صياغة بالموجات فوق الصوتية من ناقلات المخدرات الدهنية ذات البنية النانوية
حاملات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs) هي شكل متقدم من أنظمة توصيل الأدوية بحجم النانو تتميز بنواة دهنية وقشرة قابلة للذوبان في الماء. تتمتع NLCs بثبات عال ، وتحمي الجزيئات الحيوية النشطة من التدهور وتوفر إطلاقا مستداما للدواء. Ultrasonication هي تقنية موثوقة وفعالة وبسيطة لإنتاج ناقلات الدهون نانوية محملة.
التحضير بالموجات فوق الصوتية لناقلات الدهون ذات البنية النانوية
تحتوي حاملات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs) على دهون صلبة ودهون سائلة وخافض للتوتر السطحي في وسط مائي ، مما يمنحها خصائص جيدة للذوبان والتوافر البيولوجي. تستخدم NLCs على نطاق واسع لصياغة أنظمة نقل الأدوية المستقرة ذات التوافر البيولوجي العالي والإطلاق المستمر للدواء. لدى NLCs مجموعة واسعة من التطبيقات التي تتراوح من الإدارة عن طريق الفم إلى الحقن بما في ذلك الإدارة الموضعية / عبر الجلد ، والعيون (العينية) ، والرئة.
التشتت بالموجات فوق الصوتية والاستحلاب هو تقنية موثوقة وفعالة لإعداد ناقلات الدهون ذات البنية النانوية المحملة بالمركبات النشطة. يتميز إعداد NLC بالموجات فوق الصوتية بميزة كبيرة تتمثل في عدم الحاجة إلى مذيب عضوي أو كميات كبيرة من المركبات الخافضة للتوتر السطحي أو المضافة. صيغة NLC بالموجات فوق الصوتية هي طريقة بسيطة نسبيا حيث يتم إضافة الدهون الذائبة إلى محلول الفاعل بالسطح ثم صوتنة.
بروتوكولات مثالية لناقلات الدهون ذات البنية النانوية المحملة بالموجات فوق الصوتية
NLCs المحملة بديكساميثازون عبر Sonication
تم إعداد نظام NLC للعيون غير سامة تحت الموجات فوق الصوتية ، مما أدى إلى توزيع ضيق الحجم ، وفعالية عالية في انحباس ديكساميثازون ، وتحسين الاختراق. تم إعداد أنظمة NLC بالموجات فوق الصوتية باستخدام هيلشر UP200S الموجات فوق الصوتية وكومبريتول 888 ATO، Miglyol 812N، وكريموفور RH60 كمكونات.
تم إذابة الدهون الصلبة والدهون السائلة والسطحي باستخدام محرك مغناطيسي للتسخين عند 85 درجة مئوية. بعد ذلك، أضيف ديكساميثازون إلى خليط الليبيدات المذاب وانتشر. تم تسخين الماء النقي عند 85 درجة مئوية وتم صوتنة المرحلتين (بسعة 70٪ لمدة 10 دقائق) باستخدام هيلشر UP200S الخالط بالموجات فوق الصوتية. تم تبريد نظام NLC في حمام جليدي.
تظهر NLCs المعدة بالموجات فوق الصوتية توزيعا ضيقا للحجم ، وفعالية عالية في انحباس DXM ، واختراقا محسنا.
يوصي الباحثون باستخدام تركيز منخفض للخافض للتوتر السطحي وتركيز منخفض للدهون (على سبيل المثال ، 2.5٪ للخافض للتوتر السطحي و 10٪ للدهون الكلية) لأن معلمات الاستقرار الحرجة (Zافي، ZP ، PDI) وقدرة تحميل الدواء (EE٪) مناسبة بينما يمكن أن يظل تركيز المستحلب عند مستويات منخفضة.
(راجع كيس وآخرون 2019)
NLCs المحملة بالريتينيل بالميتات عبر Sonication
الريتينويد هو عنصر يستخدم على نطاق واسع في علاجات الأمراض الجلدية للتجاعيد. الريتينول وريتينيل بالميتات هما مركبان من مجموعة الريتينويد التي لديها القدرة على تحفيز سمك البشرة وفعالة كعامل مضاد للتجاعيد.
تم إعداد صياغة NLC باستخدام طريقة الموجات فوق الصوتية. احتوت التركيبة على 7.2٪ من بالميتات سيتيل ، و 4.8٪ من حمض الأوليك ، و 10٪ من توين 80 ، و 10٪ من الجليسرين ، و 2٪ من بالميتات الريتينيل. تم اتخاذ الخطوات التالية لإنتاج NLCs المحملة بالريتينيل بالميتات: يتم خلط خليط الدهون المنصهرة مع الفاعل بالسطح ، والسطح المشترك ، والجلسرين ، والماء منزوع الأيونات عند 60-70 درجة مئوية. يقلب هذا الخليط بخلاط عالي القص عند 9800 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق. بعد تشكيل ما قبل المستحلب ، يتم صوتنة هذا المستحلب المسبق على الفور باستخدام الخالط بالموجات فوق الصوتية من نوع المسبار لمدة 2 دقيقة. ثم تم الاحتفاظ ب NLC الذي تم الحصول عليه في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة. تم تخزين المستحلب في درجة حرارة الغرفة لمدة 24 ساعة وتم قياس حجم الجسيمات النانوية. أظهرت صيغة NLC أحجام الجسيمات في حدود 200-300 نانومتر. يتميز NLC الذي تم الحصول عليه بمظهر أصفر باهت ، وحجم كروي يبلغ 258±15.85 نانومتر ، ومؤشر تعدد تشتت يبلغ 0.31±0.09. تظهر صورة TEM أدناه NLCs المحملة بالريتينيل بالميتات المحضرة بالموجات فوق الصوتية.
(راجع بامودجي وآخرون 2015)
UP400St، وهو مجانس بالموجات فوق الصوتية قوي بقوة 400 واط ، لإنتاج ناقلات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs)
مورفولوجيا NLCs ريتينيل بالميتات المصاغة بالموجات فوق الصوتية: (أ) تكبير 10000x ، (ب) تكبير 20000x ، و (ج) تكبير 40000x
المصدر: Pamudji et al. 2016
NLCs المحملة ب Zingiber zerumbet عبر Sonication
تتكون ناقلات الدهون ذات البنية النانوية من خليط من الدهون الصلبة والدهون السائلة والفاعل بالسطح. هي أنظمة توصيل الأدوية الممتازة لإدارة المواد النشطة بيولوجيا مع ضعف قابلية الذوبان في الماء وزيادة توافرها البيولوجي بشكل كبير.
تم اتخاذ الخطوات التالية لصياغة NLCs المحملة ب Zingiber zerumbet. 1٪ دهون صلبة ، أي. تم خلط أحادي ستيارات الغليسيريل و 4٪ دهون سائلة ، أي زيت جوز الهند البكر ، وذوبانها عند 50 درجة مئوية من أجل الحصول على مرحلة دهنية متجانسة وواضحة. بعد ذلك ، تمت إضافة 1٪ زيت Zingiber zerumbet إلى مرحلة الدهون ، بينما تم الحفاظ على درجة الحرارة بشكل مستمر 10 درجات مئوية فوق درجة حرارة انصهار أحادي ستيارات الغليسيريل. لإعداد المرحلة المائية ، تم خلط الماء المقطر ، توين 80 وليسيثين الصويا معا في النسبة الصحيحة. أضيف الخليط المائي على الفور إلى خليط الليبيدات لتكوين خليط ما قبل المستحلب. ثم تم تجانس المستحلب المسبق باستخدام خالط عالي القص عند 11000 دورة في الدقيقة لمدة 1 دقيقة. بعد ذلك ، تم صوتنة المستحلب المسبق باستخدام الموجات فوق الصوتية من نوع المسبار بسعة 50٪ لمدة 20 دقيقة ، وأخيرا ، تم تبريد تشتت NLC في حمام ماء مثلج إلى درجة حرارة الغرفة (25±1 درجة مئوية) من أجل إخماد التعليق في الحمام البارد لمنع تراكم الجسيمات. تم تخزين NLCs في 4 درجات مئوية.
تظهر NLCs المحملة ب Zingiber zerumbet حجم نانومتر يبلغ 80.47±1.33 ، ومؤشر تشتت مستقر يبلغ 0.188±2.72 وشحنة زيتا المحتملة -38.9±2.11. تظهر كفاءة التغليف قدرة حامل الدهون على تغليف زيت Zingiber zerumbet بكفاءة تزيد عن 80٪.
(راجع Rosli et al. 2015)
NLCs المحملة بالساراتان عبر Sonication
Valsaratan هو مانع مستقبلات الأنجيوتنسين الثاني المستخدمة في المخدرات الخافضة للضغط. فالسارتان لديه توافر بيولوجي منخفض يبلغ حوالي 23٪ فقط بسبب ضعف قابليته للذوبان في الماء. سمح استخدام طريقة الاستحلاب بالذوبان بالموجات فوق الصوتية بإعداد NLCs المحملة ب Valsaratan والتي تتميز بتوافر بيولوجي محسن بشكل ملحوظ.
ببساطة ، تم خلط المحلول الزيتي من Val مع كمية معينة من مادة دهنية ذائبة عند درجة حرارة 10 درجة مئوية فوق نقطة انصهار الدهون. تم تحضير محلول مائي خافض للتوتر السطحي عن طريق إذابة أوزان معينة من توين 80 وديوكسي كولات الصوديوم. تم تسخين محلول الفاعل بالسطح إلى نفس درجة الحرارة وخلطه مع محلول الدواء الدهني الدهني عن طريق صوتنة المسبار لمدة 3 دقائق لتشكيل مستحلب. بعد ذلك ، تم تشتيت المستحلب المشكل في الماء المبرد عن طريق التحريك المغناطيسي لمدة 10 دقائق. تم فصل NLC المشكلة عن طريق الطرد المركزي. تم أخذ عينات من المادة الطافية وتحليلها لتركيز Val باستخدام طريقة HPLC التي تم التحقق من صحتها.
تتميز طريقة الاستحلاب بالذوبان بالموجات فوق الصوتية بعدد من المزايا بما في ذلك البساطة مع الحد الأدنى من الظروف المجهدة وحرمانها من المذيبات العضوية السامة. بلغت أقصى كفاءة للانحباس 75.04٪
(راجع Albekery et al. 2017)
كما تم دمج المركبات النشطة الأخرى مثل باكليتاكسيل ، كلوتريمازول ، دومبيريدون ، بويرارين ، وميلوكسيكام بنجاح في الجسيمات النانوية الصلبة الدهنية وناقلات الدهون ذات البنية النانوية باستخدام تقنيات الموجات فوق الصوتية. (راجع بهاري وهاميشكار 2016)
التجانس البارد بالموجات فوق الصوتية
عند استخدام تقنية التجانس البارد لإعداد ناقلات الدهون ذات البنية النانوية ، يتم إذابة الجزيئات النشطة دوائيا ، أي الدواء ، في ذوبان الدهون ثم تبريدها بسرعة باستخدام النيتروجين السائل أو الثلج الجاف. أثناء التبريد ، تصلب الدهون. كتلة الليبيدات الصلبة هي حجم الجسيمات النانوية الأرضية. تنتشر الجسيمات النانوية الدهنية في محلول خافض للتوتر السطحي بارد ، مما ينتج عنه تعليق مسبق بارد. أخيرا ، يتم صوتنة هذا التعليق ، وغالبا ما يستخدم مفاعل خلية التدفق بالموجات فوق الصوتية ، في درجة حرارة الغرفة.
نظرا لأن المواد يتم تسخينها مرة واحدة فقط في الخطوة الأولى ، فإن التجانس البارد بالموجات فوق الصوتية يستخدم بشكل أساسي لصياغة الأدوية الحساسة للحرارة. نظرا لأن العديد من الجزيئات النشطة بيولوجيا والمركبات الصيدلانية عرضة لتدهور الحرارة ، فإن التجانس البارد بالموجات فوق الصوتية هو تطبيق يستخدم على نطاق واسع. ميزة أخرى لتقنية التجانس البارد هي تجنب الطور المائي ، مما يجعل من السهل تغليف الجزيئات المحبة للماء ، والتي قد تنقسم من مرحلة الدهون السائلة إلى مرحلة الماء أثناء التجانس الساخن.
التجانس الساخن بالموجات فوق الصوتية
عند استخدام صوتنة كتقنية التجانس الساخنة ، يتم تشتيت الدهون المنصهرة والمركب النشط (أي العنصر النشط دوائيا) في خافض للتوتر السطحي الساخن تحت التحريك الشديد للحصول على مستحلب مسبق. بالنسبة لعملية التجانس الساخن ، من المهم أن يتم تسخين كلا المحلولين ، معلق الدهون / الدواء والسطح إلى نفس درجة الحرارة (حوالي 5-10 درجة مئوية فوق نقطة انصهار الدهون الصلبة). في الخطوة الثانية ، يتم التعامل مع المستحلب المسبق بصوتنة عالية الأداء مع الحفاظ على درجة الحرارة.
الموجات فوق الصوتية عالية الأداء لناقلات الدهون ذات البنية النانوية
وتستخدم Hielscher الموجات فوق الصوتية 'أنظمة الموجات فوق الصوتية قوية في جميع أنحاء العالم في R الصيدلانية&D والإنتاج لإنتاج ناقلات الأدوية النانوية عالية الجودة مثل الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة (SLNs) ، وناقلات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs) ، والمستحلبات النانوية والكبسولات النانوية. لتلبية مطالب عملائها، Hielscher لوازم الموجات فوق الصوتية من المدمجة، لكنها قوية باليد الخالط مختبر وبالموجات فوق الصوتية مقاعد البدلاء أعلى لأنظمة الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل لإنتاج كميات كبيرة من المستحضرات الصيدلانية. تتوفر مجموعة واسعة من سونوترويدات ومفاعلات الموجات فوق الصوتية لضمان الإعداد الأمثل لإنتاج ناقلات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs). متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
من أجل تمكين عملائنا من الوفاء بممارسات التصنيع الجيدة (GMP) وإنشاء عمليات موحدة ، تم تجهيز جميع الموجات فوق الصوتية الرقمية ببرنامج ذكي للإعداد الدقيق لمعلمة الصوتنة ، والتحكم المستمر في العملية والتسجيل التلقائي لجميع معلمات العملية المهمة على بطاقة SD مدمجة. تعتمد جودة المنتج العالية على التحكم في العملية ومعايير المعالجة العالية باستمرار. الموجات فوق الصوتية Hielscher تساعدك على رصد وتوحيد العملية الخاصة بك!
Hielscher Ultrasonics’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم سعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.
يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا:
| حجم الدفعة | معدل التدفق | الأجهزة الموصى بها |
|---|---|---|
| 1 إلى 500 مل | 10 إلى 200 مل / دقيقة | UP100H |
| 10 إلى 2000 مل | 20 إلى 400 مل / دقيقة | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 إلى 20 لتر | 0.2 إلى 4 لتر / دقيقة | UIP2000hdT |
| 10 إلى 100 لتر | 2 إلى 10 لتر / دقيقة | UIP4000hdT |
| ن.أ. | 10 إلى 100 لتر / دقيقة | UIP16000 |
| ن.أ. | أكبر | مجموعة من UIP16000 |
اتصل بنا! / اسألنا!
الأدب / المراجع
- Eszter L. Kiss, Szilvia Berkó, Attila Gácsi, Anita Kovács, Gábor Katona, Judit Soós, Erzsébet Csányi, Ilona Gróf, András Harazin, Mária A. Deli, Mária Budai-Szűcs (2019): Design and Optimization of Nanostructured Lipid Carrier Containing Dexamethasone for Ophthalmic Use. Pharmaceutics. 2019 Dec; 11(12): 679.
- Iti Chauhan , Mohd Yasir, Madhu Verma, Alok Pratap Singh (2020): Nanostructured Lipid Carriers: A Groundbreaking Approach for Transdermal Drug Delivery. Adv Pharm Bull, 2020, 10(2), 150-165.
- Pamudji J. S., Mauludin R, Indriani N. (2015): Development of Nanostructure Lipid Carrier Formulation Containing of Retinyl Palmitate. Int J Pharm Pharm Sci, Vol 8, Issue 2, 256-26.
- Akanksha Garud, Deepti Singh, Navneet Garud (2012): Solid Lipid Nanoparticles (SLN): Method, Characterization and Applications. International Current Pharmaceutical Journal 2012, 1(11): 384-393.
- Rosli N. A., Hasham R., Abdul Azizc A., Aziz R. (2015): Formulation and characterization of nanostructured lipid carrier encapsulated Zingiber zerumbet oil using ultrasonication. Journal of Advanced Research in Applied Mechanics Vol. 11, No. 1, 2015. 16-23.
- Albekery M. A., Alharbi K. T. , Alarifi S., Ahmad D., Omer M. E, Massadeh S., Yassin A. E. (2017): Optimization of a nanostructured Lipid Carrier System for Enhancing the Biopharmaceutical Properties of Valsaratan. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 12, No. 2, April – June 2017. 381-389.
- Leila Azhar Shekoufeh Bahari; Hamed Hamishehkar (2016): The Impact of Variables on Particle Size of Solid Lipid Nanoparticles and Nanostructured Lipid Carriers; A Comparative Literature Review. Advanced Pharmaceutical Bulletin 6(2), 2016. 143-151.
حقائق تستحق المعرفة
ناقلات المخدرات المتقدمة بحجم النانو
تستخدم المستحلبات النانوية ، والجسيمات الشحمية ، والنيوسومات ، والجسيمات النانوية البوليمرية ، والجسيمات النانوية الصلبة الدهنية ، والجسيمات النانوية الدهنية ذات البنية النانوية كأنظمة متقدمة لتوصيل الأدوية لتحسين التوافر البيولوجي وتقليل السمية الخلوية وتحقيق إطلاق مستدام للدواء.
التركيب التخطيطي ل أ) الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة ب) حامل الدهون النانوي
المصدر: بهاري وهاميشكار 2016
يشمل مصطلح الجسيمات النانوية القائمة على الدهون الصلبة (SLBNs) نوعين من ناقلات الأدوية ذات الحجم النانوي ، الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة (SLNs) وناقلات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs). تتميز SLNs و NLCs بتكوين مصفوفة الجسيمات الصلبة:
الجسيمات النانوية الصلبة الدهنية (SLNs)، المعروف أيضا باسم الليبوسفير أو الكرات النانوية الدهنية الصلبة ، هي جسيمات دون ميكرون يتراوح متوسط حجمها بين 50 و 100 نانومتر. تصنع SLNs من الدهون التي تظل صلبة في درجة حرارة الغرفة والجسم. يتم استخدام الدهون الصلبة كمادة مصفوفة ، حيث يتم تغليف الأدوية. يمكن اختيار الدهون لإعداد SLNs من مجموعة متنوعة من الدهون ، بما في ذلك الدهون الأحادية أو الثنائية أو الثلاثية. مخاليط الجليسريد والأحماض الدهنية. ثم يتم تثبيت مصفوفة الدهون بواسطة المواد الخافضة للتوتر السطحي المتوافقة حيويا.
ناقلات الدهون ذات البنية النانوية (NLCs) هي جسيمات نانوية قائمة على الليبيدات مصنوعة من مصفوفة ليبيدات صلبة، تتحد مع الليبيدات السائلة أو الزيت. توفر الدهون الصلبة مصفوفة مستقرة ، والتي تشل حركة الجزيئات النشطة بيولوجيا ، أي الدواء ، وتمنع الجسيمات من التجمع. تعمل قطرات الدهون أو الزيت السائلة داخل مصفوفة الدهون الصلبة على تعزيز قدرة تحميل الدواء للجسيمات.