Abstract
Поли (молочной-со-гликолевой кислоты) (PLGA) является биосовместимым членом семейства алифатический полиэфир биоразлагаемых полимеров. ПМГК уже давно является популярным выбором для доставки приложений наркотиков, в частности, так как это уже FDA утвержденных для использования в организме человека в виде рассасывающихся швов. Гидрофобные и гидрофильные лекарства заключены в ПМГК частиц через одно-или двойного эмульсии. Кратко, препарат растворяется с полимером или эмульгируют с полимером в органической фазе, которую затем эмульгировали с водной фазе. После испарения растворителя, частицы промывают и собирают путем центрифугирования для лиофилизации и длительного хранения. PLGA медленно разлагается с помощью гидролиза в водной среде, и инкапсулированные агенты высвобождаются в течение нескольких недель или месяцев. Хотя ПМГК это материал, который обладает многими преимуществами для доставки лекарств, воспроизводимое образование наночастиц может быть сложным; значительная изменчивость вводитсяИспользование различного оборудования, реагентов партии, и точный метод эмульгирования. Здесь мы описываем в деталях образование и характеристика микрочастиц и наночастиц, образованных одной или двойной эмульсии с использованием эмульгатора витамин E-TPGS. Морфология частиц и размер определяются с сканирующей электронной микроскопии (СЭМ). Мы предоставляем представительства изображения SEM для наночастиц, полученных с различной концентрации эмульгатора, а также примеры артефактов изображений и неудачных emulsifications. Этот протокол может быть легко приспособлены к использованию альтернативных эмульгаторы (например, поли (виниловый спирт), ПВА) или растворителей (например, дихлорметан, DCM).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Poly(lactic co-glycolic acid) (PLGA) |  Lactel |
B6010-2P | Inherent Viscosity: 0.55-0.75 dl/g |
| Ethyl acetate (EtAc) | Sigma | 270989 | |
| Methylene chloride (DCM) | |||
| Vitamin E TPGS | Sigma | 57668 | |
| Poly(vinyl alcohol) | 87-89% hydrolized, 30,000-70,000 Da | ||
| Equipment | |||
| Sonic Dismembrator | Fisher Scientific | Model 705 | 700 W (Ultrasonicator) |
| Sonicator tip | Fisher Scientific | 1/8 in | |
| Vortexer | VWR | 58816-121 | |
| Multiposition stirrer | Corning | MP5I | |
| Ultracentrifuge | Beckman-Coulter | L8-80M | |
| Fixed angle rotor | Beckman-Coulter | 50.2TI | |
| Water bath sonicator | Fisher Scientific | FS30 | |
| Lyophilizer | Millrock | BT85 |
References
- Peer, D., et al. Nanocarriers as an emerging platform for cancer therapy. Nat. Nanotechnol. 2, 751-760 (2007).
- Jiang, W., Gupta, R. K., Deshpande, M. C., Schwendeman, S. P. Biodegradable poly(lactic-co-glycolic acid) microparticles for injectable delivery of vaccine antigens. Adv. Drug Deliv. Rev. 57, 391-410 (2005).
- Haag, R., Kratz, F. Polymer therapeutics: Concepts and applications. Angew. Chem. 45, 1198-1215 (2006).
- Tong, R., Cheng, J.
- Kumari, A., Yadav, S. K., Yadav, S. C. Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surf. B Biointerfaces. 75, 1-18 (2010).
- Anderson, J. M., Shive, M. S. Biodegradation and biocompatibility of PLA and PLGA microspheres. Adv. Drug Deliv. Rev. 28, 5-24 (1997).
- Jain, R. A. The manufacturing techniques of various drug loaded biodegradable poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) devices. Biomaterials. 21, 2475-2490 (2000).
- Danhier, F., et al. PLGA-based nanoparticles: An overview of biomedical applications. J. Control. Rel. 161, 505-522 (2012).
- Mu, L., Feng, S. S. A novel controlled release formulation for the anticancer drug paclitaxel (Taxol): PLGA nanoparticles containing vitamin E TPGS. J. Control. Rel. 86, 33-48 (2003).
- Mu, L., Feng, S. S. PLGA/TPGS nanoparticles for controlled release of paclitaxel: effects of the emulsifier and drug loading ratio. Pharm. Res. 20, 1864-1872 (2003).
- Collnot, E. M., et al. Vitamin E TPGS P-glycoprotein inhibition mechanism: influence on conformational flexibility, intracellular ATP levels, and role of time and site of access. Mol. Pharm. 7, 642-651 (2010).
- Dintaman, J. M., Silverman, J. A. Inhibition of P-glycoprotein by D-alpha-tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS). Pharm. Res. 16, 1550-1556 (1999).
- Zhou, J., et al. Highly-penetrative, drug-loaded nanocarriers improve treatment of glioblastoma. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.. , (2013).
- Cartiera, M. S., Johnson, K. M., Rajendran, V., Caplan, M. J., Saltzman, W. M. The uptake and intracellular fate of PLGA nanoparticles in epithelial cells. Biomaterials. 30, 2790-2798 (2009).
- Niwa, T., Takeuchi, H., Hino, T., Nohara, M., Kawashima, Y. Biodegradable submicron carriers for peptide drugs: Preparation of dl-lactide/glycolide copolymer (PLGA) nanospheres with nafarelin acetate by a novel emulsion-phase separation method in an oil system. Int. J. Pharm. 121, 45-54 (1995).
- Ameller, T., et al. Polyester-poly(ethylene glycol) nanoparticles loaded with the pure antiestrogen RU 58668: physicochemical and opsonization properties. Pharm. Res. 20, 1063-1070 (2003).
- Wischke, C., Schwendeman, S. P. Principles of encapsulating hydrophobic drugs in PLA/PLGA microparticles. Int. J. Pharm. 364, 298-327 (2008).
- Batycky, R. P., Hanes, J., Langer, R., Edwards, D. A. A theoretical model of erosion and macromolecular drug release from biodegrading microspheres. J. Pharm. Sci. 86, 1464-1477 (1997).
- Panyam, J., et al. Polymer degradation and in vitro release of a model protein from poly(D,L-lactide-co-glycolide) nano- and microparticles. J. Control. Rel. 92, 173-187 (2003).
- Siepmann, J., Faisant, N., Akiki, J., Richard, J., Benoit, J. P. Effect of the size of biodegradable microparticles on drug release: Experiment and theory. Journal of Controlled Release. 96, 123-134 (2004).
- Desai, M. P., Labhasetwar, V., Walter, E., Levy, R. J., Amidon, G. L. The mechanism of uptake of biodegradable microparticles in Caco-2 cells is size dependent. Pharm. Res. 14, 1568-1573 (1997).
- Alexis, F., Pridgen, E., Molnar, L. K., Farokhzad, O. C. Factors affecting the clearance and biodistribution of polymeric nanoparticles. Mol. Pharm. 5, 505-515 (2008).
- Barichello, J. M., Morishita, M., Takayama, K., Nagai, T. Encapsulation of hydrophilic and lipophilic drugs in PLGA nanoparticles by the nanoprecipitation method. Drug Dev. Ind. Pharm. 25, 471-476 (1999).
- Mundargi, R. C., Babu, V. R., Rangaswamy, V., Patel, P., Aminabhavi, T. M. Nano/micro technologies for delivering macromolecular therapeutics using poly(d,l-lactide-co-glycolide) and its derivatives. J. Control. Rel. 125, 193-209 (2008).
- Niwa, T., Takeuchi, H., Hino, T., Kunou, N., Kawashima, Y. Preparations of biodegradable nanospheres of water-soluble and insoluble drugs with D,L-lactide/glycolide copolymer by a novel spontaneous emulsification solvent diffusion method, and the drug release behavior. J. Control. Rel. 25, 89-98 (1993).
- Yang, Y. Y., Chia, H. H., Chung, T. S. Effect of preparation temperature on the characteristics and release profiles of PLGA microspheres containing protein fabricated by double-emulsion solvent extraction/evaporation method. J. Control. Rel. 69, 81-96 (2000).
- Yang, Y. Y., Chung, T. S., Ping Ng, N. Morphology, drug distribution, and in vitro release profiles of biodegradable polymeric microspheres containing protein fabricated by double-emulsion solvent extraction/evaporation method. Biomaterials. 22, 231-241 (2001).
- Zhang, Z., Feng, S. S. The drug encapsulation efficiency, in vitro drug release, cellular uptake and cytotoxicity of paclitaxel-loaded poly(lactide)-tocopheryl polyethylene glycol succinate nanoparticles. Biomaterials. 27, 4025-4033 (2006).
- Astete, C. E., Sabliov, C. M. Synthesis and characterization of PLGA nanoparticles. J. Biomater. Sci. Polym. Ed. 17, 247-289 (2006).
- Gaumet, M., Gurny, R., Delie, F. Fluorescent biodegradable PLGA particles with narrow size distributions: Preparation by means of selective centrifugation. Int. J. Pharm. 342, 222-230 (2007).
