên cứu này đã chỉ ra cách sử dụng vi nang để kiểm soát việc phóng thích MTX đến các tế bào ung thư và giảm tác dụng độc hại của nó đối với các mô khỏe mạnh. Sử dụng hệ thống vi nang có thể đạt được hiệu suất tạo vi nang MTX lên tới 89% đồng thời kiểm soát hiệu quả tốc độ phóng thích thuốc từ vi hạt trong khoảng thời gian 30 giờ. Trong các nghiên cứu nuôi cấy tế bào, việc cung cấp MTX được tạo hạt làm giảm khả năng sống sót của tế bào ung thư tới 88,5% so với 49,7% đối với MTX không được tạo hạt

Nguồn:

Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp thiết bị tạo vi nang hãng Buchi.