Lipidnanopartikel (LNPs), wie beispielsweise Liposomen und andere lipidbasierte Formulierungen, nanostrukturierte Lipidträger (NLCs) und Solid-Lipid-Nanopartikel (SLNs) sind wichtige Formulierungen für die Gabe von protein- und aminosäurebasierten Antigentypen.
Sie stellen sicher, dass die Antigene am Zielort freigesetzt werden und verhindern die Aufnahme durch das mononukleäre Phagozytensystem (MPS).
DNA- oder RNA-Moleküle können auf zwei Wegen mit LNPs verabreicht werden: durch In-Situ-Verkapselung oder mittels "Post-Adsorption".
Bei der In-Situ-Verkapselung werden DNA bzw. RNA während der Erzeugung des Nanopartikels verkapselt. Nachteil ist die oft geringe Verkapselungsrate und potenziell verringerte Freisetzung. Darüber hinaus ist die Bevorratung dieser Formulierungen schwierig, so dass beispielsweise eine schnelle Impfstoffbereitstellung im Fall einer Epidemie mit ihnen kaum zu realisieren ist.
Bei letzterer Methode können DNA/RNA und das nanopartikuläre Trägersystem separat hergestellt und gelagert und erst unmittelbar vor der Impfung zusammengeführt werden. Auf diese Weise können große Mengen LNPs vorrätig gehalten werden, um im Fall einer Pandemie nach Bereitstellung der entsprechenden DNA/RNA schnell große Mengen Impfstoff erzeugen zu können.
In allen Fällen müssen für Sterilfiltrierbarkeit und die Aufnahme durch den Organismus LNPs mit mittleren Partikelgrößen von 100 erzeugt werden.
Wie LNPs mit Hilfe der Microfluidizer®-Technologie hergestellt werden, erfahren Sie in unserem Webinar:
Lesen Sie unseren Blog-Beitrag: Lipidnanopartikel als Plattform für Impfstoffe
Es gibt viele unterschiedliche Herstellverfahren für Lipid-Nanopartikel.
Der am weitesten verbreitete Prozess ist der im Folgenden beschriebene:
Schritt 1: Das Trägeröl, Phospholipid und etwaige weitere hydrophobe Bestandteile werden in einem Lösemittel gelöst. Das Lösemittel wird im Anschluss wieder entfernt
Schritte 2 und 3: Das Produkt aus Schritt 1 wird mit Pufferlösung versetzt, erwärmt und gerührt.
Schritt 4: Das Antigen (oder andere hydrophile Wirkstoffe) werden zugesetzt. Es entstehen große mehrlagige Vesikel (Multi layer vesicles MLVs).
Schritt 5: Die MLVs werden in einem Microfluidizer®-Hochdruckhomogenisator zu kleinen, unilamellaren Vesikeln verarbeitet.
Ref: University of Strathclyde research
Wenn das Trägermaterial flüssig ist oder in Wasser geschmolzen werden kann, kann man die hydrophoben Bestandteile auch einfach vermischen und der wässrigen Phase zufügen, bevor das Material im Microfluidizer®-Homogenisator verarbeitet wird.
Die Zugabe hydrophiler Antigene nach der Herstellung der LNPs funktioniert gut, wenn diese an der LNP-Oberfläche adsorbiert werden können.
Viele alternative Herstellmethoden sind nur im kleinen Maßstab anwendbar – mit der Microfluidizer®-Technologie ist der Transfer vom Labor in die Produktion unter cGMP-Bedingungen problemlos realisierbar.
Bei anwendungsspezifischen Fragen oder zur Vereinbarung eines Tests oder einer Vorführung steht Ihnen unser Applikationsteam gerne zur Verfügung:
Vorteile der Microfluidizer®-Technologie bei der Herstellung von Lipid Nanopartikel
Vorteile inbesondere im Vergleich mit Lab-on-a-chip-Technologien bietet die Microfluidizer®-Technologie hinsichtlich
Skalierbarkeit: Microfluidics garantiert Scale-up vom Labor in die Produktion
Chargengrößen: mehrere tausend Liter - können verarbeitet werden
Effizienter Partikelgrößenreduzierung
Homogenität: Gleichmäßige Verarbeitung erzeugt enge Partikelgrößenverteilungen
cGMP-Tauglichkeit: Microfluidics bietet verschiedene Levels von cGMP-Modellen
Flexibilität hinsichtlich der Lipidkonzentration
Beste Resultate mit der Microfluidizer®-Technologie
Mit Hilfe der Microfluidizer®-Technologie konnte ein pharmazeutisches Unternehmen erfolgreich Nanopartikel (genauer:Liposomen) zur Verabreichung von Krebstherapeutika herstellen.
Feine und homogene Partikel
Die mittlere Partikelgröße der erzeugten Liposomen lag bei 40 nm, der Polydispersitätsindex unter 0,1 (sehr homogene Verteilung).
Skalierbarkeit
Nach Entwicklung im Labormaßstab wurde der Prozess erfolgreich in die Produktion überführt. Die Ergebnisse von Labor und Produktion waren nahezu deckungsgleich.
Für anwendungsspezifische Informationen, eine Machbarkeits- oder Scale-up-Studie steht unser Anwendungsteam gerne zur Verfügung.
Microfluidics International Corporation, Hersteller des Microfluidizer® Processors, ist führend in Entwicklung und Produktion von Labor-, Pilot- und Produktionsmaschinen für Mikro- und Nanotechnologieanwendungen zum Einsatz in der Biotechnologie, Chemie, der pharmazeutischen Industrie sowie anderen Industriezweigen.
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