1.  引言

BIND Therapeutics, Inc. 是一家生物制藥公司，開發(fā)稱為 Accurins（見圖 1）的靶向納米粒子技術(shù)，用于治療癌癥和其他具有大量未滿足醫(yī)療需求的嚴(yán)重疾病。通過結(jié)合控釋聚合物系統(tǒng)、靶向和遞送大量治療藥物的能力，Bind 正在為一類新型靶向治療開發(fā)一個(gè)納米技術(shù)支持的平臺(tái)。

圖 1. BIND Accurins 技術(shù)

Accurins 通常是 80-120 nm 的顆粒，由具有活性藥物成分 (API) 核心的聚丙交酯聚乙二醇 (PLA-PEG) 共聚物組成。共聚物的 PLA 部分為包封疏水性 API 提供了一個(gè)可生物降解的、相對(duì)疏水的核心。聚合物的親水性聚乙二醇酯部分期望覆蓋在顆粒的表面，使它們能夠逃避網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)吞噬細(xì)胞的調(diào)理和從血液循環(huán)中移除。80-120 nm 的大小非常適合通過滲漏的脈管系統(tǒng)（增強(qiáng)的通透性和滯留性，或 EPR 效應(yīng)）積聚在腫瘤部位，同時(shí)避免被脾臟過濾。

80-120 nm也是適合所需理化特性的尺寸，可保持高載藥量、控制釋放和加工能力，包括最終無菌過濾和凍干的能力。

Accurins 是通過納米乳液工藝制造的，該工藝使用高壓均化來剪切分散在不混溶水相中的有機(jī)液滴。控制液滴尺寸對(duì)于確定藥品的最終尺寸分布十分重要。許多因素會(huì)影響液滴大小，包括原材料屬性、顆粒配方、均質(zhì)機(jī)機(jī)械性能、水相組成和工藝參數(shù)。該批次開始生產(chǎn)后，均質(zhì)器壓力是最容易控制來調(diào)節(jié)尺寸的過程。

BIND 014 是一種 Accurin，開發(fā)用于將多西紫杉醇遞送至實(shí)體瘤和癌細(xì)胞，表達(dá)前列腺特異性膜抗原 (PSMA)。這里描述的所有實(shí)驗(yàn)都是針對(duì) BIND-014 Accurins。

2.  在線動(dòng)態(tài)光散射

動(dòng)態(tài)光散射 (DLS) 可用于測(cè)量亞微米顆粒尺寸，DLS 的工作原理是小顆粒通過布朗運(yùn)動(dòng)在流體中隨機(jī)移動(dòng)。系統(tǒng)檢測(cè)到布朗運(yùn)動(dòng)引起的平移擴(kuò)散，然后用于求解 Stokes-Einstein 方程以確定粒子大小（方程 1）。

D = k_Bτ/6 πη R..............（等式 1） 

其中： 

D = 擴(kuò)散系數(shù) 

k_B = 波爾茲曼常數(shù) 

η = 粘度 

R = 粒子半徑

Nicomp DLS 已在實(shí)驗(yàn)室中成功使用數(shù)十年，Nicomp®在線粒度儀也已有了實(shí)際應(yīng)用。Entegris （Nicomp粒度儀生產(chǎn)商）現(xiàn)在已在客戶制造業(yè)務(wù)中安裝了多個(gè)系統(tǒng)，用于在生產(chǎn)運(yùn)行期間跟蹤顆粒大小。在線系統(tǒng)從過程中取出樣品，稀釋樣品以避免多重散射效應(yīng)，測(cè)量樣品，然后重復(fù)該過程（見圖 2）。完整的測(cè)量周期約為 2 分鐘，為監(jiān)控制造操作的工藝工程師提供連續(xù)的粒度信息。

圖 2. DLS 系統(tǒng)簡(jiǎn)圖，帶自動(dòng)稀釋

3.  實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)

Entegris Nicomp®在線 DLS 系統(tǒng)安裝在高壓均質(zhì)器的下游，其設(shè)置使其能夠每約 2 分鐘從工藝流中獲取乳液樣品。設(shè)置 DLS 的射流系統(tǒng)，使乳液樣品以與下游 Accurin 過程類似的方式在水中稀釋，并在流通池中自動(dòng)稀釋至產(chǎn)生理想光散射強(qiáng)度（~300 kCt/秒）的濃度。

此處描述了三個(gè)批次： 

1. 一個(gè)批次由 11 個(gè)過程樣品和可變壓力制成，在整個(gè)均質(zhì)化過程中，以建立壓力大小相關(guān)性。

2. 在工藝條件略有不同的情況下生產(chǎn)的批次導(dǎo)致前兩個(gè)工藝樣品的尺寸略小于目標(biāo)尺寸。調(diào)整壓力后，尺寸恢復(fù)到最后四個(gè)樣品的目標(biāo)值。

3. 臨床規(guī)模開發(fā)批次在以約 5 分鐘的間隔采集的八個(gè)樣本期間展示穩(wěn)定的尺寸讀數(shù)，確認(rèn)壓力設(shè)定點(diǎn)是合適的。

4.  結(jié)果

第一個(gè)實(shí)驗(yàn)（圖 3 和圖 4）的結(jié)果顯示了我們預(yù)期的壓力與尺寸的關(guān)系。從趨勢(shì)線曲線擬合可以看出，尺寸對(duì)壓力的響應(yīng)為每 1,000 psig 約 9 nm。

圖 3. 均質(zhì)機(jī)壓力與粒徑

圖 4. 壓力與平均尺寸的相關(guān)性

第二個(gè)實(shí)驗(yàn)的初始尺寸讀數(shù)低于目標(biāo)尺寸約 5–7 nm，因此進(jìn)行了壓力調(diào)整（降低 1,000 psig）。在稍后的時(shí)間點(diǎn)，平均粒徑按預(yù)期增加了 ~5–10 nm。

圖 5. 均質(zhì)器壓力與粒徑

最后一組數(shù)據(jù)來自使用在線分級(jí)器的第一個(gè)臨床規(guī)模實(shí)驗(yàn)。盡管 BIND 有程序在尺寸超出我們的目標(biāo)范圍時(shí)根據(jù)需要調(diào)整壓力，但沒有必要這樣做。所有八次測(cè)量都非常接近 100 nm 目標(biāo)。

圖 6. 批處理運(yùn)行期間的平均大小

5.    結(jié)論

Nicomp® 在線 DLS 系統(tǒng)被集成到 Accurin 制造過程中，用于確定最佳條件并確保在整個(gè)批次中粒徑在所需規(guī)格范圍內(nèi)。進(jìn)行在線測(cè)量可減少進(jìn)行工藝更改與獲取評(píng)估更改是否產(chǎn)生預(yù)期效果所需的粒度數(shù)據(jù)之間的滯后時(shí)間。此外，與將樣品帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行離線批量分析相比，在線分析可以更好地監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量。在線 DLS 是一種有價(jià)值的過程分析技術(shù)。