Защо наноформулирани лекарства?

• Ултразвуковите наноемулсии се отличават като носители на лекарства поради значително по-високия си капацитет за солюбилизация в сравнение с обикновените мицеларни разтвори.
• Тяхната термодинамична стабилност предлага предимства пред нестабилни системи като емулсии с макроскопични размери, дисперсии и суспензии.
• Ултразвуковите апарати на Hielscher се използват за приготвяне на наноемулсии с капки с размери до 10nm – при производство в малък мащаб и в промишлен мащаб.

Фармацевтични наноформулации, произведени чрез мощен ултразвук

Тъй като фармакологичните ефекти обикновено са пряко свързани с плазмените концентрации, абсорбцията и бионаличността на активните фармацевтични съставки са от решаващо значение. Бионаличността на фитохимични съединения като канабиноиди (т.е. CBD, THC, CBG и други) или куркуминоиди е ограничена поради ниска разтворимост, слабо проникване, ниска системна наличност, нестабилност, интензивен метаболизъм при първо преминаване или разграждане в стомашно-чревния тракт.
Наноформулации като наноемулсии, липозоми, мицели, нанокристали или натоварени наночастици се използват във фармацевтични продукти и добавки за подобрено и/или насочено доставяне на лекарства. Известно е, че наноемулсиите са много добри носители за постигане на висока бионаличност на активните фармацевтични съставки (APIs) и фитохимичните съединения. Освен това наноемулсиите могат да защитават и APIs, които могат да бъдат податливи на хидролиза и окисление. APIs и фитохимични съединения (напр. канабиноиди, куркуминоиди), капсулирани в наноемулсии тип масло във вода (O/W), са изпитани в различни научни изследвания и са утвърдени като носители на лекарства с превъзходни скорости на абсорбция.

Ултразвуково наноемулгиране на лекарства за перорално приложение

Бионаличността на перорално прилаганите флавоноиди, както и на много други фенолни активни съставки, е силно ограничена от интензивното глюкурониране при първо преминаване. За преодоляване на ограниченията, свързани с ниската бионаличност, носители с наноразмери като наноемулсии и липозоми са широко изследвани за различни лекарства и са показали отлични резултати при подобряване на абсорбцията.
Паклитаксел: Наноемулсиите, натоварени с паклитаксел (химиотерапевтично лекарство, използвано при лечение на рак), са имали размер на капките между ~90,6nm (най-малък среден размер на частиците) и 110nm.
„Резултатите от фармакокинетичните изследвания показват, че капсулирането на паклитаксел в наноемулсии действително е повишило значително пероралната бионаличност на паклитаксел. Повишената перорална бионаличност на паклитаксел в наноемулсии, измерена чрез площта под кривата (AUC), би могла да се дължи на солюбилизацията на лекарството в маслените капки и/или на наличието на повърхностноактивни вещества на границата масло–вода. Повишената абсорбция на паклитаксел може да се дължи и на защитата на лекарството от химично, както и от ензимно разграждане. В литературата е съобщено за подобрена перорална бионаличност на различни хидрофобни лекарства в емулсии тип масло във вода (O/W).“ [Tiwari 2006, 445]

Куркуминоиди: Lu et al. (2017, p.53) съобщават за приготвяне на куркуминоиди, извлечени чрез ултразвук, които са емулгирани чрез ултразвук до получаване на наноемулсия. Куркуминоидите са извлечени в етанол чрез ултразвукова обработка. За наноемулгирането те поставят 5mL куркуминоиден екстракт във флакон и изпаряват етанола в азотна атмосфера. След това са добавени 0,75 g лецитин и 1 mL Tween 80 и са смесени до хомогенност, след което са добавени 5,3mL дейонизирана вода. Сместа е разбъркана старателно и след това е подложена на ултразвукова обработка.
Ултразвуковото наноемулгиране води до еднородна куркуминоидна наноемулсия със среден размер на частиците 12,1 нанометра и сферична форма, установена чрез TEM (вижте фигурата по-долу).

Фиг.: Разпределение на размера на частиците, измерено чрез DLS (A), и TEM изображение (B) на дисперсия на куркуминоиди, заедно с разпределението на размера на частиците, получено директно от TEM изображението (C).
(Изображение и изследване: © Lu et al., 2017)

Полимери като поли(млечна-ко-гликолова киселина) (PLGA) или полиетиленгликол често се използват като основен компонент за подобряване на капсулирането и повишаване както на стабилността, така и на пероралната бионаличност. Използването на полимери обаче е свързано с по-голям размер на частиците (често >100nm). Куркуминоидната наноемулсия, приготвена от Lu et al., е имала значително намален размер от 12–16nm. Срокът на годност също е подобрен благодарение на високата стабилност на нашата куркуминоидна наноемулсия при съхранение в продължение на 6 месеца при 4℃ и 25℃, за което свидетелства средният размер на частиците съответно 12,4 ± 0,5nm и 16,7 ± 0,6nm след продължителното съхранение.

Ефектът на фармацевтичните помощни вещества и ултразвуковото наноемулгиране

Dong et al. изследват 21 фармацевтични помощни вещества и ефектите им върху бионаличността на моделния флавоноид хризин. Пет помощни вещества – а именно Brij 35, Brij 58, labrasol, натриев олеат и Tween20 – значително инхибират глюкуронирането на хризина. Натриевият олеат е най-мощният инхибитор на глюкуронирането.

Мебудипин: Khani et al. (2016) съобщават за формулирането на наноемулсия, натоварена с мебудипин, съдържаща етилолеат, Tween 80, Span 80, polyethylene glycol 400, етанол и дейонизирана вода, приготвена с помощта на ултразвуков апарат със сонда. Те установяват, че размерът на частиците при оптимална формулация е 22,8 ± 4,0 nm, което води до повишаване на относителната бионаличност на мебудипиновата наноемулсия приблизително 2,6 пъти. Резултатите от експериментите in vivo показват, че наноемулсионната формулация е успяла да повиши значително бионаличността на мебудипин в сравнение със суспензията, маслоразтворимата форма и мицеларния разтвор.

Ултразвукова наноемулсия за доставяне на лекарства в окото

Очни наноемулсии, напр. за офталмологично доставяне на лекарства, са приготвени с цел постигане на по-добра наличност, по-бързо проникване и по-висока ефикасност.
Ammar et al (2009) формулират дорзоламид хидрохлорид в наноемулсия (диапазон на размерите 8,4–12,8nm), за да постигнат по-силни ефекти при лечението на глаукома, намаляване на броя на приложенията на ден и по-добро придържане на пациентите към лечението в сравнение с конвенционалните капки за очи. Разработените наноемулсии показват бързо начало на лекарственото действие и продължителен ефект, както и повишена бионаличност на лекарството в сравнение с конвенционалния продукт на пазара.
с висока терапевтична ефикасност

Morsi et al. (2014) приготвят наноемулсии, натоварени с ацетазоламид, по следния начин: 1% w/w ацетазоламид (ACZ) е подложен на ултразвукова обработка със смеси от повърхностноактивно вещество / съповърхностноактивно вещество / масло до пълното разтваряне на лекарството, след което водната фаза, съдържаща 3% w/w диметилсулфоксид (DMSO), е добавена на капки за приготвяне на наноемулсии, съдържащи 39% w/w водна фаза, докато за приготвяне на наноемулсии с водно съдържание 59% е използвана водна фаза, съдържаща 20% DMSO. DMSO е добавен, за да се предотврати каквото и да било утаяване на лекарството след добавянето на водната фаза. Наноемулсиите са приготвени със среден размер на капките 23,8–90,2nm. Наноемулсиите, приготвени с по-високо водно съдържание от 59%, показват най-високо освобождаване на лекарството.
Наноемулгираният ацетазоламид е успешно формулиран под формата на наноемулсия, която показва висока терапевтична ефикасност при лечението на глаукома, съчетана с продължителен ефект.

Високопроизводителни ултразвукови апарати за наноемулгиране и нанокапсулиране

Hielscher Ultrasonics предлага ултразвукови системи от компактни лабораторни хомогенизатори до промишлени решения до ключ. За производството на наноемулсии с най-високо фармацевтично качество надеждният процес на емулгиране е от решаващо значение. Широкото разнообразие от сонотроди, проточни клетки и опционалната вложка MultiphaseCavitator MPC48 на Hielscher позволява на нашите клиенти да зададат оптималните условия на обработка за производство на емулсии с наноразмери със стандартизирано, надеждно и постоянно качество. Ултразвуковите апарати на Hielscher са оборудвани с най-съвременен софтуер за работа и управление – осигуряващ надеждно производство на стандартизирани фармацевтични продукти и добавки с фармацевтично качество.
Свържете се с нас още днес, за да откриете възможностите на APIs и фитохимичните съединения, наноформулирани чрез ултразвук!