Una novedosa tecnología de fabricación de partículas en 3D para encapsular terapéuticos de proteínas: Tecnología de Reposición de Gotas Adsorbidas Múltiples Rociadas (SMART)
Autores: Heshmati Aghda, Niloofar; Zhang, Yu; Wang, Jiawei; Lu, Anqi; Pillai, Amit Raviraj; Maniruzzaman, Mohammed
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Una novedosa tecnología de fabricación de partículas en 3D para encapsular terapéuticos de proteínas: Tecnología de Reposición de Gotas Adsorbidas Múltiples Rociadas (SMART)
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Biológicos
Nanopartículas
Partículas de quitosano
Tecnología de fabricación aditiva
SMART
Liofilizante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente, se han desarrollado varias tecnologías innovadoras para la entrega mejorada de biológicos como objetivos atractivos de formulación, incluidas micro y nanopartículas poliméricas. Combinado con la medicina personalizada, esta área puede ofrecer una gran oportunidad para mejorar la eficiencia terapéutica y el resultado del tratamiento. Aquí, se ha introducido un nuevo método de fabricación para producir partículas de quitosano cargadas de proteínas con tamaño controlado. Este método se basa en una tecnología de fabricación aditiva que permite el diseño y la producción de formulaciones terapéuticas basadas en partículas personalizadas con un control preciso sobre la forma, el tamaño y potencialmente la geometría. La tecnología de reposesión de gotas adsorbidas múltiples rociadas (SMART) consiste en la extrusión a alta presión de una tinta con una composición bien determinada utilizando un enfoque de bioimpresión 3D neumática y congelando rápidamente el extrudado en la cama de impresión, seguido opcionalmente de liofilización. En el presente estudio, intentamos fabricar partículas de quitosano cargadas de tripsina utilizando SMART. La tinta y los productos fueron caracterizados minuciosamente mediante dispersión dinámica de luz, reómetro, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y dicroísmo circular (CD). Estas caracterizaciones confirmaron la morfología de la forma, así como la integridad de la proteína durante el proceso. Además, se investigó el efecto de varios factores en la producción. Nuestros resultados mostraron que la concentración del portador, quitosano, y la concentración de liofilizante, así como la presión de extrusión, tienen un efecto significativo en el tamaño de las partículas. Según los espectros de CD, SMART aseguró que la estructura secundaria de la tripsina permaneciera intacta independientemente de la composición de la tinta y la presión. Sin embargo, nuestro estudio reveló que la presencia de 5% de liofilizante es esencial para mantener la actividad proteolítica de la tripsina. Este estudio demuestra, por primera vez, la viabilidad de SMART como un proceso eficiente de un solo paso para producir formulaciones estables basadas en biológicos con un control preciso sobre la morfología de las partículas que puede expandirse aún más a través de numerosas modalidades terapéuticas, incluidas vacunas y terapias celulares/genéticas.
Descripción
Recientemente, se han desarrollado varias tecnologías innovadoras para la entrega mejorada de biológicos como objetivos atractivos de formulación, incluidas micro y nanopartículas poliméricas. Combinado con la medicina personalizada, esta área puede ofrecer una gran oportunidad para mejorar la eficiencia terapéutica y el resultado del tratamiento. Aquí, se ha introducido un nuevo método de fabricación para producir partículas de quitosano cargadas de proteínas con tamaño controlado. Este método se basa en una tecnología de fabricación aditiva que permite el diseño y la producción de formulaciones terapéuticas basadas en partículas personalizadas con un control preciso sobre la forma, el tamaño y potencialmente la geometría. La tecnología de reposesión de gotas adsorbidas múltiples rociadas (SMART) consiste en la extrusión a alta presión de una tinta con una composición bien determinada utilizando un enfoque de bioimpresión 3D neumática y congelando rápidamente el extrudado en la cama de impresión, seguido opcionalmente de liofilización. En el presente estudio, intentamos fabricar partículas de quitosano cargadas de tripsina utilizando SMART. La tinta y los productos fueron caracterizados minuciosamente mediante dispersión dinámica de luz, reómetro, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y dicroísmo circular (CD). Estas caracterizaciones confirmaron la morfología de la forma, así como la integridad de la proteína durante el proceso. Además, se investigó el efecto de varios factores en la producción. Nuestros resultados mostraron que la concentración del portador, quitosano, y la concentración de liofilizante, así como la presión de extrusión, tienen un efecto significativo en el tamaño de las partículas. Según los espectros de CD, SMART aseguró que la estructura secundaria de la tripsina permaneciera intacta independientemente de la composición de la tinta y la presión. Sin embargo, nuestro estudio reveló que la presencia de 5% de liofilizante es esencial para mantener la actividad proteolítica de la tripsina. Este estudio demuestra, por primera vez, la viabilidad de SMART como un proceso eficiente de un solo paso para producir formulaciones estables basadas en biológicos con un control preciso sobre la morfología de las partículas que puede expandirse aún más a través de numerosas modalidades terapéuticas, incluidas vacunas y terapias celulares/genéticas.