Niosomların ultrasəslə hazırlanması
Niosomlar dərmanlar (məsələn, xərçəng əleyhinə dərmanlar) və digər bioaktiv maddələr üçün daşıyıcı kimi istifadə oluna bilən nanoölçülü vezikullardır. Ultrasəs emulsifikasiyası yüksək dərman yükünə malik kiçik niosomların hazırlanması üçün sadə və sürətli üsuldur.
Aktiv maddələr üçün nanodaşıyıcı kimi niosom vezikulları
Niosom qeyri-ion səthi-aktiv maddə əsasında qurulan vezikuldur və əsasən qeyri-ion səthi-aktiv maddənin və köməkçi maddə kimi xolesterinin daxil edilməsi ilə əmələ gəlir. Niosomlar liposomlarla müqayisədə kimyəvi parçalanmaya və ya oksidləşməyə qarşı daha davamlıdır və uzun saxlanma müddətinə malikdir. Hazırlanmasında istifadə olunan səthi-aktiv maddələr sayəsində niosomlar bioloji parçalana bilən, biouyğun və qeyri-immunogendir. Niosomlar osmotik cəhətdən aktiv, kimyəvi cəhətdən sabitdir və liposomlarla müqayisədə daha uzun saxlanma müddəti təmin edir. Ölçüdən və lamellarlıqdan asılı olaraq sonikasiya, əks fazalı buxarlandırma, nazik təbəqənin hidratasiyası və ya transmembran pH qradiyenti ilə dərmanın daxil edilməsi prosesi kimi müxtəlif hazırlanma üsulları mövcuddur. Niosomların ultrasəslə hazırlanması kiçik və ölçüləri eynicinsli olan birlamelli vezikulların istehsalı üçün üstünlük verilən üsuldur.
Niosomların ultrasəslə hazırlanması
Niosomları hazırlamaq üçün səthi-aktiv maddənin və xolesterinin üzvi məhlulundan, eləcə də bioaktiv birləşməni, yəni dərmanı ehtiva edən sulu məhluldan suda yağ (o/w) emulsiyası hazırlanmalıdır. Ultrasəs emulsifikasiyası yağ və su kimi bir-biri ilə qarışmayan mayeləri qarışdırmaq üçün üstün üsuldur. Hər iki fazanın damcılarına kəsilmə qüvvələri tətbiq etməklə və onları nanoölçüyə qədər parçalamaqla nanoemulsiya əldə edilir. Daha sonra üzvi həlledici buxarlandırılır və nəticədə sulu fazada dispersləşmiş, terapevtik maddələrlə yüklənmiş niosomlar alınır. Mexaniki qarışdırma ilə müqayisədə niosomların ultrasəslə hazırlanması üsulu sürətli prosesdə daha kiçik orta ölçüyə və daha aşağı polidisperslik indeksinə malik niosomlar əmələ gətirməsi ilə üstünlük təşkil edir. Kiçik vezikulların istifadəsinə ümumiyyətlə üstünlük verilir, çünki onlar daha böyük hissəciklərlə müqayisədə orqanizmin xaricetmə mexanizmlərindən daha yaxşı yayına bilir və qan dövranında daha uzun müddət qalmağa meyillidir. (bax: Bragagni et al. 2014)
Təkmilləşdirilmiş niosom formulyasiyaları üçün sonikasiya haqqında daha ətraflı oxuyun!
- birlamelli, kiçik, eynicinsli vezikullar
- sadə və sürətli proses
- təkrarlana bilən
- dəqiq idarə oluna bilən
- təhlükəsiz
- asanlıqla miqyaslandırıla bilən
Niosomların ultrasəslə hazırlanması protokolları
Sonikasiyadan istifadə etməklə niosomların hazırlanması geniş tədqiq edilmişdir, buna görə də niosomların ultrasəslə istehsalı üçün elmi cəhətdən təsdiqlənmiş çoxsaylı protokollar mövcuddur.
Aşağıda sonikasiyadan istifadə etməklə niosomların hazırlanması və yüklənməsi üçün bir neçə formulyasiya protokolunun qısa icmalını tapa bilərsiniz.
Withania somnifera ekstraktları ilə yüklənmiş niosomlar
Chinembiri et al. (2017) Withania somnifera xam ekstraktını yerli tətbiq üçün nəzərdə tutulmuş niosomlara daxil etmişlər. Bioaktiv birləşmələr həlledici inyeksiyası vasitəsilə kapsullaşdırılmışdır. Bunun üçün üzvi və sulu fazalar fasiləsiz olaraq maqnit qarışdırıcı ilə qarışdırılmış və üzvi həlledici uzaqlaşdırılana qədər temperatur 60°C ± 2°C səviyyəsində saxlanılmışdır. Alınmış formulyasiya soyudulmuş və Hielscher UP200ST sonikatorundan istifadə etməklə buz üzərində sonikasiya edilmişdir. Niosomların orta ölçüsü təxminən 165,9 ± 9,4 olmuş və onlar vitanolid A üçün yüksək kapsullaşdırma səmərəliliyi (EE%) göstərmişdir.
Doksorubisinlə yüklənmiş niosomlar
Xərçəng əleyhinə dərman olan doksorubisinlə yüklənmiş N-palmitoil qlükozamin niosomları (Glu) NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), xolesterin (58 mg) və Solulan C24 (54 mg) qarışığının doksorubisin məhlulunda (1,5 mg/ml, 2 ml, PBS-də hazırlanmış) 90°C temperaturda 1 h çalxalanması və ardınca 10 min zondla sonikasiya edilməsi (maksimumun 75%) ilə hazırlanmışdır.
Palmitoil qlikol xitozan (GCP) vezikulları əvvəllər təsvir edildiyi kimi (11), qlikol xitozanın (10 mg) və xolesterinin (4 mg) doksorubisin məhlulunda (1,5 mg/ml) zondla sonikasiya edilməsi ilə hazırlanmışdır. (Dufes et al. 2004)
UP400St – 400W ultrasəs cihazı niosomlar kimi nanodaşıyıcıların hazırlanması üçün istifadə olunur
Niosomların hazırlanmasının alternativ üsulları
Əks fazalı buxarlandırma üsulu və ya transmembran pH qradiyenti ilə dərmanın daxil edilməsi prosesi kimi alternativ niosom hazırlanması üsulları ultrasəs enerjisinin tətbiqini nəzərdə tutur. Hər iki üsul əsasən çoxlamelli vezikulların (MLVs) hazırlanması üçün istifadə olunur. Aşağıda hər iki üsulun və onlara daxil olan sonikasiya mərhələsinin qısa təsvirini tapa bilərsiniz.
Əks fazalı buxarlandırma ilə niosomların hazırlanmasında sonikasiya
Əks fazalı buxarlandırma (REV) üsulunda niosom formulyasiyasının komponentləri efir və xloroform qarışığında həll edilir və dərmanı ehtiva edən sulu fazaya əlavə olunur. Qarışığı xırda damcılı emulsiyaya çevirmək üçün ultrasəs emulsifikasiyasından istifadə edilir. Daha sonra üzvi faza buxarlandırılır. Üzvi həlledicinin buxarlandırılması zamanı alınan niosomlar böyük ölçülü birlamelli vezikullardır.
Transmembran pH qradiyenti ilə dərmanın daxil edilməsi prosesi
Transmembran pH qradiyenti (daxili mühit turşudur) ilə dərmanın daxil edilməsi prosesində (uzaqdan yükləmə ilə) səthi-aktiv maddə və xolesterin xloroformda həll edilir. Sonra yuvarlaqdibli kolbanın divarında nazik təbəqə əldə etmək üçün həlledici vakuum altında buxarlandırılır. Suspenziya vorteks qarışdırıcıda qarışdırılaraq təbəqə 300 mM limon turşusu (pH 4,0) ilə hidratlaşdırılır. Çoxlamelli vezikullar üç dəfə dondurulur və əridilir, daha sonra zond tipli ultrasəs cihazı ilə sonikasiya edilir. Bu niosom suspenziyasına 10 mg/ml dərman ehtiva edən sulu məhlul əlavə olunur və vorteks qarışdırıcıda qarışdırılır. Sonra nümunənin pH-ı 1M dinatrium fosfatla pH 7,0–7,2 səviyyəsinə qaldırılır. Daha sonra qarışıq 10 dəqiqə ərzində 60°C temperaturadək qızdırılır. Bu üsulla çoxlamelli vezikullar alınır. (bax: Kazi et al. 2010)
Niosomların ölçüsünün ultrasəslə kiçildilməsi
Niosomların ölçüsü adətən 10nm ilə 1000nm arasındadır. Hazırlanma üsulundan asılı olaraq niosomlar çox vaxt nisbətən böyük ölçülü olur və aqreqatlar əmələ gətirməyə meyillidir. Lakin nəzərdə tutulan çatdırılma sisteminin növü baxımından niosomların konkret ölçüləri mühüm amildir. Məsələn, nanometr diapazonunda çox kiçik niosom ölçüsü sistemik dərman çatdırılması üçün ən uyğundur; bu zaman dərman hüceyrədəki hədəf sahəyə çatmaq üçün hüceyrə membranlarından keçməlidir. Daha böyük niosomlar isə əzələdaxili və boşluqdaxili dərman çatdırılması və ya oftalmoloji tətbiqlər üçün tövsiyə olunur. Niosomların ölçüsünün ultrasəslə kiçildilməsi yüksək təsir gücünə malik niosomların hazırlanması zamanı geniş istifadə olunan mərhələdir. Ultrasəsin kəsilmə qüvvələri niosomların aqlomeratlarını parçalayır və onları monodispers nanoniosomlar şəklində dispersləşdirir.
Protokol – LipoNiosomes ölçüsünün ultrasəslə kiçildilməsi
Naderinezhad et al. (2017) Tween 60: xolesterin: DPPC (55 : 30 : 15 : 3 nisbətində) və 3% DSPE-mPEG ehtiva edən biouyğun LipoNiosomes (niosom və liposomun kombinasiyası) hazırlamışlar. Hazırlanmış LipoNiosomes ölçüsünü kiçiltmək üçün hidratasiyadan sonra hissəciklərin aqreqasiyasını minimuma endirmək məqsədilə suspenziyanı UP200St ultrasəs homogenizatoru (Hielscher Ultrasonics GmbH, Almaniya) ilə 45 min ərzində sonikasiya etmişlər (15 saniyə işləmə və 10 saniyə fasilə, 100 vatt gücdə 70% amplituda). pH qradiyenti üsulu üçün CUR, səthi-aktiv maddələr və lipidlərin qurudulmuş təbəqələri 1300 mL ammonium sulfatla (pH 1⁄4 4) 63 C temperaturda 47 min ərzində hidratlaşdırılmışdır. Sonra kiçik vezikullar əldə etmək üçün nanohissəciklər buz vannası üzərində sonikasiya edilmişdir.
Niosomların hazırlanması üçün ultrasəs cihazları
Hielscher Ultrasonics əczaçılıq, qida və kosmetika sənayesi üçün yüksək məhsuldarlıqlı ultrasəs homogenizatorlarının layihələndirilməsi, istehsalı, paylanması və servis xidməti sahəsində uzunmüddətli təcrübəyə malikdir.
Yüksək keyfiyyətli niosomların, liposomların, bərk lipid nanohissəciklərinin, polimer nanohissəciklərinin, siklodekstrin komplekslərinin və digər nanostrukturlu dərman daşıyıcılarının hazırlanması Hielscher sonikatorlarının yüksək etibarlılığı, sabit çıxış gücü və dəqiq idarəolunması sayəsində üstünlük göstərdiyi proseslərdir. Hielscher ultrasəs cihazları amplituda, temperatur, təzyiq və sonikasiya enerjisi kimi bütün proses parametrlərinə dəqiq nəzarət etməyə imkan verir. Ağıllı proqram təminatı bütün sonikasiya parametrlərini (vaxt, tarix, amplituda, xalis enerji, ümumi enerji, temperatur, təzyiq) daxili SD kartda avtomatik qeydə alır.
Hielscher sonikatorlarının möhkəmliyi yüksək yüklənmə altında və çətin şəraitdə 24/7 işləməyə imkan verir.
Aşağıdakı cədvəl ultrasəs cihazlarımızın təxmini emal gücü barədə məlumat verir:
| Partiyanın həcmi | Axın sürəti | Tövsiyə olunan cihazlar |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | daha yüksək | cihaz klasteri: UIP16000 |
Bizimlə əlaqə saxlayın! / Bizə sual verin!
Yüksək güclü ultrasəs homogenizatorları – laboratoriya miqyasından pilot və sənaye miqyasına qədər.
Ədəbiyyat/İstinadlar
- Chinembiri T.N., Gerber M., du Plessis L.H., du Preez J.L., Hamman J.H., du Plessis J. (2017): Topical Delivery of Withania somnifera Crude Extracts in Niosomes and Solid Lipid Nanoparticles. Pharmacognosy Magazine 2017 Oct;13 (Suppl 3):S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): Effect of Surfactant Type, Cholesterol Content and Various Downsizing Methods on the Particle Size of Niosomes. Iranian Journal of Pharmaceutical Research 2018;17 (Suppl.2): 1-11.
- Ashraf Alemi, Javad Zavar Reza, Fateme Haghiralsadat, Hossein Zarei Jaliani, Mojtaba Haghi Karamallah, Seyed Ahmad Hosseini, Somayeh Haghi Karamallah (2018): Paclitaxel and curcumin coadministration in novel cationic PEGylated niosomal formulations exhibit enhanced synergistic antitumor efficacy. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Co-delivery of hydrophilic and hydrophobic anticancer drugs using biocompatible pH-sensitive lipid-based nano-carriers for multidrug-resistant cancers. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
Bilməyə dəyər faktlar
Niosomlar və liposomların müqayisəsi
Liposomlar və niosomlar dərman çatdırılması üçün bioaktiv birləşmələrlə yüklənə bilən mikroskopik vezikullardır. Niosomlar liposomlara bənzəyir, lakin ikiqat təbəqələrinin tərkibinə görə fərqlənir. Liposomların ikiqat təbəqəsi fosfolipidlərdən ibarət olduğu halda, niosomların ikiqat təbəqəsi qeyri-ion səthi-aktiv maddələrdən təşkil olunur və bu, struktur vahidlərində kimyəvi fərqə səbəb olur. Bu struktur fərqi niosomlara daha yüksək kimyəvi sabitlik, dəridən daha üstün nüfuzetmə qabiliyyəti və daha az qatışıq verir.
Niosomlar ölçülərinə görə üç əsas qrupa ayrılır: kiçik birlamelli vezikulların (SUV) orta diametri 10–100 nm, böyük birlamelli vezikulların (LUV) orta ölçüsü 100–3000nm olur, çoxlamelli vezikullar (MLV) isə birdən çox ikiqat təbəqə ilə xarakterizə edilir.
“Niosomlar in vivo liposomlar kimi davranır, kapsullaşdırılmış dərmanın dövran müddətini uzadır, onun orqanlar üzrə paylanmasını və metabolik sabitliyini dəyişdirir. Liposomlarda olduğu kimi, niosomların xüsusiyyətləri də ikiqat təbəqənin tərkibindən və onların istehsal üsulundan asılıdır. Bildirilir ki, xolesterinin ikiqat təbəqələrə yerləşməsi hazırlanma zamanı kapsullaşdırma həcmini və beləliklə, kapsullaşdırma səmərəliliyini azaldır.” (Kazi et al. 2010)
Niosomlar nazik təbəqənin hidratasiyası, ultrasəslə işləmə, əks fazalı buxarlandırma, dondurma–əritmə, mikrofluidizasiya və ya dehidratasiya–rehidratasiya kimi müxtəlif üsullarla hazırlana bilər. Uyğun hazırlanma üsulu, səthi-aktiv maddə, xolesterin miqdarı, səth yükünü tənzimləyən əlavələr və suspenziyanın konsentrasiyası seçilməklə niosomların tərkibi, lamellarlığı, sabitliyi və səth yükü dərman daşıyıcısına qoyulan konkret tələblərə uyğunlaşdırıla bilər.
Çox aşağı sitotoksikliyə malik, yüksək dərəcədə biouyğun niosomlar istehsal etmək üçün niosomların hazırlanmasında istifadə olunan səthi-aktiv maddələr bioloji parçalana bilən, biouyğun və qeyri-immunogen olmalıdır.