Nano-indkapslet intranasal vaccine mod S. Pneumoniae med ultralyd
Fordel ved Nanoparticle-Indkapslet S. pneumoniae Vacciner
Mott et al. (2013) bestemte effekten af intranasal levering af en 234 ± 87,5 nm poly lactic-co-glykolsyre nanopartikel vaccine konstruere i at etablere beskyttelse mod eksperimentel respiratorisk pneumokokinfektion. Nanopartikler, der indkapsler varmedræbte Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP), blev opbevaret i lungerne 11 dage efter nasal administration sammenlignet med tom NP. Immunisering med NP-HKSP gav betydelig modstand mod S. pneumoniae infektion sammenlignet med administration af HKSP alene. Øget beskyttelse korreleret med en signifikant stigning i antigen-specifikke Th1-associeret IFN-c cytokin respons ved pulmonal lymfocytter. Denne undersøgelse fastslår effekten af NP-baseret teknologi som en ikke-invasiv og målrettet tilgang til nasal-pulmonal immunisering mod lungeinfektioner.
Protokol for ultralyd nanopartikel forberedelse
ultralyd lysis
1×106 nanopartikler indkapsler varmedræbt Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) blev lysed ved sonikering i 200μl fosfat-buffered saltvand (PBS), og 70 mg poly mælkesyre-co-glykolsyre (PLGA) blev opløst i 1 ml ethylacetat. Disse to opløsninger blev blandet og vortexed ved maksimal hastighed i 1 min til at danne primær vand-i-olie emulsion.
Ultralyd indkapsling
Dobbelt emulsionsmetode: Den primære emulsion blev derefter blandet med 3 ml 1 % polyvinylalkoholopløsning (PVA). Denne løsning blev sonikeret ved hjælp af en ultralydsprocessor Uf200 ः (Hielscher Ultrasonics GmbH, Tyskland) ved 40 % amplitude i 2 min på kontinuerlig tilstand (100% cyklus), i et rent glasglas nedsænket i is til varmeafledning, for at forberede HKSP indkapsle PLGA nanopartikler. Opløsningen blev yderligere fortyndet til 20 ml med autoclaved vand (0,22 μ filter steriliseret) og omrørt i 1 time ved stuetemperatur under mildt vakuum for at fordampe ethylacetat. Opløsningen blev derefter centrifugeret for at indsamle nPs, og denne proces blev gentaget to gange for at fjerne overskydende PVA. Nanopartikelpelletblev resuspenderet i 500 μl autoclaved vand og frysetørret. De sidste nanopartikler blev opbevaret ved -20°C indtil videre brug.
Partikelstørrelse af varmedræbt Streptococcus pneumoniae-indkapslet PLGA nanopartikler. Partikelstørrelsen af en vandig suspension af nanopartikler målt ved dynamisk lysspredning viser den gennemsnitlige størrelse og den gaussiske fordeling af partikler i partiet.
Kilde: Mott et al.: Intranasal levering af nanopartikelbaseret vaccine øger beskyttelsen mod S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
ultralydshomogenisator UIP2000hdT (2kW) med kontinuerligt omrørt batchreaktor
Ultralydsprocessorer til farmaceutiske formuleringer
Hielscher Ultrasonic har længe erfaring med design, fremstilling, distribution og service af højtydende ultralydshomogenisatere til medicinal- og fødevareindustrien.
Udarbejdelsen af liposomer af høj kvalitet, solide lipidnanopartikler, polymere nanopartikler og cyclodextrin-komplekser er processer, som Hielscher ultralydssystemer anvendes med høj pålidelighed og overlegen kvalitet output. Hielscher ultralydapparater giver mulighed for præcis kontrol over alle procesparametre, såsom amplitude, temperatur, tryk og sonikering energi. Den intelligente software automatisk protokoller alle sonikering parametre (tid, dato, amplitude, netto energi, total energi, temperatur, tryk) på den indbyggede SD-kort.
- Højtydende emulgering
- Nøjagtig kontrol over partikelstørrelse og belastning
- Høj belastning af aktive stoffer
- Nøjagtig kontrol over procesparametre
- Hurtig proces
- Ikke-termisk, præcis temp-styring
- lineær skalerbarhed
- Reproducerbarhed
- Processtandardisering / GMP
- Autoklaverbare sonder og reaktorer
- CIP/SIP
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater:
| Batch Volumen | Strømningshastighed | Anbefalede enheder |
|---|---|---|
| 1 til 500 ml | 10 til 200 ml / min | UP100H |
| 10 til 2000 ml | 20 til 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 til 20L | 0.2 til 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 til 100 l | 2 til 10 l / min | UIP4000hdT |
| na | 10 til 100 l / min | UIP16000 |
| na | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg Os!
High-Power ultralyd homogenisatorer fra Lab til Pilot og Industriel vægt.
Litteratur / Referencer
- 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 Værd at vide
Nano-strukturerede lægemiddelbærere
Nano-størrelse lægemiddelbærere såsom nano-emulsioner, liposomer, solid-lipid nanopartikler, polymere nanopartikler, og nano-strukturerede lipid luftfartsselskaber bruges til at formulere lægemidler med forbedrede funktionaliteter såsom forbedret biotilgængelighed, øget biokompatibilitet, målrettet levering, gunstige blod halveringstid, og meget lav eller ingen toksicitet for sundt væv. Ultralydbehandling er en yderst effektiv teknik til at formulere forskellige former for nanoterapeutiske. Læs mere om ultralydsapplikationer i den farmaceutiske produktion!
Liposomer
En liposom er en sfærisk formet vesikel med mindst én lipid tolags, som indkapsler kernen i hydrofobe stoffer. Både, størrelse samt hydrofobog hydrofil karakter vende liposomer i potente lægemiddel leveringssystemer, fx liposomal C-vitamin. Liposom egenskaber er væsentligt påvirket af lipid sammensætning, overflade ladning, størrelse, og forberedelse teknik. Klik her for at lære mere om ultralydsforberedelsen af liposomer!
Nanoemulsioner
Nanoemulsioner eller submikronemulsioner er emulsioner med en dråbestørrelse mellem 20-200nm og en smal dråbefordeling. De nano-store dråber giver flere fordele for oral administration samt for aktuel / transdermal levering af farmaceutiske og bioaktive stoffer, f.eks CBD nanoemulsioner. De nano-store dråber med evnen til effektivt at opløse lipofile lægemidler samt den forbedrede absorptionshastighed gør nano-emulsioner en hyppigt anvendt administrationsform for en høj biotilgængelighed. Nano-emulgeret formuleringer kan også bruges til en udvidet frigivelse af lipofile eller hydrofile lægemidler.
Læs mere om ultralydsproduktionen af nano-emulsioner!
Solid-Lipid nanopartikler
En solid lipid nanopartikel (SLN) er en sfærisk nanopartikel med en gennemsnitlig diameter mellem 10 og 1000 nanometer. Solid lipid nanopartikler har en solid lipid kerne matrix, hvor lipofile molekyler (aktive stoffer) kan opløses, således at nanopartikel fungerer som et lægemiddel luftfartsselskab. Lipidkernen stabiliseres af et emulgerende middel eller overfladeaktivt stof. Med ansøgninger om parenteral og oral administration samt okulær, pulmonal og aktuel lægemiddellevering, solid-lipid nanopartikler bruges til at forbedre behandlingens effektivitet og til at reducere systemiske bivirkninger.
Læs mere om ultralydassisteret syntese af nanopartikler med solid lipid!
Nano-strukturerede lipidbærere
Samme som solide lipid nanopartikler (SNCs), nano-struktureret lipid luftfartsselskaber (NLCs) er en anden form for lipid-baserede nanopartikler. Nano-strukturerede lipidbærere (NLC) er modificerede solide lipidnanopartikler bestående af en blanding af faste og flydende lipider og giver en forbedret stabilitet og lasteevne.
Nano-strukturerede lipid bærere kan fremstilles via ultralyd emulsion methdod.
Krystaller i nanostørrelse
Ultralyd krystallisering og nedbør er en meget potent måde at indkapsle stoffer med en dårlig vandopløselighed i en belagt krystal. Zheng et al. (2020) rapporterer ultralydindkapslingen af curcumin, et bioaktivt stof med mange sundhedsmæssige fordele, men dårlig biotilgængelighed på grund af lav vandopløselighed. Forskerholdet udviklede en polyelektrolytlag for lag (LbL) nanoskaldannelse for at indkapsle curcuminmolekylerne. De anfører, at "[u] nlike de almindeligt anvendte emulsion metoder, vores ultralyd assisteret LbL indkapsling kan opnå nanopartikler af meget mindre størrelse. Til curcumin opnåede vi krystallinske nanopartikler med en gennemsnitlig størrelse på 80 nm og et potentiale på +30 mV eller -50 mV, hvilket sikrede stabiliteten af disse nanokolloider i månedsvis (holdt i mættet lægemiddelopløsning). Dannelse af skaller med to bilag af biokompatible polyelektrolytter tillod langsom frigivelse af lægemidler i løbet af ca. 20 timer."
Curcumin-nukleationsprotokollen: Curcuminpulver blev opløst i en 60 % ethanol- /vandopløsning. Efter fuldstændig opløsning af curcumin, vandige polycationer, poly (allylamin hydrochlorid), PAH, eller biologisk nedbrydelig protominsulfat, (PS) blev tilføjet . Derefter blev opløsningen sonikeret med en UIP1000, en 1kW kraftfuld ulötrasonicator fra Hielscher Ultrasonic, ved 100watt pr. ml opløsning. Under ultralydbehandling blev der langsomt tilsat vand til opløsningen. På grund af det tilsatte vand bliver opløsningsmidlet mere polær, hvilket reducerer opløseligheden af curcumin. Når ligevægtskoncentrationen overstiger opløselighedstærsklen ra oversaturation af curcumin opnås, og krystalnuklering starter. Under høj effekt ultralydbehandling stoppes lægemiddelpartikelvæksten i indledende faser.
Læs mere om ultralydsudfældning og krystallisering af nanokrystaller!