Magnetische nanodeeltjes bestaan uit metalen zoals ijzer, nikkel en kobalt, die gemanipuleerd kunnen worden door een magnetisch veld, evenals een chemisch component dat functionaliteit bezit. Ze variëren in grootte van nanometer tot micrometer, afhankelijk van het beoogde gebruik. Polymeer micellen zijn zelfassemblerende colloïdale dispersies met een hydrofobe kern en een hydrofiele schil in de grootte van 10–100 nm. Nano-micellen worden gebruikt om in water onoplosbare geneesmiddelen op te lossen, wat resulteert in een heldere waterige oplossing. Ze dienen als nuttige dragers omdat ze de afbraak van het geneesmiddel minimaliseren, de permeabiliteit van het geneesmiddel door de oogoppervlakken verbeteren met minimale of geen irritatie, wat leidt tot een verbeterde biologische beschikbaarheid van het oog en uiteindelijk bijdraagt aan het verminderen van bijwerkingen. Nano-micellen worden veel gebruikt in systemen voor het afleveren van geneesmiddelen aan het oog, waar suspensieproducten vaak problemen met patiëntacceptatie veroorzaken.

Nanomaterialen brengen echter aanzienlijke uitdagingen met zich mee voor de farmaceutische industrie, zowel op het gebied van de formulering als de productie. De Amerikaanse FDA definieert geneesmiddelen die complexe actieve ingrediënten, formuleringen, doseringsvormen, toedieningsroutes of complexe geneesmiddel-apparaatcombinaties bevatten, als complexe producten. Nanodeeltjes vallen zeker in deze categorie, waar de complexiteit vooral ligt in de formulering en de productieprocessen.

Een van de belangrijkste uitdagingen in de formulering van nanodeeltjes, vooral voor generieke bedrijven, is het afstemmen van de moleculaire gewichten, de deeltjesgrootteverdeling, de oppervlaktekarakteristieken zoals oppervlaktespanning, de membranen van de deeltjes, de geneesmiddelbelading en de afgiftekinetiek van het geneesmiddel. Nanodeeltjes worden voornamelijk verwijderd door macrofagen, die deel uitmaken van het reticuloendotheliale systeem (RES), en via renale klaring. Dit proces is vooral afhankelijk van de moleculaire gewicht, de deeltjesgrootte en de oppervlaktespanning van de nanodeeltjes. Het afstemmen van het moleculaire gewicht is cruciaal voor generieke bedrijven om chemische overeenkomsten te waarborgen. Er zijn echter uitdagingen als het gaat om de synthetische processen die doorgaans gepatenteerd zijn en niet openbaar beschikbaar zijn, waardoor het gebruik van alternatieve syntheseprocessen noodzakelijk maar uitdagend is.

De deeltjesgrootte is een ander belangrijk aspect dat afstemming vereist. Dit kan worden bereikt door middel van bioequivalentiestudies (PBE) zoals gespecificeerd door de FDA. De F2-waarde groter dan 50 wordt vaak geaccepteerd als bewijs van gelijkenis, hoewel in het geval van complexe nanodeeltjes een F2-waarde dicht bij 100 de voorkeur geniet. Dit is omdat het gebied onder de verdelingscurve direct gekoppeld kan worden aan de in vivo-prestaties van de twee formuleringen in het geval van nanosuspensies.

Oppervlaktespanning en hydrofobiciteit zijn van cruciaal belang voor de stabiliteit van nanodeeltjes en het proces van fagocytose. Wanneer nanodeeltjes in de bloedbaan terechtkomen, worden ze bedekt met bloedproteïnen die helpen bij fagocytose en de verwijdering van de deeltjes uit het bloed. Hoe meer hydrofiele oppervlakken, hoe minder fagocytose er plaatsvindt, en omgekeerd. Het meten van de oppervlaktespanning van een product voor en na verdunning wordt aanbevolen om de gelijkenis van generieke formuleringen te waarborgen. De membraneneigenschappen van liposomen beïnvloeden de afgiftekinetiek van het geneesmiddel, vooral door de aanwezigheid van verschillende lipiden, polymeren, surfactanten en hun arrangementen in de matrix.

Een van de grootste uitdagingen voor generieke bedrijven bij de ontwikkeling van nanopartikelformuleringen is de variabiliteit die voortkomt uit de actieve farmaceutische ingrediënten (API) en de hulpstoffen. De syntheseroutes van API’s kunnen sterk variëren tussen innovator- en generieke bedrijven, wat leidt tot verschillen in onzuiverheden, de stabiliteit van de conformatie, oplosbaarheid en de driedimensionale structuur van peptiden. Soms worden door innovatorbedrijven gebruikte polymeren speciaal op maat gemaakt, wat een uitdaging vormt voor generieke concurrenten vanwege patentkwesties. Verschillen in de synthese van hulpstoffen kunnen bovendien de formulering van nanodeeltjes aanzienlijk beïnvloeden.

Nanodeeltjes, zoals metaal-koolhydraatcomplexen, stellen generieke bedrijven voor de uitdaging om zowel de fysisch-chemische eigenschappen als de farmacokinetische gelijkwaardigheid (PK) af te stemmen. De opname van deze formuleringen door macrofagen is sterk afhankelijk van de magnetische eigenschappen van de kern, de interactie van de kern met het koolhydraatligand en de affiniteit voor plasma-eiwitten. De regulerende vereisten voor het aantonen van bio-equivalentie op basis van het totale, gebonden en ongebonden gehalte suggereren dat het generieke product op elk moment van de PK-profiel gelijk moet zijn aan het referentieproduct. Het vinden van biorelevante in vitro-eigenschappen om een in vitro-in vivo-correlatie op te stellen, is een uitdaging voor deze producten vanwege het beperkte begrip van de complexe processen die zich voordoen tijdens de opname van macrofagen.

Wat betreft het proces van nanodeeltjesproductie, zijn de uitdagingen groot. De succesvolle opschaling en fabricage van nanodeeltjes is problematisch vanwege de complexiteit van de betrokken productieprocessen. De fabricage van nanodeeltjes verschilt sterk van de conventionele productie van geneesmiddelen vanwege de kritieke stappen die niet eenvoudig opgeschaald kunnen worden van labgrootte naar pilotgrootte vanwege beperkingen van de apparatuur. Voorbeelden hiervan zijn het roeren of homogeniseren van de snelheden, droogtijden, uithardingstijden, lyofilisatiecycli en filtratieprocessen.

De productie van nanodeeltjes maakt voornamelijk gebruik van "top-down" en "bottom-up" benaderingen. Top-down benaderingen omvatten maalprocessen waarbij grove deeltjes worden omgezet in nanometerschaal, terwijl bottom-up benaderingen de polymerisatie van monomeren tot polymeren of moleculaire zelfassemblage in gewenste configuraties omvatten. Vaak mislukt een product dat op labgrootte succesvol was bij opschaling naar pilootgrootte vanwege het beperkte begrip van de bovengenoemde fenomenen die zich op grote schaal voordoen. Het optimaliseren van polymeren en surfactantconcentraties, de oplosmiddelverhouding en het beheersen van roer- of sonicatiewerkzaamheden helpt om de gewenste nanodeeltjeskenmerken te bereiken.

Bij de opschaling van nanopartikelprocessen is het essentieel dat de productiemethoden zo robuust mogelijk zijn om een soepele reproduceerbaarheid en opschaling naar commerciële schaal te garanderen. Bij processen zoals lyofilisatie moet speciale zorg worden besteed aan het verminderen van het aantal cycli en het identificeren van eindpunten. Het handhaven van consistente temperaturen, het adequaat aanpassen van de drukverdeling in de kamer, het aanpakken van verschillen in warmtetransmissie, het beheersen van nucleatievariabiliteit en het aanpassen van de vries- en droogparameters zijn essentiële stappen voor succesvolle opschaling.

Welke uitdagingen zijn er bij het opschalen van nanomedicijnen van laboratorium naar commerciële productie?

De afgelopen twintig jaar heeft nanomedicine een indrukwekkende ontwikkeling doorgemaakt, met baanbrekende innovaties in medicijnafgifte, diagnostiek en therapeutische interventies. Ondanks deze vooruitgang vormt de overgang van laboratoriumonderzoek naar grootschalige commerciële productie een complex en vaak lastig traject. Dit proces wordt gekenmerkt door een reeks ingrijpende uitdagingen die niet alleen wetenschappelijk en technologisch van aard zijn, maar ook organisatorisch, regulatorisch en infrastructureel. De sector van nanomedicijnen vereist een diepgaande kennis van materiaaleigenschappen, productieprocessen en kwaliteitssystemen om de belofte van nanotechnologie in de gezondheidszorg daadwerkelijk waar te maken.

Een essentieel knelpunt bij de opschaling is het waarborgen van consistentie en reproduceerbaarheid van nanopartikel-constructies wanneer deze in grotere volumes worden geproduceerd. Nanopartikels vertonen eigenschappen die sterk afhangen van hun grootte, oppervlak en functionalisatie. Kleine variaties in het productieproces kunnen daardoor leiden tot significante verschillen in stabiliteit, biologische beschikbaarheid en veiligheid van het eindproduct. Hierdoor moeten productiemethoden worden aangepast en geoptimaliseerd met behoud van de oorspronkelijke nanostructuur en functionaliteit, wat een grote technische uitdaging is.

Regelgevende instanties stellen strikte eisen aan chemie, productie en controle (CMC) voor nanomedicijnen, waarbij de veiligheid, werkzaamheid en consistentie van de producten kritisch worden geëvalueerd. Het navigeren door deze regelgeving vereist een grondige kennis van wet- en regelgeving, uitgebreide documentatie en een proactieve benadering van kwaliteitsborging. Het inrichten van infrastructuur die voldoet aan de industriële normen en regelgevende verwachtingen is daarbij onontbeerlijk. Dit betekent dat productiefaciliteiten geavanceerde apparatuur, strenge hygiëneprotocollen en geautomatiseerde procescontroles moeten integreren om contaminatie en variabiliteit te minimaliseren.

Technologisch gezien worden in de productie van nanomedicijnen diverse synthese- en functionalisatietechnieken toegepast. Zowel bottom-up als top-down benaderingen spelen een rol bij het creëren van nanostructuren, met additionele technieken zoals PEGylatie die zorgen voor een verbeterde stabiliteit en biologische compatibiliteit van nanopartikels. De keuze van methodiek is bepalend voor de schaalbaarheid en de eigenschappen van het eindproduct. Voor lipide-nanopartikels, die prominent zijn geworden door mRNA-vaccins, is een nauwkeurig beheerd productieproces cruciaal om uniformiteit en effectiviteit te garanderen.

De commerciële fabricage van liposomen, polymeren en nanokristallen vereist eveneens voortdurende innovaties in productieprocessen en kwaliteitscontrole om consistentie op industriële schaal te verzekeren. Dit geldt ook voor anorganische en metalen nanopartikels, die door hun unieke fysische en chemische eigenschappen bijzondere aandacht vragen bij grootschalige productie. Verder zijn nano- en micro-emulsies belangrijke dragers voor medicijnafgifte en formuleringen, waarvoor de opschaling eveneens technische en regulatorische uitdagingen kent.

Tot slot wint het gebruik van nanogecoate medische hulpmiddelen terrein, waarbij nanotechnologie de functionaliteit en prestaties van implantaten en instrumenten significant kan verbeteren. De integratie van nanotechnologie in medische apparaten vraagt om gespecialiseerde kennis over materiaalinteracties en productieprocessen die aan medische standaarden voldoen.

Het traject van laboratoriumonderzoek naar commerciële productie van nanomedicijnen vereist een multidisciplinaire aanpak waarin wetenschappelijke innovatie hand in hand gaat met technische optimalisatie, regelgevende naleving en infrastructuuraanpassingen. Het is van essentieel belang dat betrokken onderzoekers, fabrikanten en beleidsmakers een diepgaand begrip hebben van zowel de fundamentele wetenschappelijke principes als de praktische uitdagingen bij opschaling. Alleen zo kunnen nanomedicijnen hun potentieel volledig benutten en de gezondheidszorg fundamenteel verbeteren.

Belangrijk is ook te beseffen dat nanomedicijnen niet enkel een technologische innovatie zijn, maar een geïntegreerd systeem waarin productie, kwaliteit, veiligheid en regelgeving continu met elkaar moeten worden afgestemd. Innovaties in nanomedicine vragen om flexibele maar rigoureuze productieplatforms, die zich kunnen aanpassen aan snel veranderende eisen van wetenschap en markt. Daarnaast is het cruciaal om ethische en maatschappelijke aspecten mee te wegen, zoals de impact op de volksgezondheid, toegankelijkheid van nieuwe therapieën en transparantie over risico’s en voordelen.

Wat zijn de verschillende methoden voor de bereiding van liposomen en hun toepassingen in nanogeneeskunde?

Liposomen zijn een veelgebruikte drug delivery-systeem in de geneeskunde, met name voor de behandeling van kanker. Liposomen van een grootte tot 100 nm worden vaak gekozen in de oncologische biologie en voor gerichte therapieën in tumoren. Wanneer deze kleine vesicles worden gecoat met polymeren zoals polyethyleenglycol (PEG), hebben ze de mogelijkheid om het immuunsysteem te ontwijken, fagocytose te vermijden, de verwijdering uit het lichaam te voorkomen en ze vertonen langere circulatietijden in het bloed.

De traditionele methoden voor de bereiding van liposomen omvatten verschillende technieken die elk een specifieke rol spelen bij de eigenschappen van het resulterende liposoom, zoals de grootte, stabiliteit en homogene distributie van de vesicles. Deze methoden zijn fundamenteel in de productie van liposomen voor zowel onderzoeksdoeleinden als commerciële toepassingen.

Traditionele methoden voor liposoombereiding:

De oudste en een van de meest gebruikte technieken is de zogenaamde "thin-film hydration" (TFH) methode, ook wel de Bangham-methode genoemd. In deze techniek worden fosfolipiden opgelost in een organisch oplosmiddel. Het oplosmiddel wordt daarna verdampt met behulp van een roterende verdamper bij een verhoogde temperatuur in aanwezigheid van inert gas zoals stikstof of argon. Nadat de lipidefilm is gevormd, wordt deze gehydrateerd met een geschikt waterig medium, zoals een buffer, waarin de lipiden zich organiseren in gestapelde bilayers.

De hydratatie van de lipiden vindt meestal plaats bij een verhoogde temperatuur van 60-70°C, boven de faseovergangstemperatuur van het lipide. Het proces kan uren duren, afhankelijk van de hoeveelheid lipiden en de dikte van de gevormde film. Na de hydratatie is een homogenisatiestap vaak nodig om de liposomen te verfijnen en te zorgen voor een uniforme grootte en lamelliteit.

Andere technieken voor liposoombereiding:

Naast de TFH-methode zijn er andere technieken die liposomen met verschillende eigenschappen kunnen produceren. Een daarvan is de detergentverwijderingsmethode, waarbij gebruik wordt gemaakt van een detergent om de lipiden op te lossen in een oplossing, zodat unilamellaire vesicles worden gevormd wanneer het detergent wordt verwijderd. Dit kan gebeuren via methoden zoals verdunning of dialyse. Het voordeel van deze methode is de controle over de morfologie van de liposomen en de homogeniteit van het eindproduct.

De oplosmiddel-injectiemethode is ook een populaire techniek. Bij de ethanolinjectiemethode worden fosfolipiden opgelost in ethanol en snel geïnjecteerd in voorverwarmd gedestilleerd water of buffer. Het ethanol diffundeert in de waterige fase, wat leidt tot de neerslag van de lipidemoleculen en de vorming van bilayerfragementen die de waterige fase omsluiten. Deze techniek biedt de mogelijkheid om zowel kleine als grote unilamellaire vesicles te produceren.

Een andere variant is de etherinjectiemethode, die vergelijkbaar is met de ethanolinjectiemethode, maar gebruik maakt van ether als oplosmiddel. Ether wordt gemakkelijker verwijderd dan ethanol, maar de hogere temperaturen die nodig zijn voor etherverwijdering kunnen thermolabiele geneesmiddelen destabiliseren.

De Reverse-Phase Evaporation Method (RPEM):

Bij de reverse-phase evaporatiemethode worden fosfolipiden opgelost in een organisch oplosmiddel, waardoor omgekeerde micellen ontstaan. Het toevoegen van een waterige fase leidt tot de reorganisatie van de lipiden aan de interface tussen olie en water, waardoor een water-in-olie (w/o) micro-emulsie ontstaat. Na emulsificatie door mechanische of sonische technieken wordt het organische oplosmiddel verwijderd met een roterende verdamper onder verminderde druk en bij verhoogde temperatuur. Deze methode maakt het mogelijk om grote volumes van de waterige fase in de kern van de liposomen op te nemen, hoewel het moeilijk te schalen is voor industriële productie en gevoelig kan zijn voor moleculaire denaturatie.

Afmetingen en stabiliteit van liposomen:

Het downsizen van liposomen na de initiële bereiding is een kritieke stap. Dit kan worden bereikt met behulp van technieken zoals sonificatie of microfluidisatie. Bij sonificatie wordt hoge energie toegepast om liposomen te verkleinen, maar de tijd en amplitude van de sonificatie zijn van cruciaal belang om de juiste eigenschappen te behouden. Microfluidisatie daarentegen maakt gebruik van twee vloeistofstromen die onder hoge druk in een mengkamer botsen. Dit resulteert in een gecontroleerde groottevermindering van de liposomen zonder de noodzaak voor externe energiebronnen zoals sonificatie.

Overwegingen voor commerciële productie:

Hoewel deze technieken goed toepasbaar zijn voor laboratoriumomstandigheden, moeten er aanzienlijke overwegingen worden gemaakt bij de opschaling voor commerciële productie van nanomedicijnen. Parameters zoals de temperatuur, de snelheid van oplosmiddelverwijdering, de concentratie van gebruikte stoffen, en de tijdsduur van bepaalde fasen zijn essentieel voor het garanderen van een uniforme en stabiele liposoomproductie op grotere schaal. Voor therapeutische toepassingen is het bovendien van belang dat de liposomen niet alleen effectief de werkzame stof leveren, maar ook veilig en goed verdraagbaar zijn voor de patiënt.

De productie van liposomen vereist diepgaande kennis van zowel de fysische als chemische eigenschappen van de lipiden, de oplosmiddelen en de gebruikte technieken. De keuze van de juiste bereidingsmethode is dus niet alleen afhankelijk van de gewenste liposoomgrootte en -morfolgie, maar ook van de stabiliteit en de mogelijkheid om het proces efficiënt te schalen naar commerciële niveaus.

Hoe worden nanomaterialen synthetisch vervaardigd: bottom-up methoden en hun uitdagingen

De synthese van nanomaterialen kan grofweg via twee benaderingen plaatsvinden: bottom-up en top-down. De bottom-up aanpak richt zich op het samenvoegen van atomaire of moleculaire componenten tot nanostructuren (NS) met nieuwe of specifieke eigenschappen. Dit proces vindt veelal plaats in vloeistof- of gasfase, waarbij controle over de bouwstenen leidt tot een grotere precisie in structuur en functie. Deze strategie is een voortzetting van supramoleculaire chemie, waarbij de focus ligt op intermoleculaire bindingen en het ontwerp van complexe, functionele entiteiten.

Een veelbelovende techniek binnen de bottom-up benadering is de microgolf-geassisteerde synthese. Hierbij wordt gebruikgemaakt van elektromagnetische straling om door middel van polarisatie en conductie warmte te genereren, wat het nucleatie- en groeiproces van kristallen aanzienlijk versnelt. De voordelen zijn onder andere snellere reacties, hogere opbrengsten en de vorming van materialen met scherp afgebakende morfologieën en goed gedefinieerde oppervlakken. Dit is cruciaal voor toepassingen zoals katalyse en oppervlakteversterkte Ramanverstrooiing (SERS). Bovendien maken de hoge selectiviteit voor polaire moleculen en het relatief milieuvriendelijke karakter deze methode schaalbaar en kostenefficiënt. Zo worden bijvoorbeeld zilver- en goudnanodeeltjes via microgolfstraling vervaardigd voor gerichte medicijnafgifte, wat de therapeutische effectiviteit verhoogt terwijl bijwerkingen geminimaliseerd blijven.

Toch kleven er ook beperkingen aan microgolf-synthese. Niet-uniforme verwarming is een bekend probleem, vooral bij opschaling, omdat microgolven vooral polaire stoffen effectief verwarmen, wat kan leiden tot inconsistenties in kwaliteit en eigenschappen van de nanodeeltjes. Daarnaast zijn sommige materialen, zoals bulkmetalen, slechte microgolfabsorbeerders, waardoor de toepassing beperkt is. De snelle opwarming kan ook leiden tot onregelmatige groei en gebrek aan controle over de deeltjesgrootte en morfologie. Bovendien vormen de hogere investeringskosten voor gespecialiseerde microgolfreactoren een drempel voor grootschalige industriële toepassing.

Een andere belangrijke techniek binnen de bottom-up synthese is de hydrothermale methode. Hierbij worden nanomaterialen gevormd uit aquatische oplossingen bij hoge temperatuur en druk in gesloten systemen. Water fungeert als oplosmiddel en reactiemedium, waarbij verhoogde temperaturen en drukken zorgen voor een betere oplosbaarheid van reactanten en versnelde reacties. Deze methode biedt gedetailleerde controle over de grootte, vorm en kristalliniteit van de nanodeeltjes. Parameters als temperatuur, druk, reactietijd en pH zijn van doorslaggevend belang voor de uiteindelijke eigenschappen. De hydrothermale synthese onderscheidt zich door het vermogen om zuivere materialen met goed gedefinieerde morfologieën te produceren, vaak bij relatief lage temperaturen en zonder gebruik van gevaarlijke organische oplosmiddelen. Dit maakt het een milieuvriendelijke en veelzijdige methode, met toepassingen in onder meer fotokatalyse, sensoren en biomedische materialen.

De nadelen van de hydrothermale aanpak zijn vooral de lange reactietijden, die kunnen variëren van uren tot dagen, wat de schaalbaarheid en efficiëntie bij industriële productie beperkt. Daarnaast vergt het handhaven van hoge druk- en temperatuurcondities een aanzienlijke hoeveelheid energie, wat de kosten en ecologische voetafdruk verhoogt. Ondanks deze uitdagingen blijft de methode favoriet voor de productie van complexe en functionele nanomaterialen.

Het is van belang te beseffen dat het succes van nanomaterialen in praktische toepassingen niet alleen afhankelijk is van hun synthese, maar ook van de mate van controle over hun fysische en chemische eigenschappen. Dit vereist een diepgaand begrip van de relatie tussen de syntheseparameters en de structurele kenmerken van de nanodeeltjes. Eveneens is kennis van de interactie tussen nanomaterialen en hun omgeving essentieel, bijvoorbeeld hoe morfologie en oppervlakte-eigenschappen de biologische compatibiliteit, toxiciteit en functionaliteit beïnvloeden. Naast de technische aspecten speelt ook de opschaling naar commerciële productie een cruciale rol, waarbij methoden moeten voldoen aan criteria van reproduceerbaarheid, kostenefficiëntie en milieuvriendelijkheid. Daarom is multidisciplinaire integratie van chemie, materiaalkunde, engineering en toxicologie noodzakelijk om nanomaterialen succesvol in de praktijk te brengen.

Hoe kunnen Nanodeeltjes Efficiënt worden Gepureerd en Gedroogd voor Commerciële Productie?

De productie van nanodeeltjes vereist geavanceerde technieken voor het zuiveren en drogen van de formuleringen om de stabiliteit, veiligheid en effectiviteit van nanogene medicijnen te waarborgen. Verschillende methoden zijn ontwikkeld en toegepast om deze processen op grote schaal uit te voeren, maar elke techniek heeft zijn eigen voordelen en beperkingen. Een goed begrip van deze technieken is essentieel voor de productie van nanodeeltjes die voldoen aan de strikte eisen van de farmaceutische industrie.

Een van de veelgebruikte technieken voor de zuivering van nanopartikel-suspensies is de crossflow-microfiltratie, die vaak wordt uitgevoerd met hydrofiele membranen. Dit proces minimaliseert de vorming van een cake, wat kan leiden tot een hogere efficiëntie in de productie (Madaeni en Fane, 1996). Een alternatieve benadering is diafiltratie, waarbij het volume van de suspensie constant wordt gehouden door continue toevoeging van zuiver water (Limayem et al., 2004). Deze methoden bieden belangrijke voordelen, zoals het behoud van de deeltjesgrootte en de stabiliteit van de suspensie, wat cruciaal is voor grootschalige productieprocessen.

Een meer geavanceerde techniek is de tangentiële stromingsfiltratie (TFF), waarbij de vloeistof parallel aan het membraan stroomt, in plaats van erdoorheen te passeren. Deze techniek voorkomt dat deeltjes zich ophopen op het filteroppervlak, wat de operationele levensduur van het filter aanzienlijk verlengt (Łącki et al., 2018). TFF kan ook effectief stabilisatoren verwijderen met weinig invloed op de opbrengst, grootte en stabiliteit van de eindproducten. Bij het schalen van het proces is de geometrische gelijkenis van de membraancartridges essentieel om de prestaties op grotere schaal te garanderen. Deze aanpak maakt het mogelijk om de prestaties van de filters te behouden zonder de filtratie-efficiëntie in gevaar te brengen, zelfs bij een toename in viscositeit van het permeaat (Łącki et al., 2018).

Naast TFF is er ook de techniek van dialyse, die gebruikmaakt van cellulosemembranen met een bepaald molecuulgewicht-uitsluitpunt. Deze methode kan echter leiden tot voortijdige vrijgave van de nanopartikelen tijdens het lange zuiveringsproces, wat de efficiëntie vermindert en het risico op microbiologische contaminatie vergroot. Gelfiltratie is een snellere methode, maar heeft beperkingen in de monsterhoeveelheid die kan worden verwerkt en de resolutie tussen onzuiverheden en kleine nanodeeltjes, wat de toepasbaarheid voor bepaalde geneesmiddelbeladen nanoparticulaten beperkt.

Als het gaat om de opslag en stabiliteit van nanogene medicijnen, is het cruciaal om de fysisch-chemische integriteit van de deeltjes te behouden, aangezien ze onderhevig zijn aan afbraak door factoren zoals water, zuurstof, licht en temperatuur. Het behoud van de stabiliteit kan worden verbeterd door het verminderen van het watergehalte in de nanodeeltjes, wat het risico op hydrolytische afbraak minimaliseert. Een veelgebruikte techniek voor het drogen van nanopartikelen is lyofilisatie (vriesdrogen) en sproeidrogen. Deze processen dragen niet alleen bij aan de stabiliteit van de formuleringen, maar maken het ook mogelijk om de producten gemakkelijker te hanteren, opslagruimte te besparen en transportkosten te verlagen (Magenheim en Benita, 1991).

Lyofilisatie is een veelgebruikte techniek die helpt de stabiliteit van farmaceutische en biologische producten op lange termijn te waarborgen door hun oorspronkelijke eigenschappen te behouden. Het proces wordt vaak gecombineerd met sproeidrogen om de productie efficiënt te maken. Vriesdrogen biedt als voordeel dat het de biologische activiteit van de deeltjes beter behoudt dan conventionele drogingstechnieken. Het wordt in veel gevallen als de voorkeursmethode gezien vanwege de betere controle over het eindproduct.

De keuze tussen verschillende zuiverings- en droogtechnieken hangt sterk af van de aard van de nanopartikelen, het type actieve ingrediënten en de uiteindelijke toepassing. De stabiliteit van nanodeeltjes kan ook beïnvloed worden door het materiaal waaruit de membranen zijn vervaardigd. Het gebruik van hydrophiele membranen, zoals gemodificeerde polysulfonen (mPES), kan bijvoorbeeld helpen bij het verminderen van vervuiling en biofouling, wat de efficiëntie van het filtratieproces verbetert (Raghunath et al., 2012). Ook moet de compatibiliteit van de membranen met de oplosmiddelen die worden gebruikt in de productie zorgvuldig worden beoordeeld om een optimale prestaties te garanderen.

In de toekomst kunnen geavanceerde droogtechnieken zoals continue spray-drogen en vriesdrogen mogelijk een rol spelen in de gestandaardiseerde, continue productie van nanogene medicijnen. Deze benaderingen kunnen niet alleen de proces efficiëntie verbeteren, maar ook de consistentie en uniformiteit van het eindproduct bevorderen.

Hoe je de juiste persoon aanstelt: het belang van een zorgvuldige selectie
Wat maakt het verschil tussen jeugdige idealen en volwassen realiteit?
Hoe kunnen Metal-Organic Frameworks (MOFs) de efficiëntie van fotokatalyse verbeteren?
Wat zijn de synergetische effecten van voeding en training op spierkracht en anti-veroudering?