Nanoteknik får en allt större betydelse inom läkemedels- och bioteknikindustrin. Men att framställa mycket små partiklar är bara en del av utmaningen. Processen måste också ge en jämn partikelstorleksfördelning och kunna skalas upp utan att produktens egenskaper förändras.
Det är här Microfluidics Microfluidizer-teknik kommer in. Företagets högtrycksprocessorer används bland annat för nanoemulsioner, lipidnanopartiklar, liposomer, celldisruption och reduktion av partikelstorlek.
Tekniken bygger på att material pumpas under konstant högt tryck genom mycket små mikrokanaler i en så kallad interaktionskammare (Interaction Chamber). Arbetstrycket kan uppgå till 30 000 psi, motsvarande drygt 2 000 bar. I mikrokanalerna utsätts materialet för höga skjuvhastigheter och kollisionskrafter, vilket kan reducera partiklar och droppar till mycket små och jämna storlekar.
Den fasta geometrin i interaktionskammaren en viktig skillnad jämfört med konventionella homogenisatorer. Konstruktionen ska säkerställa att hela materialflödet utsätts för samma behandling och därmed bidra till hög reproducerbarhet.
Viktigt för nya läkemedelsformuleringar
Tekniken används inom flera områden som är centrala för modern läkemedelsutveckling. Ett exempel är liposomala formuleringar och lipidnanopartiklar, LNP, som används för att transportera aktiva substanser. Microfluidics uppger att tekniken kan användas för att producera LNP i större volymer med konsekventa resultat.
Ett annat viktigt område är celldisruption inom bioteknik. Där används mekaniska krafter för att öppna celler och frigöra exempelvis proteiner som sedan ska renas. Utmaningen är att effektivt bryta sönder cellerna samtidigt som det intracellulära materialets integritet bibehålls.
Nästan två tredjedelar av de Microfluidizer-processorer som installerats globalt används enligt företaget inom biofarmaceutiska applikationer. Tekniken används också av nästan samtliga av världens 20 största läkemedelsföretag.
Samma process från labb till produktion
En särskilt viktig fråga inom läkemedelsutveckling är uppskalning. En process som fungerar med några milliliter i laboratoriet måste kunna ge motsvarande resultat när volymen ökar till industriell nivå.
Microfluidics lösning är att använda samma grundläggande geometri genom hela utvecklingskedjan. Interaktionskammarsystemet kan skalas upp genom parallella mikrokanaler, vilket gör att centrala processparametrar kan behållas när volymerna ökar.
Produktportföljen omfattar därför utrustning från små laboratoriemodeller till pilot- och produktionssystem. Flera modeller kan levereras i cGMP-kompatibla utföranden för biofarmaceutisk produktion. Utrustningen kan även används i tillverkningsprocesser för flera FDA-godkända läkemedel.
För läkemedelsindustrin är förmågan att skala upp avancerade nanoprocesser central. Det räcker inte att skapa rätt partikel i laboratoriet – processen måste också vara reproducerbar och fungera i en reglerad produktionsmiljö.
Det är i övergången från nanometer till industriella volymer som högtrycksprocessning kan få en allt viktigare roll.
