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approfondimenti
Produzione di microcapsule
di solfato di cellulosa
Gli strumenti BUCHI B-390/395 permettono la produzione di microcapsule sferiche
a base di cellulosa solfato trattate con poli-DADMAC in un processo diretto e con distribuzione
omogenea delle dimensioni, adatte per applicazioni biotecnologiche.
LIFE SCIENCE/BIOTECH/NANOTECH
Il solfato di cellulosa è un estere biocompatibile con il quale è
possibile produrre microcapsule attraverso il gocciolamento controllato all’interno di un bagno di precipitazione contenente cloruro
di polidialidimetilammonio (poli-DADMAC), un policatione sintetico.
La rapida interazione elettrostatica, che avviene nell’interfaccia,
tra i due polimeri di carica opposta, genera la formazione di una
membrana idrogel meccanicamente stabile in un processo diretto.
Le conseguenti microcapsule sono pertanto dotate di straordinarie
proprietà meccaniche, dovute ai gruppi solfato fortemente interagenti, che impediscono l’inizializzazione della risposta immunitaria.
Queste membrane hanno struttura omogenea e una dimensione
ridotta della porosità, che può essere anche pre-determinata.
Il metodo del gocciolamento controllato viene utilizzato prevalentemente per l’incapsulazione di cellule animali o staminali, per
applicazioni mediche e biotecnologiche, alcune delle quali sono
già state testate a livello clinico per il trapianto cellulare in esseri
umani. La stessa tecnica può essere impiegata per l’incapsulazione
di principi attivi farmaceutici. Lo scopo di questo lavoro è quello di
B-390/B395Pro
dimostrare il vantaggio della produzione di capsule in poli-DADMAC
rispetto ad altre membrane (ad esempio, alginato-poli-L-lisina), che
richiedono processi più lunghi e complessi.
Unreacted CS
Metodo - 2 g di cellulosa solfato vengono sciolti in 100 ml di
(semi-aqueous
acqua e omogeneizzati, quindi la soluzione viene fatta riposare fino
liquid-core)
a quando si presenti limpida e priva di aria (rimossa con ultrasuoni
o sotto vuoto). 8 g di poli-DADMAC (Mw 35 kDa) vengono sciolti in
200 ml di acqua, mentre il materiale da incapsulare viene aggiunto
CS-PolyDADMAC al solfato e mescolato. Durante la produzione delle capsule, i
membrane
materiali vengono intrappolati dalla matrice di cellulosa, che viene
successivamente avvolta dalla membrana policationica. 20 ml di
soluzione con cellulosa vengono fatti gocciolare dallo strumento
Buchi B-395 fino ad ottenere una frequenza stabile.
Le goccioline vengono disperse uniformemente, grazie all’applicazione
di una carica elettrostatica, che ne evita la collisione. Una volta a
contatto nel bagno policationico, la membrana comincia a gelificare e dopo 30 minuti è considerata stabile. A questo punto le capsule possono essere lavate
con abbondante acqua, in modo da eliminare l’eccesso di poli-DADMAC dalla superficie.
Conclusione - Gli strumenti Buchi B-390/395 permettono la produzione di microcapsule sferiche a base di cellulosa solfato trattate con poli-DADMAC
in un processo diretto e con distribuzione omogenea delle dimensioni. Lo strumento B-395 consente anche la produzione sterile, grazie al reattore
completamente autoclavabile. In letteratura sono presenti pubblicazioni che dimostrano la funzionalità di queste capsule, rispetto alle tradizionali capsule
in alginato-poli-L-lisina. Le capsule possono essere prodotte nella gamma dimensionale da 0.4 a 2.5 mm.
Referenze
Dautzenberg, H. et al. (1999). Development of cellulose sulphate-based polyelectrolyte complex microcapsules for medical applications, P. 46-63. In D.
Hunkeler, et al., (Ed). Bioartifical Organs II: Technology, Medicine and Materials. New York Acad Sciences, New York (1999).
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LAB
Gennaio-Febbraio 2014
IL MONDO
DEL LABORATORIO
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