Liposomenverarbeitung-Liposomen-Extruder

from Was ist ein Liposom-Extruder? Wie funktioniert er?

Instrument: GenizerLiposom-Extruder

Auchbekanntals:Exosomen-Extruder,ExtruderfürkünstlicheZellmembranen;Gerätezur Liposom-BereitungdurchExtrusion

Vorteile: Liposom-Extruder werden hauptsächlich für die Liposom-Bereitung und die Erzielung gleichmäßiger Größenverteilungen verwendet. Sie sind ideale Instrumente zur Erzeugung von liposomalen Formulierungen im Nanobereich sowie zur Herstellung von Exosomen und künstlichen Zellmembranen. Durch die Verwendung von geätzten Filtermembranen können Liposom-Extruder große Partikel einfangen, Ausfällungen vermeidenundeinesterileFiltrationerreichen.

Anwendungsbereich: Forschung und Entwicklung für das liposomale Arzneimittel-Liefersystem, Impfstoffe, Gentransfer und Kosmetika Arbeitsprinzip: Ein Liposom ist eine kugelförmige Vesikel, die aus Phospholipid-Doppelschichten besteht.

Phospholipid-Doppelschichten sind wichtige Bestandteile von Zellmembranen und weisen hydrophile und hydrophobe Eigenschaften auf. In einer wässrigen Lösung neigen die hydrophoben Enden dazu, sich aneinander zu binden und spontan kleine kugelförmige Liposomezubilden.DerLiposom-ExtruderistfürdieHerstellungvonLiposomenkonzipiert. Er ist einfach zu bedienen und ermöglicht eine präzise Kontrolle der Partikelgröße mit engen Verteilungen und zufriedenstellender Wiederholbarkeit. Bisher wurde er weit verbreitet bei der Herstellung von komplexen injizierbaren Liposom-Produkten eingesetzt.

**Genübertragungsliposom mit Phospholipid-Doppelschichten**
www.genizer.com

Abbildung 1: Genübertragungsliposom mit Phospholipid-Doppelschichten

Die Liposom-Extrusionstechnologie nutzt die strukturellen und Leistungseigenschaften von liposomalen Phospholipid-Doppelschichten. Wenn die Betriebstemperatur leicht über der Phasenübergangstemperatur der Phospholipide liegt, werden die großen Vesikel der Liposome durch Polycarbonatmembranen mit spezifischen Porengrößen durch eine bestimmte äußere Extrusionskraft gedrückt. Die Liposomen mit großen Partikelgrößen oder mehreren Kammern werden nach dem Durchlaufen der Membranporen durch die ScherwirkungderPorenschnellzukleinerenLiposomenrekombiniert.DadiePorengröße derPolycarbonatmembranfestgelegtist(z.B.50nm,100nm,200nm,400nm,1μmusw.) und die Polycarbonat-Extrusionsmembran verteilte und gleichmäßige Nanoporen auf der Membranoberflächeaufweist,wirddieProbebeimmehrmaligenDurchlaufenderMembran mit einer bestimmten Nanoporengröße auf die durch die Pore festgelegte gleichmäßige Größe extrudiert.

**Schematische Darstellung der Liposom-Extrusion**
www.genizer.com

Abbildung2:Schematische Darstellung der Liposom-Extrusion

Gemeinsame Arten von Liposom-Extrudern Liposom-Extruder können in drei Kategorien eingeteiltwerden:manuellbetriebeneLiposom-Extruder,Liposom-ExtrudermitMantelund Online-Liposom-Extruder. Jede Kategorie basiert auf unterschiedlichen Energiequellen.

1.1ManuellbetriebeneLiposom-Extruder

DiemanuellbetriebenenLiposom-ExtruderkönnenProbenmengen von 0,25mlbis2,5ml verarbeiten und eignen sich für Anwendungen mit geringem Probenvolumen während der Experimentierphase.SiewerdendurcheinfachesmanuellesDrückendesKolbensbedient. Es gibt zwei Arten von manuell betriebenen Extrudern: Extruder bei Raumtemperatur und Extruder mit Kühlmantel. Die manuell betriebenen Liposom-Extruder mit Kühlmantel sind fürExtrusionsbedingungenkonzipiert,umdieProben-temperaturzukontrollieren.

**Manuell betriebene Liposom-Extruder**
www.genizer.com

Abbildung3:ManuellbetriebeneLiposom-Extruder

1.2Liposom-ExtrudermitMantel

Die Liposom-Extruder mit Mantel haben einen großen Verarbeitungsbereich, von einem Proben-volumen von 2 ml bis 3 l, je nach Modell. Sie eignen sich für Labormaßstab und Pilotanwendungen. Sie werden von einem Druckluftzylinder angetrieben. Die meisten Liposom-Extruder mit Mantel sind mit einem gekühlten Zylinder ausgelegt, um die TemperaturderProbezukontrollieren.

**Liposom-Extruder mit Mantel**
www.genizer.com

Abbildung4: Liposom-Extruder mit Mantel

1.3Online-Liposom-Extruder

Online-Liposom-Extruder sind für die Verarbeitungsmenge von2 ml bis 20 l, abhängigvon den verschiedenen Modellen, erhältlich. Diese Extruder eignen sich besser für Pilotanwendungen. Sie werden von einer Hochdruckpumpeneinheit oder anderen Produktionsanlagen angetrieben.

**Online-Liposom-Extruder**
www.genizer.com

Abbildung5:Online-Liposom-Extruder

1.4 Mehrfache Liposom-Extruder-Systeme

DasmehrfacheLiposom-Extruder-SystemkannVoluminavon1l bis200lverarbeiten.Es verfügt über Temperatur- und Drucksensoren in der Produktlinie sowie ein Steuerfeld zur KontrollederLiposom-Produktion.

**Mehrfache Liposom-Extruder-Systeme mit Steuerfeld für die Liposomextrusion**
www.genizer.com

Abbildung 6: Mehrfache Liposom-Extruder-Systeme mit Steuerfeld für die Liposomextrusion

Geätzte Polycarbonat-Extrusionsmembranen Die Bedienung der Liposom-Extruder erfordert hochwertige Extrusionsmembranen. Die geätzten Polycarbonatmembranen mit Kernspuren sollten eine gleichmäßige Verteilung der Filterporen aufweisen. In einer idealenMembransolltenalleNanoporendiegleicheGrößehaben.Darüberhinausisteine Extrusionsmembran mit vertikaler Porenverteilung besser für die Herstellung von Liposom-Extrusionengeeignet.

**Mikroskop Darstellungvon geätzten Polycarbonatmembranen**
www.genizer.com

Abbildung7: Mikroskop Darstellungvon geätzten Polycarbonatmembranen

Im Allgemeinen gewährleistet die Auswahl der richtigen Größe der Polycarbonatmembranen eine erfolgreiche Extrusion. Es wird dringend empfohlen, die anfänglichePartikelgrößederProbenvorderExtrusionzukennen.EinweitererFaktorbei derAuswahlderMembranistdiegewünschtePartikelgrößefürIhrEndprodukt.Wennzum Beispiel die anfängliche Partikelgröße der Probe 1 μm beträgt und das Ziel eine Partikelgrößeunter100nmist,stehenzweiOptionenzurVerfügung:

Mehrfache Extrusion über Membranen mit der gewünschten Porengröße Beispielsweise kann der Benutzer die Probe mehrmals durch eine 100 nm Polycarbonatmembran extrudieren, indem er einen Liposom-Extruder verwendet. Es können jedoch Probleme auftreten, wie z.B. Schwierigkeiten beim Extrusionsprozess oder das Blockieren der Oberfläche der Polycarbonatmembran durch große Vesikel, was einen Austausch der Membranerforderlichmacht,usw.

ExtrusionüberMembranenmitunterschiedlichenPorengrößenBeidiesem Verfahrenwird die Probe schrittweise mit Membranen unterschiedlicher Porengrößen extrudiert. Zum BeispielwirddieProbezunächstdurcheine400nmPolycarbonatmembranextrudiert,und derExtrusionsprozesswirdbeobachtet.Wennesschwierigist,dieProbedurchdie400nm Membranenzuextrudieren,wirdeineneueMembranmitgrößererPorengrößewie800nm verwendet und die Extrusion wird 3-5 Mal wiederholt. Dieser Prozess kann während des

Vorgangsoptimiertwerden.NachdererstenExtrusionwirdeinePolycarbonatmembranmit kleinererPorengröße,z.B.100nmoder80nm,ausgewählt,umerneutzuextrudieren.Bei Schwierigkeiten beim Extrudieren durch die 100 nm Membranen können 200 nm PolycarbonatmembranenalsÜbergangverwendetwerden.

Hochdruck-Homogenisierungs-Extrusionsmethode Die Probe kann zunächst einer Hochdruck-Homogenisierung unterzogen werden und nach der Homogenisierung durch eine100nmoder80nmPolycarbonatmembranextrudiertwerden.(Abbildung8)

Abbildung8:Hochdruck-HomogenisatorkombiniertmiteinemOnline-Liposom-Extruder

This article is from:

Was ist ein Liposom-Extruder? Wie funktioniert er?