From Starch to Starch Microspheres. Formation of an Ordered Structure during Processing

Abstract: Popular Abstract in Swedish Stärkelsemikrosfärer undersökta i denna avhandling är avsedda för kontrollerad tillförsel av läkemedel som utförs i form av depåpreparat eller slow release-former. Stärkelsemikrosfär är en beredningsform anpassad för inkapsling av protein i terapeutiskt syfte. För att uppnå en kontrollerad frisättning kan stärkelsemikrosfärer täckas av poly (DL-lactide-co-glycolide) (PLG) film. Kvaliteten på stärkelsekärna kan påverka den konsekutiva frisättningen från den dragerade mikrosfären. Den ideala stärkelsemikrosfären skall vara en sfärisk eller nära en sfärisk form i eftersträvad storlek med väldefinierad och skarp partikelkontur, oskadad, ej aggregerade och solida vid hantering då alla dessa tillstånd av deformering av partikeln kan påverka drageringen, både förfaringssätt och resultatet. Dessa ideala partiklar måste produceras med högt utfall, ha förmåga att inkapsla en hög nivå av tillgängligt proteinet samt förmåga att frigöra proteinet i kontrollerad form. I denna avhandling har det visat sig att mikrosfärer kan produceras i olika kvaliteter. Kvaliteten påverkas av typen av stärkelse, typen av protein, typen av buffert, av dem individuella inkubationstiderna vid de två temperaturerna 6 ?C och 37 ?C som används i processing, den totala inkubationstiden samt av relationen mellan dem individiella inkubationstiderna. Processen för att producera stärkelsemikropartiklar i denna avhandling beskrivs i termer av stärkelsekristallisation, dvs bildande av en ordnad struktur i stärkelse under produktionen. Den ordande stärkelsestrukturen kunde relateras till partikelns effektivitet att innesluta proteinet, till den efterföljande frisättningen och till stärkelsens nedbrytningsprocess. Stärkelsekristallisation i mikrosfärerna har jämförts med kristallisation av stärkelse i lagrade dispersioner. Det observerades att den kristallina strukturen i mikrosfärerna utvecklades annorlunda än vad som tidigare rapporterats från lagrade stärkelsedispersioner. I avsikt att noggrant undersöka stärkelsens kristallisationprocess i mikrosfärer har arbetet utförts med verifiering av stärkelsetyp, buffert, protein och lagringstidslängd. Det har visat sig att inkapslingen och frisättningen av proteiner från mikrosfären kan påverkas genom att manipulera stärkelsens ordnade struktur, vilket i sin tur påverkas av stärkelsetyp och lagringstider under produktionen.