Synthese van verknoopte polymere micellen in de kern in een continu stroomproces. (A) Amfifiele thiol-reactieve pSar-b-pCys(SO2Et)-polypept(o)iden worden geassembleerd tot polymere micellen via solvent-switch gevolgd door verknoping door chemo-selectieve vorming van disulfidebindingen met dihydroliponzuurhydrazide. (B) Foto van de continue stroomopstelling (C) Grafiek van het continue stroomproces. Reagensmenging door interdigitale micromixers met spleet aangedreven door HPLC-pompen, en online deeltjeszuivering door tangentiële stroomfiltratie (MWCO, 30 kDa; geregenereerd cellulosemembraan). (D) Schematische weergave van de spleet interdigitale micromixer die wordt gebruikt voor zelfassemblage en verknoping (SIMM-V2). Credit: Geavanceerde materialen (2023). DOI: 10.1002/adma.202210704
De synthese van multifunctionele nanodeeltjes is vaak een complexe onderneming en belemmert de klinische vertaling van effectieve nanomedicijnen. In hun meest recente werk presenteren Matthias Barz en collega’s een microfluïdische opstelling voor de continue productie van met medicijnen beladen verknoopte polymere micellen (CCPM’s) in een enkel nauwkeurig gecontroleerd proces. De studie is gepubliceerd in het tijdschrift Geavanceerde materialen.
Het project werd uitgevoerd in samenwerking met het Max Planck Instituut voor Polymeeronderzoek, de Universiteit van Oslo en het Fraunhofer Instituut voor Microengineering en Microsystemen (IMM) in Mainz. Terwijl Kaloian Koynov en zijn team hielpen bij het karakteriseren van de gevormde CCPM’s in biologische vloeistoffen, droeg het team van de IMM onder leiding van Michael Maskos hun enorme expertise op het gebied van microfluïdica bij om deze unieke opstelling te ontwikkelen die twee spleet interdigitale micromixers en een tangentiële stroomfiltratie-eenheid combineert.
Het systeem maakt de gecontroleerde vorming van micellen in mixer één mogelijk, de precieze kernverknoping in de tweede mixer, gevolgd door de zuivering via tangentiële stroomfiltratie, die resterende crosslinkers, unimeren en trances van organische oplosmiddelen verwijdert om gezuiverde functionele CCPM’s te verkrijgen. Gecombineerd met functionele (prodrug-bevattende) crosslinkers maakt het proces de continue productie van met medicijnen beladen CCPM’s mogelijk onder specifiek gecontroleerde omstandigheden, wat bibliotheeksynthese, opschaling, gecertificeerde productie en de klinische vertaling van hoofdkandidaten aanzienlijk vergemakkelijkt.
In een eerste studie vertoonden de gesynthetiseerde Paclitaxel-bevattende CCPM’s therapeutische efficiëntie in een B16F10-melanoommodel en presteerden ze beter dan de goedgekeurde Paclitaxel-formulering Abraxane, wat het therapeutisch potentieel van CCPM’s op basis van polypept(o)iden en microfluïdische systemen onderstreept.
Meer informatie:
Tobias A. Bauer et al, Complexe structuren eenvoudig gemaakt – continue stroomproductie van gecrosslinkte polymere micellen in de kern voor toediening van paclitaxel pro-drugs, Geavanceerde materialen (2023). DOI: 10.1002/adma.202210704
Tijdschrift informatie:
Geavanceerde materialen
Aangeboden door de Universiteit Leiden
