Proč nanoformulované léky?

• Ultrazvukové nanoemulze vynikají jako nosič léčiva díky výrazně vyšší solubilizační kapacitě než jednoduché micelární roztoky.
• Jejich termodynamická stabilita nabízí výhody oproti nestabilním systémům, jako jsou emulze, disperze a suspenze o velikosti makro.
• Hielscher ultrasonicators se používají k přípravě nanoemulzí s kapičkami až do 10nm – v malosériové a průmyslové výrobě.

Farmaceutické nanoformulace vyráběné výkonovým ultrazvukem

Vzhledem k tomu, že farmakologické účinky většinou souvisejí přímo s plazmatickými hladinami, je zásadní absorpce a biologická dostupnost aktivních farmaceutických složek. Biologická dostupnost fytochemikálií, jako jsou kanabinoidy (tj. CBD, THC, CBG a další) nebo kurkuminoidy, je omezená kvůli špatné rozpustnosti, špatné permeaci, nízké systémové dostupnosti, nestabilitě, rozsáhlému metabolismu prvního průchodu nebo degradaci v trávicím traktu.
Nanoformulace, jako jsou nanoemulze, liposomy, micely, nanokrystaly nebo naložené nanočástice, se používají ve farmacii a doplňcích stravy pro lepší a/nebo cílené dodávání léčiv. Je známo, že nanoemulze jsou velmi dobrými prostředky pro dosažení vysoké biologické dostupnosti aktivních farmaceutických složek (API) a fytochemických sloučenin. Kromě toho mohou nanoemulze také chránit léčivé látky, které mohou být citlivé na hydrolýzu a oxidaci. Léčivé látky a fytochemikálie (např. kanabinoidy, kurkuminoidy) zapouzdřené v O/W nanoemulzích byly testovány v různých vědeckých studiích a jsou dobře zavedené jako nosiče léčiv s vynikající mírou absorpce.

Ultrazvuková nanoemulgace perorálně podávaných léků

Biologická dostupnost perorálně podávaných flavonoidů, stejně jako mnoha dalších fenolických účinných látek, je výrazně omezena rozsáhlou glukuronidací prvního průchodu. Aby bylo možné překonat omezení špatné biologické dostupnosti, byly nanonosiče, jako jsou nanoemulze a liposomy, rozsáhle hodnoceny pro různá léčiva a prokázaly skvělé výsledky při zlepšování absorpce.
Paklitaxel: Nanoemulze naplněné paklitaxelem (chemoterapeutický lék používaný při léčbě rakoviny) měly velikost kapiček mezi ~90,6 nm (nejmenší střední velikost částic) a 110 nm.
“Výsledky farmakokinetických studií ukázaly, že zapouzdření paklitaxelu do nanoemulzí významně zvýšilo perorální biologickou dostupnost paklitaxelu. Zvýšená perorální biologická dostupnost, měřená plochou pod křivkou (AUC), paklitaxelu v nanoemulzích může být přičítána solubilizaci léčiva v kapičkách oleje a/nebo přítomnosti povrchově aktivních látek na rozhraní olej-voda. Zvýšená absorpce paklitaxelu může být také přičítána ochraně léčiva před chemickou i enzymatickou degradací. V literatuře byla popsána zlepšená perorální biologická dostupnost různých hydrofobních léčiv v emulzích typu O/V.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidy: Lu et al. (2017, s. 53) uvádějí přípravu ultrazvukem extrahovaných kurkuminoidů, které byly ultrazvukově emulgovány do nanoemulze. Kurkuminoidy byly extrahovány pod sonikací v ethanolu. Pro nanoemulgaci vložili 5 ml kurkuminoidního extraktu do lahvičky a etanol odpařili pod dusíkem. Poté se přidalo 0,75 g lecitinu a 1 ml Tween 80 a homogenně se promíchalo, poté se přidalo 5,3 ml deionizované vody. Směs byla důkladně promíchána a poté sonikována.
Ultrazvuková nanoemulgace vedla k jednotné kurkuminoidní nanoemulzi s průměrnou velikostí částic 12,1 nanometru a kulovitým tvarem, který byl určen pomocí TEM (viz obrázek níže).

Obr.: Distribuce velikosti částic DLS (A) a TEM obraz (B) disperze kurkuminoidů spolu s distribucí velikosti částic získanou přímo z TEM obrazu (C).(Obrázek a studie: © Lu et al., 2017)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

Vliv farmaceutických pomocných látek a ultrazvukové nanoemulgace

Dong a kol. zkoumali 21 farmaceutických pomocných látek a jejich vliv na biologickou dostupnost modelového flavonoidu chrysinu. Pět pomocných látek – jmenovitě Brij 35, Brij 58, labrasol, oleát sodný a Tween20 významně inhibovaly glukuronidaci chrysinu. Oleát sodný byl nejsilnějším inhibitorem glukuronidace.

Mebudipine: Khani et al. (2016) uvádějí, že formulace nanoemulze naložené mebudipinem obsahující ethyloleát, Tween 80, Span 80, polyethylenglykol 400, ethanol a DI voda byly připraveny pomocí ultrazvuku typu sondy. Zjistili, že velikost částic pro optimální formulaci byla 22,8 ± 4,0 nm, což vedlo k relativní biologické dostupnosti nanoemulze mebudipinu, která byla zvýšena asi 2,6krát. Výsledky experimentů in vivo ukázaly, že nanoemulzní formulace dokázala významně zvýšit biologickou dostupnost mebudipinu ve srovnání se suspenzí, roztokem rozpustným v oleji a micelárním roztokem.

Ultrazvuková nanoemulze pro oční podávání léčiv

Oční nanoemulze, např. pro oftalmologické podávání léčiv, byly připraveny za účelem dosažení lepší dostupnosti, rychlejší penetrace a vyšší účinnosti.
Ammar a kol. (2009) formulovali dorzolamid hydrochlorid v nanoemulzi (rozmezí velikostí 8,4-12,8 nm) s cílem dosáhnout zvýšených účinků při léčbě glaukomu, snížení počtu aplikací za den a lepší kompliance pacienta ve srovnání s konvenčními očními kapkami. Vyvinuté nanoemulze vykazovaly rychlý nástup účinku léčiva a prodloužený účinek, stejně jako zvýšenou biologickou dostupnost léčiva ve srovnání s konvenčním tržním produktem.
s vysokou terapeutickou účinností

Morsi et al. (2014) připravili nanoemulze naložené acetazolamidem následovně: 1% w/w acetazolamid (ACZ) byl sonikován směsmi povrchově aktivní látky? co-surfaktant? oleje až do úplného rozpuštění léčiva, poté byla po kapkách přidána vodná fáze obsahující 3% w/w dimethylsulfoxidu (DMSO), aby se připravily nanoemulze obsahující 39 % w/w vodné fáze, zatímco pro přípravu nanoemulzí s 59% obsahem vody, byla použita vodná fáze obsahující 20 % DMSO. DMSO bylo přidáno, aby se zabránilo jakémukoli srážení léčiva po přidání vodné fáze. Byly připraveny nanoemulze s průměrnou velikostí kapiček 23,8-90,2 nm. Nanoemulze připravené s vyšším obsahem vody o 59 % vykazovaly nejvyšší uvolňování léčiva.
Nanoemulgovaný acetazolamid byl úspěšně formulován ve formě nanoemulze, což prokázalo vysokou terapeutickou účinnost při léčbě glaukomu spolu s prodlouženým účinkem.

Vysoce výkonné ultrasonicators pro nano-emulgaci a nanoenkapsulaci

Hielscher Ultrasonics nabízí ultrazvukové systémy od kompaktních laboratorních homogenizátorů až po průmyslová řešení na klíč. Pro výrobu nanoemulzí nejvyšší farmaceutické kvality je zásadní spolehlivý proces emulgace. Hielscherova široká škála sonotrod, průtokových buněk a volitelné vložky MultiPhase Cavitator MPC48 umožňují našemu zákazníkovi nastavit optimální podmínky zpracování pro výrobu emulzí o velikosti nano ve standardizované, spolehlivé a konzistentní kvalitě. Hielscher ultrasoniátory jsou vybaveny nejmodernějším softwarem pro provoz a řízení – zajištění spolehlivé výroby standardizovaných léčivých přípravků a farmaceutických doplňků stravy.
Kontaktujte nás ještě dnes a objevte možnosti ultrazvukově nanoformulovaných API a fytochemikálií!