Lipid Nanopartiküllerinin Kapalı Çarpmalı Jet Karıştırıcılarda Türbülanslı Akışla Sentezlenmesi

Araştırmamız, sınırlı geometrilerde çözücü ve çözücü önleyici akışların türbülanslı bir şekilde karıştırılması yoluyla nanopartikül oluşumunu anlamaya odaklanmıştır. Kapalı türbülanslı karıştırma, yüzlerce mikrolitrelik laboratuvar ölçeğinden dakikada onlarca litrelik endüstriyel ölçeğe kadar değişen sürekli akış koşulları altında lipid nanopartiküllerinin tekrarlanabilir üretimini sağlar. Lipid nanopartikülleri tipik olarak mikroakışkan cihazlarla veya pipet karıştırma ile hazırlanır.

Bu mikroakışkan cihazlar, bu kılcal kanallarda etanol çözücü ve sulu antisolvent akışlarını karıştırır. Bununla birlikte, bu küçük kanallar ve düşük akış hızları, düşük bir Reynolds sayısı verir ve bu da laminer karıştırmaya yol açar. Ve pipet karıştırma, çözücü akışını doğrudan bir çözücü önleyici banyoya enjekte ederek LNP'ler üretir.

Lipid nanopartikülleri yapmak için mevcut yöntemler zayıf ölçeklenebilirliğe ve tekrarlanabilirliğe sahiptir. Örneğin, pipet karıştırma, sınırsız manuel karıştırma nedeniyle doğası gereği değişkendir. Mikroakışkan cihazlar bu sorunların bazılarını ele alırken, çok düşük akış hızlarında çalışırlar.

Ve kanal duvarlarında lipid RNA birikimi nedeniyle faul yaparlar. Bu sorunlar, laboratuvardan kliniğe ölçeklerde yüksek verime sahip tekrarlanabilir tekniklere sahip olma ihtiyacını vurgulamaktadır. Bu protokol, farklı parti boyutlarında türbülanslı karıştırma yoluyla lipid nanopartiküllerinin tekrarlanabilir ve ölçeklenebilir üretimini gösterir.

Araştırmacılar, uzun süreli denemeler için daha büyük malzeme partileri üretmeden önce küçük ölçeklerde LNP formülasyon taramasını veya optimizasyonunu güvenle gerçekleştirebilirler. Türbülanslı karıştırma, parti boyutundan bağımsız olarak tutarlı nanopartiküller sağlar. Geometri ile sınırlı türbülanslı karıştırıcılar, mevcut lipid nanopartikül üretim teknikleriyle ilgili büyük sorunları ele almaktadır.

Türbülanslı koşulların kullanılması, farklı büyüklükteki oligonükleotidlerin LNP çekirdeğine dahil edilmesini sağlayan daha hızlı moleküler ölçekli karıştırma üretir. CIJ mikser ayrıca mikser duvarlarında lipit birikmesinden kaynaklanan kirlenmeyi de ortadan kaldırır. Aynı Reynolds sayısındaki türbülanslı akışlar, tutarlı karıştırma için kendine benzer türbülanslı Kolmogorov ölçeği girdaplarına sahiptir.