Lipit Nanopartikül Üretiminde Karşılaşılan Farmasötik Zorluklar

İlaç endüstrisi için çok büyük öneme sahip olan lipit nanopartiküller, temel olarak, nükleik asitleri koruyan ilaç taşıyıcı sistemlerdir. Yeni mRNA aşılarının ayrılmaz bir parçası olarak enjekte edildikten sonra hücrede amaçlanan bölgeye taşınırlar. LNP’ler, hedefe odaklı iletim etkinliğinin gelişmişliği, artırılmış biyoyararlanım ve kontrollü salınım yetenekleriyle birlikte proteinleri ve amino asit antijenlerini enkapsüle edebilme özelliklerinden dolayı sadece umut verici bir ilaç iletim sistemi değildir. Aynı zamanda LNP’ler, yeni nesil aşıların ve gen terapilerinin gelişimini önemli ölçüde etkileyen ve bazı durumlarda tercih edilen adjuvanlardır. İlaç iletim sistemleri olarak Lipit Nanopartikülleri kullanmanın birçok avantajına rağmen ilaç endüstrisi lipit nanopartikül üretiminde önemli zorluklarla karşı karşıyadır.

Bunlar:

• Hassas bir şekilde kontrol edilmesi gereken partikül boyutu ve partikül boyutu dağılımı
• Sterilizasyon sorunları
• Proses tekrarlanabilirliği ve ölçeklenebilirlik
• Regülasyon gereklilikleri (cGMP düzenlemeleri gibi)

Partikül Boyutunun Lipit Nanopartikül Üretimi Üzerindeki Etkisi

Üstün ilaç taşıyıcı sistemler olmalarına rağmen LNP’ler belirli partikül boyutu aralıklarında değillerse etkili olamazlar. Partikül boyutu, absorpsiyon, içerik homojenliği ve raf ömrünü etkileyen önemli bir faktördür. Lipit nanopartiküllerin parçacık boyutunun küçültülmesi yoluyla, faaliyetlerin hedef bölgelerine ulaşabileceği ve serbest bırakılabileceği verimli bir ilaç taşıyıcı sistem elde edilir. Bu nanopartikül boyutu küçültme, ürün stabilitesini sağlayarak nihai ürünün zaman içinde ayrılma olasılığı düşürür ve bu nedenle daha uzun bir raf ömrü elde ederek ürün israfını önlermiş olur.

Microfluidizer® teknolojisinin gücü, nano ölçekte küçük ve üniform (aynı ölçüde) LNP’ler elde etme yeteneğidir. Microfluidizer® teknolojisi, en yüksek kesme kuvvetlerini (shear force) sağlar ve bunu sürdürülebilir bir şekilde uygular. Bu teknolojinin merkezinde Microfluidics’in Etkileşim Odası teknolojisi bulunur. Etkileşim Odası içinden geçerek işlenen malzeme çok yüksek kesme hızlarına (shear rate) maruz kalır, böylelikle partikül boyutu küçültme için daha az geçiş gerekir. Bu verimli işleme, zamandan ve maliyetlerden tasarruf sağlar.

Steril Filtrasyon Zorlukları

İlaç üreticileri, aşı enjekte edilebilir olduğu için aşı üretiminde genellikle zaman alıcı ve pahalı bir aşama olan sterilizasyon konusunu dikkate almalıdır. Microfluidics’in sağladğı küçük ve dar partikül boyutları dağılımı sayesinde uygun maliyetli ve hassas steril filtreler uygulanabilir. Küçük nanopartiküller steril filtrelerden tıkanma veya ürün kaybetmeye neden olmadan geçebildiği için üretim kesintileri önlenebilir.

LNP üretimi, araştırma ve geliştirme sonuçlarından küresel dağıtıma, partiden partiye elde edilen aynı sonuçlarla nasıl çoğaltılabilir?

Yeni ilaçlar geliştirmek için araştırma ve geliştirme maliyetinin ilaç başına 2 milyar doların üzerine çıkabildiğini belirten son araştırmaların ışığında yeni bir ilaç geliştirmek maliyetli bir iştir. ABD Kongre Bütçe Ofisi’ne göre, ilk on ilaç şirketi yalnızca 2019’da Ar-Ge’ye 82 milyar doların üzerinde harcama yaptı. Ar-Ge’ye yapılan böylesine önemli bir yatırımla, laboratuvarda doğru sonuçlara ulaşmak yalnızca seri üretim ve küresel ölçekte dağıtım için çoğaltılabilirse yararlı olabilir. Dolayısıyla, laboratuvar sonuçlarını ölçek büyütme ile üretime aktarmak ilaç endüstrisinde en büyük önceliktir. Günde birkaç bin dozdan milyonlarca doza geçiş, sorunsuz ve sonuçlar tutarlı olmalıdır. Mevcut küçük ölçekli işleme talebi karşılayamaz ve tam olarak üretim ölçeğine geçmeden önce süreç iyileştirmeleri gereklidir.

Microfluidizer ekipmanları, her parti malzemeyi tam olarak aynı koşullar altında işlemden geçirir. Sabit geometrili Etkileşim Odası, hedef Lipit Nanopartikük özelliklerini elde etmek için daha az enerjiyle tutarlı ve tekrarlanabilir işleme sağlar. Ön karıştırma prosedürünü hassas bir şekilde kontrol ederek ve aynı sıcaklık koşullarını koruyarak, aynı partikül boyutu sonuçları partiden partiye çoğaltılır. Ölçek büyütmek için işlemci üzerindeki Etkileşim Odası içindeki mikro kanalların sayısı artar, böylece tekrarlanabilir ve doğrusal sonuçlar Ar-Ge’den pilot ve üretim ölçeğine kadar ölçeklenebilir. Örneğin, bir aşı adjuvan formülasyonu, küçük bir cGMP üretim tesisinde üretim ölçekli bir Microfluidizer® işlemcisi ile başarılı bir şekilde ölçeklenmiş ve sadece bir günde 5 milyon doz aşı üretmek için yeterli parti elde edilmiştir.

cGMP Uygunluğunu Sağlamak

Microfluidics, çok önemli bir nokta olarak, özellikle ilaç ve biyoteknoloji sektörlerinin ihtiyaçlarını karşılamak için laboratuvar ölçeğinden üretim ölçeğine kadar eksiksiz bir cGMP uyumlu işlemci yelpazesi sunar. Mühendislik uzmanlarından oluşan ekibimiz, temizlenebilirlik, üretimde kullanılması gereken malzemeler ve her cGMP uyumlu işlemcinin bakım faktörlerine kadar tasarım yönetmelikleri konusunda kendilerini sürekli güncellemektedir. Ekipmanlarımız, tüm hijyenik ekipman tasarımı ve kontrol sistemi gereksinimlerini karşılayarak ürünün kalitesini garanti eder. Mühendislerimiz, nanoteknoloji hedeflerine yönelik tüm regülasyonları karşılamak için gerekli kontrol düzeyi ve karmaşıklığını sağlamak için en iyi biyoteknoloji ve ilaç şirketleriyle birlikte çalışır.

Lipit nanopartikülleri tıp alanında önemli bir rol oynamaya devam ederken önde gelen ilaç şirketleri bu benzersiz ilaç taşıyıcı sistemlerin üretim zorluklarını dikkate almalıdır. Microfluidizer® işlemciler, partikül boyutu küçültme, steril filtrasyon, ölçeklenebilirlik ve yasal gereklilikler bakımından üstün, etkili ve verimli lipit nanopartikül üretimi sağlar. En iyi ilaç şirketleriyle onlarca yıldır süregelen başarılı çalışmalarıyla Microfluidizer® teknolojisi, günümüzün zorlu nanoteknoloji zorluklarını karşılamak için güvenilir bir teknoloji olduğunu kanıtlamıştır.

Kaynak: https://www.microfluidics-mpt.com/blog/pharmaceutical-challenges-for-lipid-nanoparticle-production