Šį remiamą straipsnį jums pateikė NYU Tandon School of Engineering.

Siekdami reikšmingos pažangos vaistų tiekimo srityje, mokslininkai sukūrė naują techniką, kuri sprendžia nuolatinį iššūkį: keičiamą nanodalelių ir mikrodalelių gamybą. Ši naujovė, vadovaujama NYU Tandono inžinerijos mokyklos chemijos ir biomolekulinės inžinerijos profesorės Nathalie M. Pinkerton, žada įveikti atotrūkį tarp laboratorinių vaistų pristatymo tyrimų ir didelio masto farmacijos gamybos.

Proveržis, žinomas kaip nuoseklus nanonusodinimas (SNaP), pagrįstas esamomis nano-nusodinimo technikomis, kad būtų pagerinta kontrolė ir mastelio keitimas, o tai yra esminiai veiksniai, užtikrinantys, kad vaistų pristatymo technologijos pacientus pasiektų efektyviai ir efektyviai. Ši technika leidžia mokslininkams
gamina vaistus pernešančias daleles, kurios išlaiko savo struktūrinį ir cheminį vientisumą nuo laboratorijos nustatymų iki masinės gamybos– esminis žingsnis siekiant naujų gydymo būdų pateikimo į rinką.

3D spausdinimo naudojimas norint įveikti vaistų pristatymo iššūkį

Nanodalelės ir mikrodalelės turi didžiulį pažadą tikslingam vaistų tiekimui, leidžiant tiksliai transportuoti vaistus tiesiai į ligos vietas ir sumažinti šalutinį poveikį. Tačiau nuoseklus šių dalelių gamyba dideliu mastu buvo pagrindinė kliūtis paverčiant perspektyvius tyrimus perspektyviais gydymo būdais. Kaip aiškina Pinkerton, „Viena didžiausių kliūčių, trukdančių versti daugelį šių tikslių vaistų, yra gamyba. Su SNaP mes sprendžiame šį iššūkį tiesiogiai.

Pinkertonas yra NYU Tandon chemijos ir biomolekulinės inžinerijos docentas.NYU Tandono inžinerijos mokykla

Tradiciniai metodai, tokie kaip „Flash Nano-Precipitation“ (FNP), buvo sėkmingi kuriant kai kurių tipų nanodaleles, tačiau jiems dažnai sunku gaminti didesnes daleles, kurios yra būtinos tam tikriems pristatymo maršrutams, pavyzdžiui, įkvepiamam pristatymui. FNP sukuria polimerines šerdies ir apvalkalo nanodaleles (NP), kurių dydis yra nuo 50 iki 400 nanometrų. Procesas apima vaistų molekulių ir blokinių kopolimerų (specialių molekulių, padedančių formuoti daleles) maišymą tirpiklyje, kuris vėliau greitai sumaišomas su vandeniu naudojant specialius maišytuvus. Šie maišytuvai sukuria mažytę, kontroliuojamą aplinką, kurioje dalelės gali susidaryti greitai ir tolygiai.

Nepaisant sėkmės, FNP turi tam tikrų apribojimų: jis negali sukurti stabilių dalelių, didesnių nei 400 nm, maksimalus vaisto kiekis yra apie 70 procentų, našumas yra mažas ir jis gali veikti tik su labai hidrofobinėmis (vandenį atstumiančiomis) molekulėmis. Šios problemos kyla dėl to, kad FNP dalelių šerdies susidarymas ir dalelių stabilizavimas vyksta vienu metu. Naujasis SNaP procesas įveikia šiuos apribojimus, atskirdamas šerdies formavimo ir stabilizavimo etapus.

SNaP procese yra du maišymo etapai. Pirma, pagrindiniai komponentai sumaišomi su vandeniu, kad būtų pradėta formuoti dalelių šerdis. Tada pridedamas stabilizatorius, kad sustabdytų šerdies augimą ir stabilizuotų daleles. Šis antrasis veiksmas turi įvykti greitai, praėjus mažiau nei kelioms milisekundėms po pirmojo žingsnio, kad būtų galima kontroliuoti dalelių dydį ir išvengti agregacijos. Dabartinės SNaP sąrankos nuosekliai sujungia du specializuotus maišytuvus, valdydami delsos laiką tarp žingsnių. Tačiau šios sąrankos susiduria su iššūkiais, įskaitant dideles išlaidas ir sunkumus siekiant trumpo delsos laiko, reikalingo mažų dalelių susidarymui.

Naujas požiūris, naudojant 3D spausdinimą, išsprendė daugelį šių iššūkių. 3D spausdinimo technologijos pažanga dabar leidžia sukurti tikslius siaurus kanalus, reikalingus šiems maišytuvams. Dėl naujos konstrukcijos nebereikia išorinių vamzdžių tarp žingsnių, todėl uždelsimas yra trumpesnis ir išvengiama nuotėkio. Naujoviškas maišytuvo dizainas sujungia du maišytuvus į vieną sąranką, todėl procesas tampa efektyvesnis ir patogesnis naudoti.

„Viena didžiausių kliūčių, trukdančių versti daugelį šių tikslių vaistų, yra gamyba. Su SNaP mes sprendžiame šį iššūkį tiesiogiai.
– Nathalie M. Pinkerton, NYU Tandonas

Naudodami šį naują SNaP maišytuvo dizainą, mokslininkai sėkmingai sukūrė platų spektrą nanodalelių ir mikrodalelių, pakrautų rubrenu (fluorescenciniu dažikliu) ir cinarizinu (silpnai hidrofobiniu vaistu, naudojamu pykinimui ir vėmimui gydyti). Tai pirmas kartas, kai naudojant SNaP buvo pagamintos mažos nanodalelės, mažesnės nei 200 nm, ir mikrodalelės. Naujoji sąranka taip pat parodė kritinę delsos laiko tarp dviejų maišymo etapų svarbą dalelių dydžio kontrolei. Ši delsos laiko kontrolė leidžia tyrėjams pasiekti didesnį dalelių dydžių diapazoną. Be to, Pinkerton komanda pirmą kartą pasiekė sėkmingą hidrofobinių ir silpnai hidrofobinių vaistų kapsuliavimą į nanodaleles ir mikrodaleles su SNaP.

Prieigos prie pažangiausių metodų demokratizavimas

SNaP procesas yra ne tik naujoviškas, bet ir unikalus praktiškumas, kuris demokratizuoja prieigą prie šios technologijos. „Mes dalijamės savo maišytuvų dizainu ir parodome, kad juos galima gaminti naudojant 3D spausdinimą“, – sako Pinkertonas. „Šis metodas leidžia akademinėms laboratorijoms ir net nedidelio masto pramonės žaidėjams eksperimentuoti su šiais metodais neinvestuojant į brangią įrangą.

Proceso iliustracija.  Sukrauto maišytuvo schema su įvesties pakopa švirkšto jungtims (viršuje), kuri iš karto jungiasi prie pirmosios maišymo pakopos (viduryje). Pirmoji maišymo pakopa yra keičiama, su 2 arba 4 įvadų maišytuvu, priklausomai nuo norimo dalelių dydžio režimo (taškiniai antitirpiklio srautai yra tik 4 įvadų maišytuve). Šiame etape taip pat yra srautų, naudojamų antrajame maišymo etape, perėjimas. Visi srautai susimaišo antrajame maišymo etape (apačioje) ir išeina iš įrenginio.

SNaP technologijos prieinamumas galėtų paspartinti pažangą vaistų tiekimo srityje, suteikdama daugiau mokslininkų ir įmonių galimybių panaudoti nanodaleles ir mikrodaleles kuriant naujus gydymo būdus.

SNaP projektas yra sėkmingų tarpdisciplininių pastangų pavyzdys. Pinkertonas pabrėžė komandos įvairovę, kurią sudaro mechanikos ir procesų inžinerijos bei chemijos inžinerijos ekspertai. „Tai tikrai buvo tarpdisciplininis projektas“, – pažymėjo ji ir nurodė, kad visų komandos narių – nuo ​​bakalauro studijų studentų iki doktorantūros tyrėjų – indėlis padėjo įgyvendinti technologiją.

Be šio proveržio, Pinkerton numato SNaP kaip dalį savo platesnės misijos kurti universalias vaistų tiekimo sistemas, kurios galiausiai galėtų pakeisti sveikatos priežiūrą, suteikdamos universalius, keičiamus ir pritaikomus vaistų tiekimo sprendimus.

Nuo pramonės iki akademinės bendruomenės: aistra naujovėms

Prieš atvykdama į NYU Tandon, Pinkerton trejus metus praleido Pfizer Onkologijos tyrimų skyriuje, kur sukūrė naujus nanovaistus, skirtus solidiems navikams gydyti. Patirtis, anot jos, buvo neįkainojama. „Darbas pramonėje suteikia realų požiūrį į tai, kas įmanoma“, – pabrėžia ji. „Tikslas yra atlikti transliacinius tyrimus, tai reiškia, kad jie „perkeliami“ iš laboratorijos stendo į paciento lovą.

Pinkertonas, įgijęs chemijos inžinerijos bakalauro laipsnį Masačusetso technologijos institute (2008 m.), o Prinstono universitete įgijęs chemijos ir biologijos inžinerijos daktaro laipsnį, buvo patrauktas į NYU Tandon iš dalies dėl galimybės bendradarbiauti su mokslininkais visame pasaulyje. NYU ekosistemą, su kuria ji tikisi sukurti naujas nanomedžiagas, kurios gali būti naudojamos kontroliuojamam vaistų tiekimui ir kitoms biologinėms reikmėms.

Ji taip pat atėjo į akademinę bendruomenę dėl meilės mokytojauti. „Pfizer“ ji suprato savo norą globoti studentus ir vykdyti novatoriškus, tarpdisciplininius tyrimus. „Studentai čia nori būti inžinieriais; jie nori pakeisti pasaulį“, – svarstė ji.

Jos komanda Pinkerton tyrimų grupėje daugiausia dėmesio skiria jautrių minkštųjų medžiagų kūrimui biologinėms reikmėms, pradedant kontroliuojamu vaistų tiekimu, vakcinomis ir baigiant medicininiu vaizdavimu. Laikydamiesi tarpdisciplininio požiūrio, jie naudoja chemijos ir medžiagų inžinerijos, nanotechnologijų, chemijos ir biologijos įrankius, kad sukurtų minkštas medžiagas per keičiamus sintetinius procesus. Jie sutelkia dėmesį į supratimą, kaip proceso parametrai valdo galutines medžiagos savybes ir, savo ruožtu, kaip medžiaga elgiasi biologinėse sistemose – galutinis tikslas yra universali vaistų pristatymo platforma, kuri pagerina sveikatos rezultatus įvairiose ligose ir sutrikimuose.

Jos SNaP technologija yra daug žadanti nauja kryptis siekiant efektyviai išplėsti vaistų tiekimo sprendimus. Valdydamas surinkimo procesus milisekundžių tikslumu, šis metodas atveria duris vis sudėtingesnių dalelių architektūrų kūrimui, suteikdamas keičiamą požiūrį į būsimą medicinos pažangą.

Vaistų pristatymo srityje ateitis yra šviesi, nes SNaP atveria kelią į labiau prieinamų, pritaikomų ir keičiamo dydžio sprendimų erą.



Source link

By admin

Draugai: - Marketingo paslaugos - Teisinės konsultacijos - Skaidrių skenavimas - Fotofilmų kūrimas - Karščiausios naujienos - Ultragarsinis tyrimas - Saulius Narbutas - Įvaizdžio kūrimas - Veidoskaita - Nuotekų valymo įrenginiai -  Padelio treniruotės - Pranešimai spaudai -