Nanodeeltjes, van hype tot daadwerkelijk klinisch product

Ph.D. kandidaat Jaleesa Bresseleers, van de TU / e-afdeling Biomedische Technologie, onderzocht een robuust en schaalbaar maakproces voor nanodragers en hun bouwstenen. Met deze inzichten is de weg naar algemeen beschikbare klinische toepassingen voor nanodragers veel korter geworden.

Het is gebruikelijk om in de kranten te lezen over verbazingwekkende nieuwe medicijnen en therapieën, alleen om ze van het toneel te laten verdwijnen, om nooit meer van gehoord te worden. Hetzelfde gebeurt meestal met nieuwe therapeutische formuleringen van nanodeeltjes, meestal nanodragers die kunnen worden voorgesteld als kleine ballonnen met een medicijn erin. Een reden hiervoor is dat bij opschaling naar industriële toepassingen blijkt dat deze formuleringen niet reproduceerbaar en kosteneffectief op grote schaal of zelfs helemaal niet kunnen worden geproduceerd. Omdat nanodragers zijn opgebouwd uit meerdere kleine bouwstenen, onderzocht Jaleesa Bresseleers hoe deze bouwstenen en hun formulerings- en verwerkingsparameters correleren met de resulterende eigenschappen van nanodragers.

Inzicht in het proces geeft controle over de resultaten

Bresseleers en collega’s ontdekten dat ze, door de bouwstenen enigszins aan te passen, de grootte van de resulterende nanodragers rechtstreeks konden beïnvloeden. Eenvoudige verwerkingsparameters zoals concentratie, oplosmiddelgebruik en mengsnelheden hadden ook een invloed op de resulterende grootte van de nanodeeltjes. Deze resultaten boden haar de mogelijkheid om nanodeeltjes nauwkeurig af te stemmen op specifieke groottes.

Vervolgens onderzocht ze de verwerkingsparameters in meer detail met behulp van microfluïdica. Deze techniek zorgde voor een nog nauwkeurigere regeling van de mengsnelheden door het regelen van zeer kleine vloeistofvolumes. Bresseleers gebruikte het om een ​​nog betere controle te krijgen over de resulterende nanodeeltjesgroottes, en was in staat nanodeeltjes te produceren met verschillende morfologieën.

Klaar voor productie op schaal

Met deze kennis ontwikkelde Bresseleers een efficiënt, schaalbaar en zeer gecontroleerd productieproces. Om de kwaliteit en consistentie van het product te waarborgen, werd constant rekening gehouden met de kwaliteitseisen van het Europees Geneesmiddelenbureau (EMA) en de Amerikaanse voedsel- en geneesmiddelenadministratie (FDA). Uiteindelijk ontwikkelde ze een continu stroomproces voor de grootschalige productie van met medicijnen beladen nanodeeltjes die gemakkelijk kunnen worden vertaald naar productie op klinische schaal.

Dit onderzoek is een belangrijke stap om nanodeeltjesformuleringen naar een klinisch product te brengen. Het onderstreept hoe het, als algemene benadering, belangrijk is om de formulerings- en verwerkingsparameters in een vroeg stadium van het nanodeeltjesontwerp kritisch te beoordelen. Dit zal uiteindelijk resulteren in het ontstaan ​​van nanodeeltjes met impact die verder reikt dan de conceptuele fase.