一个独立的专家的指导纳米制造设备
通过亚历山大·k·欧斯特,硕士MBA,欧斯特的业务解决方案
寡核苷酸、小分子和生物活性脂质治疗开始发挥更大的作用在许多传染性疾病和癌症的治疗。然而,这些疗法是高度不稳定,退化管理时,往往抑制越过某些膜壁垒因其物理尺寸和负电荷。1
纳米制造,它克服了这些障碍,已成为越来越受欢迎的药物输送器系统(DDS)。这里有几种方法来筛选脂质或聚合物用于DDS配方(即。混合方法),如乳化,微观混合,挤压/均质化,溶剂注入,和微流控方法。药物产品特性是关键。这里有几种方法来描述,如动态光散射(DLS),电动电势,高效液相色谱法等。
这些方法寻找粒度,纯度,组成,封装效率(EE),电荷和多分散性。2确保所选择的生产设备可以支持这些特殊性生产完美的纳米颗粒是至关重要的。
临床或商业批次?规模决定了你需要什么设备
选择正确的纳米制造设备依赖于纳米制造所需的规模。一些设备是按比例缩小的研究和开发(研发),而另一些则为大规模使用按照良好生产规范(GMP)。
各种方法用于制定药物级的纳米颗粒在下表中给出。表为采购提供了商业上可用的选项。您选择的设备特点,如最大流量、最小/最大样本(即。批)体积,情感表达,最终产生大影响纳米颗粒能生产什么。尤其如此的各种脂类脂质纳米粒(LNP)筛选要求制定临床前阶段的发展。有趣的是,制造业的大批量LNP药品比制造业历史上“容易”执行非常小的批次。
直到最近,这意味着药物赞助商必须切换技术类型之间的临床、临床和商业阶段。在过去的两年里,已经有种族底部纳米设备创新,以确定哪些公司可以提供解决方案所需的最小尺度在早期开发和大批量在以后的临床/商业阶段。
纳米制造设备 |
||||||
公司 |
模型 |
技术 |
研发/ 环鸟苷酸 |
最大流量 |
最小/最大音量 |
EE |
两代情 |
挤压 |
研发 |
- - - - - -1 |
.025 mL / 1毫升 |
- - - - - -1 |
|
CDMO |
内部2 |
溶剂注入 |
研发/ GMP |
根据需要 |
根据需要 |
- - - - - -1 |
CDMO |
内部2 |
挤压 |
研发/ GMP |
根据需要 |
根据需要 |
- - - - - -1 |
DIANT |
溶剂注入 |
研发 |
400毫升/分钟 |
20毫升/ -1 |
- - - - - -1 |
|
DIANT |
溶剂注入 |
GMP |
2 L /分钟 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
DIANT |
溶剂注入 |
GMP |
20 L / min |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
赢创 |
挤压 |
研发 |
- - - - - -1 |
1毫升/ > 100 L |
> 90% |
|
至于流体Dynamix |
溶剂注入 |
研发/ GMP |
> 1 L / min |
0.75 mL / -1 |
> 95% |
|
赫亚 |
均质化 |
研发/ GMP |
9 L /人力资源 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
赫亚 |
均质化 |
研发/ GMP |
> 1500升/小时 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
赫亚 |
均质化 |
GMP |
10000升/小时 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
赫亚 |
均质化 |
GMP |
1100升/小时 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
在治疗 |
微流控 |
研发 |
30毫升/分钟 |
0.025 mL / 0.25毫升 |
> 90% |
|
在治疗 |
微流控 |
研发 |
- - - - - -1 |
- - - - - -1/ 1 L |
> 90% |
|
Knauer |
溶剂注入 |
研发/ GMP |
70毫升/分钟 |
1毫升/ 10 L |
> 90% |
|
Knauer |
溶剂注入 |
环鸟苷酸 |
60 L / min |
10 L / 100 L |
> 90% |
|
Knauer |
溶剂注入 |
环鸟苷酸 |
120升/小时 |
10 L / L > 1000 |
> 90% |
|
莱昂纳米药物 |
溶剂注入 |
研发 |
- - - - - -1 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
莱昂纳米药物 |
溶剂注入 |
环鸟苷酸 |
- - - - - -1 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
莱昂纳米药物 |
溶剂注入 |
环鸟苷酸 |
- - - - - -1 |
- - - - - -1/ -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
研发 |
600毫升/分钟 |
30毫升/ -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
研发 |
90毫升/分钟 |
14毫升/ -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
GMP |
120毫升/分钟 |
50毫升/ -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
GMP |
450毫升/分钟 |
120毫升/ 100 L |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
GMP |
1.2升/分钟 |
1.5 L / -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
GMP |
7.56升/分钟 |
5.0 L / -1 |
- - - - - -1 |
|
微流体 |
均质化 |
GMP |
15.12升/分钟 |
5.0 L / -1 |
- - - - - -1 |
|
微孔 |
微观混合 |
研发 |
150毫升/分钟 |
1毫升/ 10 L |
97% |
|
微孔 |
微观混合 |
GMP |
200升/小时 |
5毫升/ > 100 L |
98% |
|
微孔 |
微观混合 |
GMP |
1500升/小时 |
30毫升/ > 1000 L |
- - - - - -1 |
|
微孔 |
微观混合 |
研发 |
200毫升/分钟 |
0.2毫升/ 250毫升 |
- - - - - -1 |
|
粒子的作品 |
微流控 |
研发 |
30毫升/分钟 |
0.1 mL / 2毫升 |
98% |
|
粒子的作品 |
微流控 |
研发 |
30毫升/分钟 |
0.25/10毫升 |
> 90% |
|
句 |
NxGen™混合 |
研发 |
N /一个 |
0.025 mL / 0.25毫升 |
> 90% |
|
句 |
NxGen™混合 |
研发 |
200毫升/分钟 |
1.0/60毫升 |
> 90% |
|
句 |
NxGen™混合 |
研发 |
115毫升/分钟 |
10 mL / L |
> 90% |
|
句 |
NxGen™混合 |
GMP |
200毫升/分钟3 |
10毫升/ - |
> 90% |
|
句 |
商业配方体系4 |
NxGen™混合 |
GMP |
48 L /人力资源 |
0.5/400 L |
> 90% |
句 |
模块化商业配方打滑4 |
NxGen™混合 |
GMP |
48 L /人力资源 |
- - - - - -1L / 4005 |
> 90% |
PreciGenome |
微流控 |
研发 |
3毫升/分钟 |
0.1 mL / 2毫升 |
> 90% |
|
PreciGenome |
微流控 |
研发 |
3毫升/分钟 |
1毫升/ 12毫升 |
> 90% |
|
PreciGenome |
微流控 |
研发 |
12毫升/分钟 |
2毫升/ 200毫升 |
> 90% |
|
PreciGenome |
微流控 |
GMP |
> 1 L /人力资源 |
10毫升/ > 1 L |
> 90% |
|
锁不住的实验室 |
微流控 |
研发 |
30毫升/分钟 |
0.25 mL / 1 L |
≥85% |
|
1未知由于混合报告或缺乏信息/数据发布。 2非专有设备制造业创造的网站来促进技术转移到他们的设施。 3升级到GMP单元可用,允许最大流量= 1.6 L / min。 4商业发射定于2023年7月中旬。句代表所提供的信息。 5最大/混合模块。 |
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EE特点与昂贵的药物赞助商特别感兴趣的API。EE的比例是指封装目标有效负载的纳米粒子。3注意许多因素影响EE的纳米颗粒或治疗,如亲水性、表面积、水体积,制备方法,和许多其他人。3这也意味着95%的封装速率不等于95%的所有API封装类型在一个现况。
然而,这确实意味着这个特定粒径封装纳米颗粒内的API的95%。理想情况下,EE应达到或超过95%由于高成本与核酸(信使rna、DNA等)和处理更多的欲望和样品体积/损失更少。高情感表达对应更高的药物功效。注意,这是把从API + LNP数据;有许多不同的ee与不同的API + LNP组合有关,因此它是设备和制定具体的。
此外,不同设备的流量中发挥关键作用的物理化学特性纳米颗粒的形成。4增加流量减小粒径,是理想的生产100纳米或更小的粒子。除了操纵粒子大小、纳米制造率也可以操纵不同流速。4最小和最大样品批量生产时还应该考虑看设备。使用设备和更高的样品批量生产可以减少制造时间和增加样品制备。
微观混合溶剂注入,和其他制备方法
同样重要的是要选择合适的纳米颗粒筛选方法依赖于API,脂质,和规模生产的兴趣。最新的筛查方法是微流体。该方法以精确控制LNP大小、宽带LNP配方优化、再现性和LNP过程是连续的。5微流控方法方法大体上可以分为两类:传统的微流体和微观混合。传统的微流体包括两个液体和固体的混合合成纳米粒子通过层流。5利用传统的微流体的设备必须仔细设计限制纳米颗粒处理通过通道堵塞。
相比之下,micromixers参考合成的有机纳米粒子相比,传统的液-液混合。6有两个主要的设计micromixers:水动力流聚焦和交错人字形。水动力流聚焦(高频电炉)混合使用层流设计。一连串的溶剂溶解纳米颗粒前体流动平行于antisolvent流。6这些平行流允许通过扩散的混合解决方案。
另一方面,交错人字形微观混合使用混乱的平流引起的人字形结构依赖于6个几何参数。6的混乱的平流系统允许较小的混合时间以较低的流体速度更快地产生纳米粒子同时限制稀释率。
虽然微流体纳米颗粒的形成是一个伟大的工具,直到最近它才适合小规模生产。溶剂注入方法通常被用来跟上高容量要求临床和商业发射。
溶剂注入是通过溶剂溶解水溶性液体中的纳米颗粒和API以及一个水相通过添加乳化剂。7注入水相有机相,减少液滴发生的地方。减少形成纳米颗粒和乳化剂稳定。7使用溶剂注入的优点包括机制的简单,重现性和可伸缩性。这种技术也适用于一个连续的制造方法,而不是一个batch-style方法。在前一种方法,你只是“设置它,算了吧。”
均化作用和挤压其他方面准备大规模纳米颗粒。均化使用极压条件减少粒子统一所需的大小。7粗脂质颗粒合成,将通过一个均质器小缺口。均质化的优点包括可扩展性、速度和低成本。挤压是一个力大粒子的方法通过纳米孔渠道产品以形成最终的现况。8
关于作者:
亚历山大•欧斯特硕士MBA,欧斯特的业务解决方案的共同创始人和所有者,医药咨询公司位于Maryville TN,他专注于战略规划和合作和技术支持。该公司提供CMC和项目管理服务,协助监管意见书,并帮助实现新技术。欧斯特作为注射药物协会的高级项目经理。他球州立大学的MBA学位和一个硕士学位在普渡大学分子和细胞生物学。
引用:
- http://dx.doi.org/10.2174/2211738507666190925112942
- https://www.mdpi.com/1999-4923/12/11/1095
- https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fnano.2021.719710/full
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7697682/
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365922000918
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202106580
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7587569/
- https://www-leland.stanford.edu/group/Zarelab/publinks/985.pdf
有关更多信息,请参见https://www.austbs.com/post/nanoparticle-manufacturing-equipment-updated