Nano-zapouzdřená intranazální vakcína proti S. pneumoniae s ultrazvukem
Výhody nanočásticově enkapsulovaných vakcín proti S. pneumoniae
Mott et al. (2013) stanovili účinnost intranazálního podání 234 ± 87,5 nm nanočásticového vakcinačního konstruktu kyseliny polymléčné a ko-glykolové při vytváření ochrany proti experimentální respirační pneumokokové infekci. Nanočástice zapouzdřující tepelně usmrcený Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) zůstaly v plicích 11 dní po podání do nosu ve srovnání s prázdným NP. Imunizace NP-HKSP vyvolala významnou rezistenci proti S. pneumoniae infekce ve srovnání s podáním samotného HKSP. Zvýšená ochrana korelovala s významným zvýšením antigenně specifické odpovědi IFN-c cytokinů asociovaných s Th1 plicními lymfocyty. Tato studie stanovuje účinnost technologie založené na NP jako neinvazivního a cíleného přístupu k nosně-plicní imunizaci proti plicním infekcím.
Protokol přípravy ultrazvukových nanočástic
ultrazvuková lýza
1×106 nanočástice zapouzdřující teplo usmrcené Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) byly lyzovány sonikací v 200 μl fyziologického roztoku pufrovaného fosfátem (PBS) a 70 mg kyseliny polymléčné a ko-glykolové (PLGA) bylo rozpuštěno v 1 ml ethylacetátu. Tyto dva roztoky byly smíchány a vířeny při maximální rychlosti po dobu 1 minuty, aby se vytvořila primární emulze voda v oleji.
Ultrazvukové zapouzdření
Metoda dvojité emulze: Primární emulze byla poté smíchána se 3 ml 1% roztoku polyvinylalkoholu (PVA). Tento roztok byl sonikován pomocí ultrazvukového procesoru UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, Německo) při 40 % amplitudě po dobu 2 minut v nepřetržitém režimu (100% cyklus), v čisté skleněné lahvičce ponořené do ledu pro odvod tepla, pro přípravu nanočástic PLGA zapouzdřených v HKSP. Roztok byl dále zředěn na 20 ml autoklávovanou vodou (sterilizován filtrem o velikosti 0,22 μ) a míchán po dobu 1 hodiny při pokojové teplotě v mírném vakuu, aby se odpařil ethylacetát. Roztok byl poté odstředěn, aby se shromáždily NP, a tento proces byl opakován dvakrát, aby se odstranil přebytečný PVA. Peleta nanočástic byla resuspendována v 500 μl autoklávované vody a lyofilizována. Finální nanočástice byly skladovány při teplotě -20 °C až do dalšího použití.
Velikost částic tepelně usmrcených Streptococcus pneumoniae-zapouzdřené PLGA nanočástice. Velikost částic vodné suspenze nanočástic měřená dynamickým rozptylem světla ukazuje průměrnou velikost a Gaussovo rozdělení částic v šarži.
Zdroj: Mott et al.: Intranazální podání vakcíny na bázi nanočástic zvyšuje ochranu proti S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
Ultrazvukový homogenizátor UIP2000hdT (2kW) s kontinuálně míchaným vsádkovým reaktorem
Ultrazvukové procesory pro farmaceutické přípravky
Hielscher Ultrasonic má dlouholeté zkušenosti s návrhem, výrobou, distribucí a servisem vysoce výkonných ultrazvukových homogenizátorů pro farmaceutický a potravinářský průmysl.
Příprava vysoce kvalitních lipozomů, pevných lipidových nanočástic, polymerních nanočástic a cyklodextrinových komplexů jsou procesy, které se používají ultrazvukové systémy Hielscher s vysokou spolehlivostí a vynikající kvalitou výstupu. Hielscher ultrasonicators umožňují přesnou kontrolu nad všemi parametry procesu, jako je amplituda, teplota, tlak a sonikační energie. Inteligentní software automaticky protokoluje všechny parametry sonikace (čas, datum, amplituda, čistá energie, celková energie, teplota, tlak) na vestavěné SD kartě.
- Vysoce výkonná emulgace
- Přesná kontrola nad velikostí a zatížením částic
- Vysoká zátěž účinných látek
- Přesná kontrola nad procesními parametry
- Rychlý proces
- Netepelná, přesná regulace teploty
- Lineární škálovatelnost
- reprodukovatelnost
- Standardizace procesů / GMP
- Autoklávovatelné sondy a reaktory
- CIP / SIP
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k pilot a industriální škála.
Literatura/Odkazy
- Brittney Mott; Sanjay Thamake; Jamboor Vishwanatha; Harlan P. Jones (2013): Intranasal delivery of nanoparticle-based vaccine increases protection against S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
- Zhiguo Zheng; Xingcai Zhang; Daniel Carbo; Cheryl Clark; Cherie-Ann Nathan; Yuri Lvov (2010): Sonication-assisted synthesis of polyelectrolyte-coated curcumin nanoparticles. Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids, 01 Jun 2010, 26(11):7679-7681.
Fakta, která stojí za to vědět
Nanostrukturované nosiče léčiv
Nano-velké nosiče léčiv, jako jsou nanoemulze, liposomy, pevné lipidové nanočástice, polymerní nanočástice a nanostrukturované lipidové nosiče, se používají k formulaci léčiv s vylepšenými funkcemi, jako je zlepšená biologická dostupnost, zvýšená biokompatibilita, cílené dodání, příznivý krevní poločas a velmi nízká nebo žádná toxicita pro zdravé tkáně. Ultrazvuku je vysoce účinná technika pro formulování různých forem nanotherapeutik. Přečtěte si více o ultrazvukových aplikacích ve farmaceutické výrobě!
liposomy
Lipozom je vezikula kulovitého tvaru, která má alespoň jednu lipidovou dvojvrstvu, která zapouzdřuje jádro hydrofobních látek. Jak velikost, tak i hydrofobní a hydrofilní charakter mění liposomy na silné systémy dodávání léčiv, např. lipozomálního vitaminu C. Vlastnosti liposomů jsou podstatně ovlivněny složením lipidů, povrchovým nábojem, velikostí a technikou přípravy. Klikněte zde a dozvíte se více o ultrazvukové přípravě lipozomů!
Nanoemulze
Nanoemulze nebo submikronové emulze jsou emulze s velikostí kapiček mezi 20-200 nm a úzkou distribucí kapiček. Nano kapičky nabízejí několik výhod pro orální podání, stejně jako pro topické / transdermální podávání farmaceutických a bioaktivních látek, např. nanoemulzí CBD. Nano kapičky se schopností účinně rozpouštět lipofilní léčiva a zvýšená rychlost vstřebávání činí z nanoemulzí často používanou formu podávání pro vysokou biologickou dostupnost. Nanoemulgované formulace lze také použít pro prodloužené uvolňování lipofilních nebo hydrofilních léčiv.
Přečtěte si více o ultrazvukové výrobě nanoemulzí!
Pevné lipidové nanočástice
Pevná lipidová nanočástice (SLN) je kulovitá nanočástice se středním průměrem mezi 10 a 1000 nanometry. Pevné lipidové nanočástice mají pevnou lipidovou jádrovou matrici, ve které mohou být lipofilní molekuly (aktivní látky) solubilizovány tak, aby nanočástice působila jako nosič léčiva. Lipidové jádro je stabilizováno emulgačním činidlem nebo povrchově aktivní látkou. S aplikacemi pro parenterální a perorální podání, stejně jako pro oční, plicní a topické podávání léků, se nanočástice pevných lipidů používají ke zvýšení účinnosti léčby a ke snížení systémových vedlejších účinků.
Přečtěte si více o ultrazvukem asistované syntéze pevných lipidových nanočástic!
Nanostrukturované lipidové nosiče
Stejně jako pevné lipidové nanočástice (SLN) jsou nanostrukturované lipidové nosiče (NLC) další formou nanočástic na bázi lipidů. Nanostrukturované lipidové nosiče (NLC) jsou modifikované pevné lipidové nanočástice skládající se ze směsi pevných a kapalných lipidů a nabízejí zlepšenou stabilitu a zatížitelnost.
Nanostrukturované lipidové nosiče lze připravit pomocí ultrazvukové emulze methdod.
Krystaly o nanovelikosti
Ultrazvuková krystalizace a srážení je vysoce účinný způsob, jak zapouzdřit látky se špatnou rozpustností ve vodě do potaženého krystalu. Zheng et al. (2020) uvádějí ultrazvukové zapouzdření kurkuminu, bioaktivní sloučeniny s mnoha zdravotními přínosy, ale špatnou biologickou dostupností v důsledku nízké rozpustnosti ve vodě. Výzkumný tým vyvinul polyelektrolytovou tvorbu nanoskořápek vrstvu po vrstvě (LbL), která zapouzdřuje molekuly kurkuminu. Uvádějí, že "na rozdíl od běžně používaných emulzních metod může naše ultrazvukem asistované zapouzdření LbL dosáhnout nanočástic mnohem menší velikosti. Pro kurkumin jsme získali krystalické nanočástice o průměrné velikosti 80 nm a ξ-potenciálu +30 mV nebo -50 mV, což zajistilo stabilitu těchto nanokoloidů po dobu několika měsíců (uchovávaných v nasyceném roztoku léčiva). Tvorba skořápek se dvěma dvojvrstvami biokompatibilních polyelektrolytů umožnila pomalé uvolňování léčiva během cca 20 hodin."
Protokol nukleace kurkuminu: Kurkuminový prášek byl rozpuštěn v 60 % roztoku ethanolu / vody. Po úplném rozpuštění kurkuminu byly přidány vodné polykationty, poly(allylamin hydrochlorid), PAU nebo biologicky odbouratelný protomin sulfát (PS). Poté byl roztok sonikován pomocí UIP1000, 1kW výkonného ulötrasonicatoru od společnosti Hielscher Ultrasonic, při 100 wattech na ml roztoku. Během ultrazvuku byla do roztoku pomalu přidávána voda. Díky přidané vodě se rozpouštědlo stává polárním, což snižuje rozpustnost kurkuminu. Když rovnovážná koncentrace překročí práh rozpustnosti, dosáhne se přesycení kurkuminem ra a začne nukleace krystalů. Při ultrazvuku s vysokým výkonem je růst částic léčiva zastaven v počátečních fázích.
Přečtěte si více o ultrazvukovém srážení a krystalizaci nanokrystalů!