$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Nanonośniki pozwalają na kontrolowane dostarczanie małych i makromolekularnych ładunków, w tym aktywnych jednostek, które, jeśli nie są zamknięte, byłyby albo wysoce degradowalne i/lub zbyt hydrofobowe do podawania in vivo. Spośród regularnie wytwarzanych morfologii nanonośników, pęcherzyki polimerowe analogiczne do liposomów (zwanych również polimeromami) oferują możliwość jednoczesnego ładowania ładunku hydrofilowego i hydrofobowego 1,2. Pomimo obiecujących zalet, polimeromy są nadal rzadkie w zastosowaniach klinicznych, częściowo ze względu na kilka kluczowych wyzwań związanych z ich produkcją. Do użytku klinicznego preparaty polimerowe muszą być wytwarzane w dużych, sterylnych i spójnych partiach.
Do tworzenia polimeromów z kopolimeru diblokowego można użyć wielu technik, takich jak poli(glikol etylenowy)-blok-poli(siarczek propylenu) (PEG-bl-PPS), które zawierają dyspersję rozpuszczalnika3, thin film rehydration1,4, mikrofluidyka 5,6, oraz bezpośrednie uwodnienie7. Dyspersja rozpuszczalnika wiąże się z długim czasem inkubacji w obecności rozpuszczalników organicznych, które mogą denaturować niektóre ładunki bioaktywne, takie jak białka. Rehydratacja cienkowarstwowa nie zapewnia kontroli nad polidyspersyjnością utworzonych polimeromów, często wymagając kosztownych i czasochłonnych technik wytłaczania w celu uzyskania akceptowalnej monodyspersyjności. Co więcej, zarówno mikropłyny, jak i bezpośrednie uwodnienie są trudne do skalowania w przypadku większych wolumenów produkcji. Spośród różnych metod wytwarzania nanonośników, nanoprecypitacja błyskawiczna (FNP) oferuje możliwość tworzenia wielkoskalowych i powtarzalnych preparatów8,9,10. Podczas gdy FNP był wcześniej zarezerwowany do formułowania nanocząstek z rdzeniem stałym, nasze laboratorium niedawno rozszerzyło zastosowanie FNP o konsekwentne tworzenie różnych morfologii nanostruktur PEG-bl-PPS11,12, w tym polimersomes11 i nanosfery biciągłe12. Odkryliśmy, że FNP był zdolny do tworzenia monodyspersyjnych preparatów polimeromów bez konieczności wytłaczania, co skutkowało lepszymi wartościami wskaźnika polidyspersyjności w porównaniu z nieekstrudowanymi polimeromami utworzonymi przez rehydratację cienkowarstwową i dyspersję rozpuszczalnika11. Dwuciągłe nanosfery, z ich dużymi domenami hydrofobowymi, nie były w stanie powstać przez cienkowarstwowe ponowne uwodnienie, pomimo formowania w wielu warunkach rozpuszczalnikowych z FNP12.
Tutaj podajemy szczegółowy opis syntezy kopolimeru diblokowego PEG-bl-PPS używanego do tworzenia polimeromów, mieszalnika CIJ (Limited Impactment Jets) używanego dla FNP, samego protokołu FNP oraz implementacji zautomatyzowanego systemu w celu zmniejszenia zmienności użytkownika. Zamieszczono informacje o tym, jak wysterylizować system w stopniu wystarczającym do wytworzenia preparatów wolnych od endotoksyn do stosowania in vivo, a także reprezentatywne dane dotyczące charakterystyki polimeromów tworzonych przez FNP. Dzięki tym informacjom czytelnicy zainteresowani wykorzystaniem polimerosomów do prac in vitro i in vivo będą mogli wytwarzać własne sterylne, monodyspersyjne preparaty. Czytelnicy z doświadczeniem w formulacjach nanonośników i posiadający wiedzę specjalistyczną w zakresie syntezy polimerów będą mogli szybko przetestować własne systemy polimerowe przy użyciu FNP jako potencjalnej alternatywy dla obecnych technik formulacji. Dodatkowo, opisane w niniejszym dokumencie protokoły mogą być wykorzystywane jako narzędzia edukacyjne do formułowania nanonośników na kursach laboratoryjnych nanotechnologii.