Ultrazvučna formulacija niosoma
Niosome vezikule kao nano-nosač aktivnih sastojaka
Niosom je vezikula zasnovana na nejonskom surfaktantu, uglavnom formirana ugradnjom nejonskog surfaktanta i holesterola kao ekscipijensa. Niosomi su stabilniji na hemijsku degradaciju ili oksidaciju i imaju duže vreme skladištenja u poređenju sa liposomima. Zbog surfaktanata koji se koriste za pripremu niosoma, oni su biorazgradivi, biokompatibilni i neimunogeni. Niosomi su osmotski aktivni, hemijski stabilni i nude duže vrijeme skladištenja u odnosu na liposome. Ovisno o veličini i lamelarnosti, dostupne su različite metode pripreme kao što su sonikacija, reverzna faza isparavanja, hidratacija tankog filma ili proces apsorpcije lijeka preko membranskog pH gradijenta. Ultrazvučna priprema niosoma je poželjna tehnika za proizvodnju jednoslojnih vezikula, koje su male i ujednačene veličine.
Ultrazvučna formulacija niosoma
Da bi se formulirali niosomi, emulzija ulje u vodi (o/w) mora biti pripremljena od organskog rastvora surfaktanta, holesterola i vodenog rastvora koji sadrži bioaktivno jedinjenje, odnosno lek. Ultrazvučna emulzifikacija je vrhunska tehnika za miješanje tekućina koje se ne miješaju kao što su ulje i voda. Smicanjem kapljica obje faze i njihovim razbijanjem do nano-veličine, dobiva se nano-emulzija. Nakon toga, organski rastvarač se isparava, što rezultira niosomima napunjenim terapeutskim agensima, koji se raspršuju u vodenoj fazi. U poređenju s mehaničkim miješanjem, ultrazvučna tehnika formulacije niosoma se ističe formiranjem niosoma manje prosječne dimenzije i nižim indeksom polidisperznosti u brz proces. Upotreba manjih vezikula je općenito poželjnija, s obzirom na to da one bolje izbjegavaju mehanizme čišćenja tijela od većih čestica i ostaju duže u krvotoku. (usp. Bragagni et al. 2014.)
- jednoslojne, male, ujednačene vezikule
- jednostavan i brz proces
- reproducibilan
- Precizno kontrolisan
- sigurno
- lako skalabilan
Ultrasonic Niosome Preparation Protocols
Formulacija niosoma pomoću ultrazvučne obrade je opsežno istražena tako da su dostupni brojni znanstveno potvrđeni protokoli za ultrazvučnu proizvodnju niosoma.
U nastavku možete pronaći kratak pregled nekoliko formulacijskih protokola koji pripremaju i učitavaju niosome pomoću sonikacije.
Niosomi napunjeni ekstraktima Withania somnifera
Chinembiri et al. (2017) formulirali su sirovi ekstrakt Withania somnifera u niosome namijenjene lokalnoj primjeni. Bioaktivna jedinjenja su inkapsulirana ubrizgavanjem rastvarača. Stoga su organska i vodena faza kontinuirano magnetno miješane, a temperatura je održavana na 60°C ± 2°C sve dok se organski rastvarač ne ukloni. Rezultirajuća formulacija je ohlađena i ultrazvučna na ledu pomoću sonikatora Hielscher UP200ST. Niosomi su imali prosječne veličine u rasponu od cca. 165,9 ± 9,4 i pokazao je visoku efikasnost hvatanja (EE%) vitanolida A.
Niozomi napunjeni doksorubicinom
N-palmitoil glukozamin niozomi (Glu) napunjeni doksorubicinom, lijekom protiv raka, pripremljeni su mućkanjem mješavine NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), holesterola (58 mg) i Solulan C24 (54 mg ) u rastvoru doksorubicina (1,5 mg/ml, 2 ml, pripremljeno u PBS-u) na 90°C tokom 1 h, nakon čega je usledila sonikacija sondom tokom 10 minuta (75% max).
Palmitoil glikol hitozan (GCP) vezikule su pripremljene kao što je prethodno opisano (11) sonikacijom glikol hitozana (10 mg) i holesterola (4 mg) u rastvoru doksorubicina (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004.)

UP400St – Ultrazvučni uređaj od 400W za formulaciju nano-nosača kao što su niosomi
Alternativne metode pripreme niosoma
Alternativne metode formulacije niosoma kao što je tehnika reverzne faze isparavanja ili proces apsorpcije lijeka preko membranskog pH gradijenta uključuju primjenu ultrazvučne energije. Obje tehnike se uglavnom koriste za formuliranje multilamelarnih vezikula (MLV). U nastavku možete pronaći kratak opis obje tehnike i uključenog koraka sonikacije.
Sonikacija u pripremi niosoma putem reverzne faze isparavanja
U metodi reverzne faze isparavanja (REV), komponente niosomalne formulacije se rastvaraju u mješavini etera i hloroforma i dodaju u vodenu fazu koja sadrži lijek. Ultrazvučna emulzifikacija se koristi za pretvaranje smjese u emulziju fine veličine. Nakon toga, organska faza se isparava. Niozomi dobijeni isparavanjem organskog rastvarača su jednoslojni vezikuli velike veličine.
Transmembranski pH gradijent proces apsorpcije lijeka
Za transmembranski pH gradijent (unutar kiselog) procesa preuzimanja lijeka (sa daljinskim punjenjem), surfaktant i kolesterol se rastvaraju u hloroformu. Rastvarač se zatim isparava pod vakuumom kako bi se dobio tanak film na stijenci tikvice s okruglim dnom. Film se hidrira sa 300 mM limunske kiseline (pH 4,0) vrtložnim mešanjem suspenzije. Multilamelarne vezikule se zamrzavaju i odmrzavaju tri puta, a zatim se ultrazvukom obrađuju pomoću sonde. Ovoj niosomalnoj suspenziji dodaje se vodena otopina koja sadrži 10 mg/ml lijeka i miješa se na vorteksu. pH uzorka se zatim podiže na pH 7,0-7,2 sa 1M dinatrijum fosfatom. Zatim se smeša zagreva na 60°C 10 minuta. Ova tehnika daje višeslojne vezikule. (up. Kazi et al. 2010.)
Ultrazvučno smanjenje veličine niosoma
Niozomi su obično u rasponu veličine od 10 nm do 1000 nm. U zavisnosti od tehnike pripreme, niosomi su često relativno velike veličine i imaju tendenciju formiranja agregata. Međutim, specifične veličine niosoma su važan faktor kada je u pitanju ciljani tip sistema isporuke. Na primjer, vrlo mala veličina niosoma u nanometarskom rasponu je najprikladnija za sistemsku isporuku lijeka, gdje lijek mora biti isporučen kroz ćelijske membrane da bi stigao do ćelijskog ciljanog mjesta, dok se veći niosomi preporučuju za intramuskularnu i intra-kavitetnu isporuku lijeka ili oftalmološke aplikacije. Ultrazvučno smanjenje veličine niosoma uobičajen je korak tokom pripreme visoko potentnih niosoma. Ultrazvučne sile smicanja deaglomeriraju i raspršuju niosome u mono-dispergirane nano-niozome.
Protokol – Ultrazvučno smanjenje veličine lipoNiosoma
Naderinezhad i dr. (2017) formulisali su biokompatibilne LipoNiosome (kombinacija niosoma i liposoma) koji sadrže Tween 60: holesterol: DPPC (u 55 : 30 : 15 : 3) sa 3% DSPE-mPEG. Da bi se smanjila veličina pripremljenih LipoNiosoma, nakon hidratacije, sonikirali su suspenziju 45 minuta (15 sekundi uključeno i 10 sekundi isključeno, amplituda 70% pri 100 vati) kako bi se minimiziralo agregiranje čestica pomoću ultrazvučnog homogenizatora UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH). Za metodu pH-gradijenta, osušeni filmovi CUR, surfaktanata i lipida su hidrirani sa 1300 mL amonijum sulfata (pH 1⁄4 4) na 63 C tokom 47 minuta. Zatim su nanočestice sonikirane preko ledene kupke kako bi se proizvele male vezikule.
Ultrasonikatori za pripremu niosoma
Hielscher Ultrasonic ima dugogodišnje iskustvo u dizajnu, proizvodnji, distribuciji i servisu ultrazvučnih homogenizatora visokih performansi za farmaceutsku, prehrambenu i kozmetičku industriju.
Priprema visokokvalitetnih niosoma, liposoma, čvrstih lipidnih nanočestica, polimernih nanočestica, kompleksa ciklodekstrina i drugih nano-strukturiranih nosača lijekova su procesi u kojima se Hielscher ultrazvučni sustavi ističu zbog svoje visoke pouzdanosti, konzistentne izlazne snage i precizne kontrole. Hielscher ultrasonicatori omogućuju preciznu kontrolu nad svim parametrima procesa, kao što su amplituda, temperatura, pritisak i energija ultrazvuka. Inteligentni softver automatski protokolira sve parametre sonikacije (vrijeme, datum, amplituda, neto energija, ukupna energija, temperatura, pritisak) na ugrađenoj SD kartici.
Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava 24/7 rad u teškim uslovima iu zahtjevnim okruženjima.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata:
Batch Volume | Flow Rate | Preporučeni uređaji |
---|---|---|
1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
N / A | 10 do 100L/min | UIP16000 |
N / A | veći | klaster of UIP16000 |
Kontaktiraj nas! / Pitajte nas!

Ultrazvučni homogenizatori velike snage od lab to pilot i industrijski skala.
Literatura/Reference
- Chinembiri TN, Gerber M., du Plessis LH, du Preez JL, Hamman JH, du Plessis J. (2017): Lokalna dostava sirovih ekstrakata Withania somnifera u niosomima i čvrstim lipidnim nanočesticama. Pharmacognosy Magazine 2017. oktobar; 13. (Suppl 3): S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): Utjecaj tipa surfaktanta, sadržaja holesterola i različitih metoda smanjenja na veličinu čestica niosoma. Iranski časopis za farmaceutska istraživanja 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): Zajednička primjena paklitaksela i kurkumina u novim kationskim PEGiliranim niosomalnim formulacijama pokazuje poboljšanu sinergističku antitumorsku učinkovitost. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Zajednička isporuka hidrofilnih i hidrofobnih lijekova protiv raka koji koriste biokompatibilne pH-osjetljive nano-nosače na bazi lipida za rak rezistentne na više lijekova. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
Činjenice koje vrijedi znati
Niosomi protiv liposoma
Liposomi i niosomi su mikroskopske vezikule koje se mogu puniti bioaktivnim jedinjenjima za isporuku lijekova. Niosomi su slični liposomima, ali se razlikuju po dvoslojnom sastavu. Dok liposomi imaju fosfolipidni dvosloj, dvosloj niosoma je napravljen od nejonskih surfaktanata, što dovodi do kemijske razlike u strukturnim jedinicama. Ova strukturna razlika daje niosomima veću hemijsku stabilnost, superiornu sposobnost prodiranja u kožu i manje nečistoća.
Niozomi se diferenciraju po veličini u tri velike grupe: male unilamelarne vezikule (SUV) imaju prosječni prečnik od 10-100 nm, velike unilamelarne vezikule (LUV) imaju prosječnu veličinu od 100-3000 nm, a multilamelarne vezikule (MLV) karakteriziraju više od jednog dvosloja.
“Niosomi se ponašaju in vivo poput liposoma, produžavajući cirkulaciju zarobljenog lijeka i mijenjajući njegovu distribuciju organa i metaboličku stabilnost. Kao i kod liposoma, svojstva niosoma zavise od sastava dvosloja kao i načina njihove proizvodnje. Prijavljeno je da interkalacija holesterola u dvoslojnim slojevima smanjuje zapreminu zarobljavanja tokom formulacije, a time i efikasnost hvatanja.” (Kazi et al. 2010.)
Niosomi se mogu pripremiti različitim tehnikama kao što su tehnika hidratacije tankog filma, ultrazvučna metoda, metoda reverzne faze isparavanja, metoda zamrzavanja-odmrzavanja, mikrofluidizacija ili metoda dehidratacije rehidratacije. Odabirom odgovarajućeg oblika preparata, surfaktanta, sadržaja holesterola, aditiva površinskog naboja i koncentracije suspenzije, može se formulisati sastav, lamelarnost, stabilnost i površinski naboj niosoma kako bi se ispunili specifični zahtevi za nosače leka.
Da bi se proizveli visoko biokompatibilni niosomi s vrlo niskom citotoksičnošću, surfaktanti koji se koriste u pripremi niosoma trebaju biti biorazgradivi, biokompatibilni i neimunogeni.