Ултразвукова формула на ниозоми

Ниозомите са наноразмерни везикули, които могат да се използват като носител на лекарства (напр. лекарства за рак) и други биоактивни вещества. Ултразвуковата емулгификация е прост и бърз метод за формулиране на малки ниозоми с високо лекарствено натоварване.

Ниозомни везикули като наноносител на активни съставки

Ниозомата е нейонен повърхностноактивен везикул, базиран на нейонно активно вещество, образуван най-вече от нейонно повърхностно активно активно вещество и включване на холестерол като помощно вещество. Ниозомите са по-стабилни срещу химическо разграждане или окисляване и имат дълго време на съхранение в сравнение с липозомите. Благодарение на повърхностноактивните вещества, използвани за приготвяне на ниозоми, те са биоразградими, биосъвместими и неимуногенни. Ниозомите са осмотично активни, химически стабилни и предлагат по-дълго време на съхранение в сравнение с липозомите. В зависимост от размера и ламеларността се предлагат различни методи за приготвяне, като ултразвук, обратно фазово изпаряване, тънкослойна хидратация или трансмембранен процес на поемане на лекарството с градиент на рН. Ултразвуковият препарат на ниозоми е предпочитаната техника за производство на униламеларни везикули, които са малки и еднакви по размер.

Ултразвукова ниозомна формула

За да се формулират ниозоми, трябва да се приготви емулсия масло във вода (o/w) от органичен разтвор на повърхностноактивно вещество, холестерол и воден разтвор, съдържащ биоактивното съединение, т.е. лекарството. Ултразвуковата емулгиране е превъзходната техника за смесване на несмесващи се течности като масло и вода. Чрез срязване на капчиците от двете фази и разбиването им до наноразмер, се получава наноемулсия. Впоследствие органичният разтворител се изпарява, което води до ниозоми, заредени с терапевтични агенти, които се диспергират във водна фаза. В сравнение с механичното разбъркване, ултразвуковата техника за формулиране на ниозоми се отличава с образуването на ниозоми с по-малък среден размер и по-нисък индекс на полидисперсност в бърз процес. Използването на по-малки везикули обикновено е за предпочитане, като се има предвид, че те са склонни да избягват механизмите за изчистване на тялото по-добре от по-големите частици и остават за по-дълго време в кръвния поток. (срв. Bragagni et al. 2014)

Протоколи за ултразвукова подготовка на ниозоми

Формулата на ниозомите, използваща ултразвук, е широко изследвана, така че са налични множество научно валидирани протоколи за ултразвуково производство на ниозоми.
По-долу можете да намерите кратък преглед на няколко протокола за формулиране на ниозоми с помощта на ултразвук.

Ниозоми, заредени с екстракти от Withania somnifera
Chinembiri et al. (2017) формулира суров екстракт от Withania somnifera в ниозоми, предназначени за локално приложение. Биоактивните съединения са капсулирани чрез инжектиране на разтворител. Следователно органичната и водната фази се разбъркват непрекъснато магнитно и температурата се поддържа на 60°C ± 2°C, докато органичният разтворител бъде изтласкан. Получената формула е охладена и ултразвукова върху лед с помощта на сонатора Hielscher UP200ST. Ниозомите имат средни размери, вариращи приблизително 165,9 ± 9,4 и показват висока ефективност на улавяне (EE%) на витанолид А.

Ниозоми, заредени с доксорубицин
N-палмитоил глюкозаминовите ниозоми (Glu), заредени с доксорубицин, противораково лекарство, се приготвят чрез разклащане на смес от NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), холестерол (58 mg) и Solulan C24 (54 mg) в разтвор на доксорубицин (1,5 mg/ml, 2 ml, приготвен в PBS) при 90°C за 1 час, последвано от ултразвук на сондата за 10 минути (75% от макс.).
Палмитоил гликол хитозан (GCP) везикули са приготвени, както е описано по-горе (11) чрез сонда ултразвук гликол хитозан (10 mg) и холестерол (4 mg) в разтвор на доксорубицин (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004)

Алтернативни методи за приготвяне на ниозоми

Алтернативните методи за формулиране на ниозоми, като техниката на обратно фазово изпаряване или процесът на поемане на лекарството с трансмембранен градиент на рН, включват прилагане на ултразвукова енергия. И двете техники се използват главно за формулиране на мултиламеларни везикули (MLV). По-долу можете да намерите кратко описание на двете техники и включената стъпка на ултразвук.

Уникиране при ниозомен препарат чрез обратно фазово изпаряване

При метода на обратно фазово изпаряване (REV) компонентите на ниозомната формулировка се разтварят в смес от етер и хлороформ и се добавят към водната фаза, която съдържа лекарството. Ултразвуковата емулгация се използва за превръщане на сместа в емулсия с фин размер. Впоследствие органичната фаза се изпарява. Ниозомите, получени по време на изпаряването на органичния разтворител, са униламеларни везикули с големи размери.

Процес на приемане на лекарства с трансмембранен градиент на pH градиент

За процеса на поглъщане на лекарството с трансмембранен градиент на pH (вътре в киселинен) (с дистанционно зареждане), повърхностноактивното вещество и холестеролът се разтварят в хлороформ. След това разтворителят се изпарява под вакуум, за да се получи тънък филм върху стената на колбата с кръгло дъно. Филмът се хидратира с 300 mM лимонена киселина (pH 4.0) чрез завихряне на суспензията. Мултиламеларните везикули се замразяват и размразяват три пъти и впоследствие се ултразвукуват с помощта на ултразвуков ултразвук тип сонда. Към тази ниозомна суспензия се добавя воден разтвор, съдържащ 10 mg/ml лекарство и се завихрява. След това рН на пробата се повишава до рН 7,0-7,2 с 1M динатриев фосфат. След това сместа се загрява до 60°C за 10 минути. Тази техника дава резултати в мултиламеларни везикули. (срв. Kazi et al. 2010)

Ултразвуково намаляване на размера на ниозомите

Ниозомите обикновено са в диапазона на размерите от 10 nm до 1000 nm. В зависимост от техниката на приготвяне, ниозомите често са с относително голям размер и са склонни да образуват агрегати. Въпреки това, специфичните размери на ниозомите са важен фактор, когато става въпрос за целевия тип система за доставка. Например, много малък размер на ниозомите в нанометровия диапазон е най-подходящ за системно доставяне на лекарства, където лекарството трябва да бъде доставено през клетъчните мембрани, за да достигне до клетъчното целево място, докато по-големите ниозоми се препоръчват за интрамускулно и интракухиново доставяне на лекарства или офталмологични приложения. Ултразвуковото намаляване на размера на ниозомите е често срещана стъпка по време на приготвянето на силно мощни ниозоми. Ултразвуковите сили на срязване деагломерират и разпръскват ниозомите в монодисперсни нано-ниозоми.

протокол – Ултразвуково намаляване на размера на липониозомите

Naderinezhad et al. (2017) формулират биосъвместими липониозоми (комбинация от ниозома и липозома), съдържащи Tween 60: холестерол: DPPC (при 55 : 30 : 15 : 3) с 3% DSPE-mPEG. За да намалят размера на приготвените липониозоми, след хидратация те ултразвука на суспензията за 45 минути (15 секунди включване и 10 секунди изключване, амплитуда 70% при 100 вата), за да сведат до минимум агрегацията на частици с помощта на ултразвуков хомогенизатор UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Германия). При метода на pH-градиент изсушените филми на CUR, повърхностноактивни вещества и липиди се хидратират със 1300 ml амониев сулфат (pH 1⁄4 4) при 63 C за 47 минути. След това наночастиците са били ултразвук над ледена баня, за да се получат малки везикули.

Ултразвукови апарати за препариране на ниозоми

Hielscher Ultrasonic има дългогодишен опит в проектирането, производството, дистрибуцията и обслужването на високоефективни ултразвукови хомогенизатори за фармацевтичната, хранително-вкусовата и козметичната промишленост.
Получаването на висококачествени ниозоми, липозоми, твърди липидни наночастици, полимерни наночастици, циклодекстринови комплекси и други наноструктурирани лекарствени носители са процеси, в които ултразвуковите системи на Hielscher се отличават с високата си надеждност, постоянна изходна мощност и прецизна управляемост. Ултразвуковите апарати на Hielscher позволяват прецизен контрол върху всички параметри на процеса, като амплитуда, температура, налягане и енергия на ултразвука. Интелигентният софтуер автоматично протоколира всички параметри на ултразвука (час, дата, амплитуда, нетна енергия, обща енергия, температура, налягане) на вградената SD-карта.
Здравината на ултразвуковото оборудване на Hielscher позволява 24/7 работа при тежки натоварвания и в взискателни среди.
Таблицата по-долу ви дава представа за приблизителния капацитет на обработка на нашите ултразвукови апарати: