Sistemi per incapsulazione e microincapsulazione.
La Nisco Engineering AG, fondata nel 1996 da Nicolai Suter, offre una delle più ampie gamme di apparecchiature per incapsulazione e microincapsulazione. La linea di produzione spazia dall’apparecchio per R&D su volumi ristretti, a sistemi pilota, a consulenza per scale up su impianti custom.
- Questa tecnologia che prevede che un flusso laminare di liquido passi attraverso gli ugelli e che la goccia venga creata tramite una vibrazione meccanica.
Il diametro delle particelle può essere predetto e controllato scegliendo il diametro degli ugelli, il flusso e la frequenza di vibrazione superimposta.
Come alimentazione bisogna usare un sistema che mantenga il flusso costante (siringa, pompa ad ingranaggi o peristaltica a doppia testa).
Sistema singolo (anche in versione autoclavabile) o multiugello. L’ugello può essere a canale singolo (incapsulamento) o coassiale (incapsulamento core shell).
- Il metodo si basa sull’uso di un potenziale elettrostatico tra l’ugello, dove passa la soluzione di alimentazione in alginato, ed una soluzione conduttiva elettricamente che accoglie le gocce.
Le gocce gelificano quando vengono a contatto con la soluzione sottostante.
Il sistema può essere a singolo o multiugello.
L’ugello può essere a canale singolo (incapsulamento) o coassiale (incapsulamento core shell)
Adatto all’immobilizzazione di cellule vive o altro materiale biologico e laddove vi è la necessità di avere un diametro finale trai 200 ed i 2.400 µm.
Disponibile in versione autoclavabile (max. 3 ugelli).
- Questo sistema usa un flusso laminare di aria compressa per creare le gocce il cui diametro dipende da quello dell’ugello, dal flusso del liquido (e le sue caratteristiche) e dalla pressione dell’aria.
Il diametro della goccia è ca. 1:10 del diametro dell’ugello: si può ottenere un prodotto finito di diametro vicino ai 10 µm in modo ripetibile e minimizzando il rischio di intasamento degli ugelli.
I materiali possono essere puliti chimicamente o autoclavati.
Il sistema può essere a singolo o multiugello.
- Adatto all’immobilizzazione di cellule vive o altro materiale biologico e laddove vi è la necessità di avere un diametro finale inferiore al mm.
Disponibile ugello singolo (incapsulamento) o coassiale (incapsulamento core shell).
Tutte le parti a contatto con il materiale da processare sono autoclavabili.
Si utilizza un agitatore magnetico per tenere separate le gocce durante la gelificazione.
- In caso di polimeri che portano la viscosità a valori elevati e le caratteristiche elastiche non consentono la lavorazione con altre tecnologie, la goccia viene separata tramite taglio meccanico.
Le gocce vengono separate grazie all’uso di un piatto rotante con 60 lame regolarmente distribuite lungo la circonferenza.
Il sistema può accogliere da 1 a 4 ugelli.
È necessaria un’alimentazione a flusso costante (siringa, pompa ad ingranaggi o peristaltica a doppia testa).
I materiali possono essere puliti chimicamente o autoclavati.
Un opportuno sistema (classicamente siringa o pompa peristaltica) viene utilizzato per alimentare con il liquido la testa a singolo o multiugello. Le gocce cadono in un contenitore dove solidificano quando vengono a contatto con un agente aggregante. Il prodotto finale è un “granello” di varie dimensioni (a seconda del tipo di ugello e del sistema di produzione delle gocce) con all’interno il prodotto che era necessario incapsulare. Come agenti gelificanti si possono usare polimeri naturali, polimeri sintetici o cere:
- polimeri naturali: alginato di sodio, gelatina, derivati della carragenina, cellulosa (CMC, SEC, SC), agar, agarosio, chitosano, cellulosa, proteine del siero di latte, collagene, pectina
- polimeri sintetici: poliacrilammide, alcol polivinilico (PVA), PLGA, solfato di cellulosa, poli-L-lisina, polietilenglicole (PEG)
