높은 가위 균질화 및 시리얼 농도로 농축, 지질 기반 산소 마이크로 버블 에멀젼의 제조
Summary
우리는 높은 전단 균질화 및 일련 농도를 사용하여 정맥 산소 전달을 위해 설계 지질 기반 산소 마이크로 버블 (LOM의) 많은 양의 제조 방법을 설명합니다.
Abstract
가스 충전 미세 기포 초음파 대비 및 약물 전달 에이전트로 개발되고있다. 마이크로 버블은 초음파 처리, 기계적 교반, 마이크로 유체 장치 또는 균질화를 사용하여 계면 활성제를 처리함으로써 제조 할 수있다. 최근, 지질 기반 산소 마이크로 버블 (LOM의)는 생명을 위협하는 저산소 혈증을 반전, 응급 의료 상황시 정맥 산소를 제공 할 수 있도록 설계하고, 이후의 장기 손상, 심장 마비, 사망을 방지하고 있습니다. 우리는 폐쇄 루프 높은 전단 균질기를 사용하여 높은 산소 마이크로 버블의 스케일 업 생산을위한 방법을 제시한다. 이 과정은 90 분에 집중 LOM의 2 L (부피 기준 90 %)를 생성 할 수 있습니다. 생성 된 기포가 혈액의 60 부피 %로 희석 할 때와 일치 ~ 2 ㎛의 평균 직경 및 레올 프로필이. 이 기술은이 기술 번역 연구소에 유용 할 수 있다는 것을 제안, 높은 용량과 높은 산소 순도 LOM의를 생성합니다.
Introduction
단백질, 폴리머, 지질 껍질 이루어지는 미세 기포는 약물 전달 벡터, 유전자 치료, 초음파 조영제 1-5로 개발되어왔다. 이러한 치료가 사용하는 혈관 마이크로 버블 지속성을 필요로하기 때문에, 이러한 마이크로 버블은 일반적으로 혈액에서 낮은 용해도를 가지고 거품 3,4 안정 과불 화탄소 6, 불활성, 높은 분자량의 가스로 채워져있다.
최근, 지질 기반 산소 마이크로 버블 (LOM의)는 최종 장기 산소 전달을 유지하고기도 폐쇄 또는 저산소증 (7)의 기간 동안 혈역학 적 불안정을 방지 할 수 있습니다 산소 치료 용량을 제공하도록 설계되었습니다. 정맥 가스 공급을 위해 설계 유제 초음파 조영제 또는 타겟 약물 전달을 위해 사용되는 것보다 다른 디자인의 기능을 필요로합니다. 신체가 산소 가스 (~ 200 ㎖ / 분)를 대량 소비하기 때문에 먼저, LOM의 생산되어야큰 규모에 주입했다. 이는 제조 공정이 효율적으로 될 것을 요구한다. 둘째, 제조 공정이 외기 행 (100 % 산소로 채워 져야)의 LOM의 노광 질소 오염을 방지하기 위해 폐쇄 루프이어야한다. LOM의의 목적은 정맥 내 가스 전달이므로 셋째, LOM의 가스의 분율은 에멀젼 점도 (7)에 의해 부과 된 제한 사항을 인식 최대화되어야한다. 마지막으로, 정맥 내 주사와 같이 입자 크기 분포에 대한 정밀한 제어는 미세 혈관 폐색 8을 피하는 것이 필수적이다.
마이크로 버블의 제조를위한 여러 가지 설정 방법이 있습니다. 초음파는 고강도를 이용한다 저주파 초음파 7,9 미세 기포를 생성하는 헤드 스페이스 가스의 존재 하에서 예컨대 인지질과 같은 양친 매성 계면 활성제를 포함 에멀젼의 공기 – 액체 인터페이스에 적용. 이 과정은 매우 다양하여 제어 할 수 있습니다초음파 드물게 임상 사용 미세 기포의 제조에 사용되지 않지만 음향 주파수, 전력 및 펄스 지속 시간, 생성 된 크기 분포는 특정 크기 분포의 미세 기포를 생성하기 위하여 맞추어 질 수있다. 융합은 대량 2를 수용하도록 확장하는 것도 어렵다 폐쇄계에서 계면 활성제 및 가스의 격렬한 기계적 교반이다. 액적 기반 미세 유체는 마이크로 버블의 크기 분포 10-13을 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 전통적으로 어려운까지 확장 할 수 있지만, 멀티 채널, 고속 미세 유체는 마이크로 버블 생산 효율이 13 증가하는 기술되었다. 이러한 방법을 사용하여 제조 된 마이크로 버블은 원심 분획 (14, 15) 및 마이크로 버블 부상 16, 17 등의 제조 후 사이즈 감소 프로세스를 필요로 할 수있다.
매우 안정적인 마이크로 버블의 제조를위한 또 다른 설치 방법은 전단 homogeniz입니다마이크로 버블의 표면 (18)에 안정화 육각형 인지질 패턴이 발생할 수 있습니다 ATION 6. 이 개념에 기반하여, 우리는 자기 조립 LOM의 19을 만들 수있는 인라인 높은 전단 균질의 설립에 대해 설명합니다. 이 과정에서, 균질 빠르게 미세 기포의 생성을 위해 높은 기계적 및 유압 전단을 만들어 이중 미세 메쉬 emulsor 스크린 가까이에 블레이드를 회전 이용한다. 이 시스템을 통해 지질 에멀젼의 직렬 농도는 더욱 원심 분리에 의해 농축 될 수 점점 농축 기체 분획을 산출한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
집중, 높은 산소 LOM의를 만드는 가장 중요한 단계는 다음과 같습니다 : 1) HCT 내의 빈 공간이 완전히 산소 상태를 유지하는 것이 보장을; 2) 지질 부형제의 순도 () 저장 조건 및 GMP 제품의 사용을 포함하여 최적임을 보장; 3) 분말 지질 시스템을 프라이밍하기 전에 수 성상과 완전히 혼합 것을 보장; 및 4) 기체의 체적 분율이 70 %를 초과하지 않도록 보장하기 위해 HCT 내의 가스 분율의 증가에 세심한?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
자금 조달 : 미국 육군 의학 연구 및 군수품 명령 (USAMRMC) 및 원격 의료 및 고급 기술 연구 센터에 의해 관리. Shunxi 지 여기에 설명 된대로 주사기의 수정을 기여했다.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC) | Avanti Polar Lipids | 770365 | Alternate product: non-GMP from NOF America (Coatsome MC-8080) |
| Cholesterol | Sigma Aldrich | C75209 | |
| Plasma-Lyte A | VWR | 80089-818 | Alternatively can use NaCl |
| Glass collection vessel | Specialty Glass, Inc. | Custom | Contact: Pam Zurbrick – 281-595-2210 |
| Gas composition (oxygen) monitor | Precision Medical | PM5900L | |
| Sarns 8000 roller pump | Calicut Medical | 16407 | Part of a modular perfusion system |
| BIOtherm Heat Exchanger | Medtronic | ECMOtherm-II | |
| Verso laboratory in-line mixer | Silverson Machines, Inc | TH-IL-102-VERSO | Use multistage workheads and front-end extension with T piece |
| T-piece for Silverson Verso inlet port | Process Innovations | Custom | Contact: Brian Leavitt – 508-423-2266 |
| L5M-A laboratory mixer | Silverson Machines, Inc | NC0136483 | Use mesh emulsor screen (fine) |
| Rochester-Ochsner toothed forceps | Fisher Scientific | 13-812-18 | |
| 140 mL syringe | Kendall Healthcare Monoject | 8881114030 | Ensure there is a luer lock. |
| IX71 Inverted light microscope | Olympus | IX71 | |
| Retiga-2000R microscope camera | QImaging | RET-2000R-F-M-12 | |
| Accusizer 780A Autodilution | PSS-NICOMP Particle Sizing Systems | Out of production |
References
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