Nootropica og Smart Narkotika Formuleringer med Ultralyd
Smart narkotika og nootropic kosttilskud forbruges som "kognitive smagsforstærkere" for at øge kognitiv funktion, hjerne kapacitet, koncentration, hukommelse og kreativitet, at øge motivation og mental energi samt at støtte hjernens sundhed. For at fremme transporten af de bioaktive forbindelser såsom nootropica, intelligente lægemidler og energigivende stoffer på tværs af blod-hjerne-barrieren (BBB), bør molekylerne være i en nano-forstærket form. Ultralydfremstillede nano-liposomer, micelles, fastlipid nanopartikler, nanostrukturerede nanobærere og nanoemulsioner er kendt for at øge biotilgængeligheden af bioaktive molekyler, vitaminer og fytokemikalier.
Nootropica eller smart narkotika er hjerne og krop stimulere molekyler – såkaldte kognitive smagsforstærkere – , som kan skelnes i følgende kategorier racetams, stimulanser, adaptogens, kolinerge, serotonergics, dopaminergics, metaboliske funktion smart narkotika og flere kategorier.
Interesseret i de forskellige kategorier af nootropica? Klik her for at læse mere om nootropica og deres kategorisering!
Hvad er Liposomer og Lipid-baserede nanocarriers?
Liposomer og lipidbaserede nanobærere såsom nanoemulsioner, nanosuspensioner, faste lipidnanopartikler (SLN'er) og nanostrukturerede lipidbærere (NLC'er) er kendt som potente lægemiddelbærersystemer, som leverer bioaktive molekyler og næringsstoffer til det målrettede cellested og resulterer derved i overlegen biotilgængelighed og absorptionshastigheder.
Liposomer
Liposomer kan kategoriseres som en specifik form for nanostrukturerede lipid nanocarriers. Liposomer er sfæriske vesikler med en vandig kerne omgivet af en eller flere lipid tolag. Da liposomer tilbyder evnen til indkapsle lipofile og hydrofile molekyler, de har fået dyb accept som en meget potent lægemiddel leveringssystem. I sin selvsamlede, selvlukkede struktur kan et liposom indkapsle flere bioaktive forbindelser (dvs. næringsstoffer eller terapeutiske molekyler) på én gang. Dens fosfolipid toayer beskytter de indeslutte bioaktive molekyler mod hydrolyse og oxidativ nedbrydning. Da strukturen af liposom's shell udviser en betydelig lighed med pattedyr celle, liposomer er i stand til at overføre bioaktive forbindelser i celler og subcellulære steder. Kendte fordele ved liposomale fremføringssystemer omfatter deres beskyttelse mod enzymatisk nedbrydning, deres lave toksicitet, høj biokompatibilitet, bionedbrydelighed og ikke-immunogenicitet.
UP400St, en 400 watt kraftig ultralydhomogenisator til fremstilling af nano-liposomer.
Den strukturelle sammensætning af liposomer, niosomer, nanoemulsioner, fastlipid nanopartikler, nanostrukturerede lipidbærere
billede: Poonia et al. 2016
Andre lipidiske nanobærere
Lipidiske nanobærere eller lipidbaserede nanobærere defineres som nanostørrelses lægemiddel-/molekyledelsessystemer, der bruger lipidstrukturer til at indkapsle bioaktive molekyler for at opnå forbedret biotilgængelighed, højere absorptionshastigheder, forbedret stabilitet på lang sigt og beskyttelse mod eksterne nedbrydningsfaktorer (f.eks. oxidation, hydrolyse). Nanostrukturerede lipidbærere omfatter faste lipidnanopartikler (SLN), nanostrukturerede lipidbærere (NLC), nanoliposomer, micelles, nanoemulsioner, nanosuspensioner og lipidnanorør. Den specifikke kemiske sammensætning og dens tilsvarende fysisk-kemiske egenskaber giver hver nanobærerform unikke fordele, som gør dem egnede til specifikke administrationsformer (f.eks. orale, intravenøse, intranasale, transdermale osv.), molekylekombinationer, lasteevne eller tidsudgivelsesformuleringer.
Faste lipidnanopartikler (SLN) og nanostrukturerede lipidbærere (NLC) defineres som faste partikler bestående af en lipidmatrix i en vandig fase stabiliseret af overfladeaktive stoffer.
Liposomal og andre nano-indkapslet (f.eks SLN'er, NLCs) kosttilskud tilbyder en overlegen biotilgængelighed, hvilket betyder en meget høj procentdel af det bioaktive stof (f.eks vitamin, antioxidant, flavonoid osv.) absorberes og metaboliseres af kroppens celler. Kun en meget lille fraktion går til spilde, da det ikke absorberes, men udskilles af kroppen. Dette gør nano-liposole formuleringer meget potente, effektive og pålidelige, da næsten alle de bioaktive molekyler leveres til destinationscellerne.
Ultralydformulering af stimulerende molekyler med højeste biotilgængelighed
Ultralyd nano-emulgering og nano-indkapsling gør nootropic og psykoaktive molekyler vandopløselige og dermed meget absorberbare og biotilgængelige. En højere absorptionshastighed samt øget biotilgængelighed og biokompatibilitet gør det bioaktive stof mere potent og kan gøre det muligt at krydse blod - hjerne-barrieren.
Ultralyd forberedelse af solid-lipid nanopartikler
(Kumar et al. 2019)
Ultralydformulering af nootropica
- Liposomer
- Nanoemulsioner
- Micelles (Micelles)
- Solid-Lipid nanopartikler (SLN)
- Nanostrukturerede Lipidbærere (NLC)
- Inklusionskompleks (f.eks. cyclodextrin)
- Niosomer
ultralydshomogenisator UIP2000hdT (2kW) med kontinuerligt omrørt batchreaktor
Mest kendte nootropica er stoffer i racetam klasse, såsom piracetam, aniracetam, oxiracetam, pramiracetam og phenylpiracetam. Mange Racetams er lipofile (= fedtopløselige). Ved hjælp af ultralydsbehandling er den fedtopløselige racetam indkapslet i en nanoforbedret form som nanoemulsioner, liposomer, solid-lipid nanopartikler (SLN'er) og nanostrukturerede lipidbærere (NLCs). Disse nano-forstærkede formuleringer gør den vandafvisende, fedtopløselige racetam til et vandopløseligt produkt. Da blodbanen i den menneskelige krop er vandbaseret nano-forstærket vandopløselige formuleringer tilbyde en betydeligt højere biotilgængelighed.
Ultralyd Nano-Forstærket Smart Narkotika
Ultralydindkapsling og nano-formulering teknologi gør det muligt for udarbejdelse af meget biotilgængelige kosttilskud og terapi. Bioaktive molekyler, der nyder godt af at være ultralyd formuleret i en liposomal eller andre nano-strukturerede lipid bæresystem omfatter vitaminer, antioxidanter, flavonoider, botaniske ekstrakter, mineraler, aminosyrer og peptider.
- Vitaminer og antioxidanter, som enten kan udvindes fra en naturlig kilde eller syntetiseres, omfatter C-vitamin, B-vitaminer, glutathion, resveratrol, CoQ10 (ubiquinon), osv.
- Naturlægemidler og botaniske molekyler som CBD, THC, CBG (cannabis), grøn te katekiner (f.eks EGCG), nikotin, koffein, ashwagandha, berberine, kratom osv.
- Svampe / champignon ekstrakter såsom astragalus, løvens manke, kalkun hale, chaga, psilocybin (magiske svampe), osv.
- Aminosyrer som kreatin, glycin, 5-HTP (5-hydroxytryptophan), phenylalanin, L-theanine (en aminosyre analog findes i te), GABA (gamma-aminosmørsyre), taurin, N-acetylcystein (NAC), L-tyrosin, osv.
- Mineraler som magnesium chelates (f.eks magnesium threonat, magnesium orotat) kan ultralyd indkapslet som nano-partikler i liposomer.
- Næringsstoffer, peptider, og andre molekyler såsom alfa-GPC, melatonin, cholin (cholin bitartrat, cholin klorid), (racemisk) ketamin, omega-3 fedtsyrer (EPA, DHA), α-lipoic syre (ALA), selegilin (L-deprenyl), centrophenoxine, oxytocin, methylenblå, osv.
Den nanoforstærkede liposomale formulering af bioaktive molekyler og næringsstoffer giver en overlegen biotilgængelighed og kan gøre det muligt for de målrettede stoffer at krydse blod-hjerne barrieren. Indkapslingen forhindrer de bioaktive molekyler mod syreinduceret hydrolyse i maven og enzymatisk nedbrydning i mave-tarmkanalen, således at en høj procentdel af næringsstoffet transporteres ubeskadiget til det målrettede sted af celler.
Excursus: Ultralydsekstraktion af Phyto-Kemikalier
Sonikering er den overlegne teknologi til at frigive bioaktive molekyler fra planter, svampe og bakterier. Ultralydsekstraktion er en ikke-termisk metode, hvis arbejdsprincip er baseret på akustisk kavitation. Akustisk / ultralydkavitation skaber mekanisk forskydning og turbulens, som perforerer og forstyrrer cellevægge og membraner og fremmer masseoverførsel. Derved frigiver sonikering de bioaktive stoffer fra celleinteriøret og overfører det til opløsningsmidlet (f.eks. vand, ethanol, glycerin, vegetabilsk olie osv.).
Lær mere om ultralydsekstraktion af bioaktive molekyler fra planteekstrakter!
Højtydende ultralydapparater til nootropic formuleringer
Hielscher Ultrasonics' systemer er pålidelige maskiner, der anvendes i den farmaceutiske og supplere produktionen til at formulere høj kvalitet nootropica og smart narkotika, der spænder fra nano-emulsioner til liposomer, nanostrukturerede lipidbærere, solid-lipid nanopartikler og indeslutninger komplekser, der er fyldt med vitaminer, antioxidanter, flavonoider, peptider, polyfenoler og andre bioaktive forbindelser og giver højeste biotilgængelighed, stor stabilitet og funktionalitet. For at opfylde sine kunders krav leverer Hielscher ultralydapparater fra den kompakte håndholdte laboratoriehomogenisator og bench-top ultralydapparater til fuldt industrielle ultralydsystemer til produktion af store mængder nootropica og smarte lægemiddelformuleringer. Ultralydformningsprocesser kan køres som batch eller som kontinuerlig inline proces ved hjælp af en ultralydsflow-through reaktor. En bred vifte af ultralydsonnotroder (sonder) og reaktorfartøjer er tilgængelige for at sikre en optimal opsætning til din liposomproduktion. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift under kraftig i krævende miljøer og sikrer en lang livscyklus for ultralydapparaterne.
Den præcise kontrol over alle vigtige procesparametre såsom amplitude, tryk, temperatur og sonikeringstid gør ultralydsprocessen pålidelig og reproducerbar. Hielscher Ultrasonics kender betydningen af kontinuerligt høj produktkvalitet og understøtter supplement og terapeutiske producenter til at gennemføre processtandardisering og GMP (Good Manufacturing Practices) ved intelligent software og automatisk dataoptagelse. Vores digitale ultralydhomogenisatorer registrerer automatisk alle ultralydsprocesparametre på et indbygget SD-kort. Digitale berøringsskærme og browserfjernbetjening giver mulighed for kontinuerlig procesovervågning og gør det muligt at justere procesparametrene præcist, når det er nødvendigt. Dette letter procesovervågning og kvalitetskontrol betydeligt.
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
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Neelam Poonia; Rajeev Kharb; Viney Lather; Deepti Pandita (2016): Nanostructured lipid carriers – versatile oral delivery vehicle. Future Sci. OA (2016) 2(3), FSO135.
- Weiwei Gao, Che-Ming J. Hu, Ronnie H. Fang, Liangfang Zhang (2013): Liposome-like Nanostructures for Drug Delivery. J Mater Chem B Mater Biol Med. 2013 Dec 28; 1(48).
- Liangfang Zhang; Steve Granick (2006): How to Stabilize Phospholipid Liposomes (Using Nanoparticles). Nano Letters. 2006 April, 6(4):694-8.
- Vassiliki Exarchou; Nikolaos Nenadis; Maria Tsimidou; Dimitrios Boskou (2002): Antioxidant Activities and Phenolic Composition of Extracts from Greek Oregano, Greek Sage, and Summer Savory. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50(19). Oct. 2002. 5294-9.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal and Surinder Kumar Mehta (2015): Energy efficient, facile and cost effective methodology for formation of an inclusion complex of resveratrol with hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
Fakta Værd at vide
Nootropica og Smart Narkotika
Begrebet “nootropic” er afledt af de antikke græske ord νόος (nóos), som står for “Sind” og τροπή (tropḗ), som har betydning for “drejning". Nootropica, også kendt som smart narkotika, er "sind drejning" stoffer, dvs bioaktive stoffer, der påvirker hjernen ved at øge kognitiv funktion, især intelligens, udøvende funktioner, hukommelse, kreativitet, årvågenhed, og motivation. De bruges som kognitive smagsforstærkere eller som hjerne doping. Populære nootropica omfatter racetams. Den første syntetiserede racetam form blev afledt af GABA og er kendt som piracetam, som betragtes som ikke-giftige og langsigtede undersøgt. Aniracetam, oxiracetam, pramiracetam og phenylpiracetam er strukturelt ligner piracetam, men udviser højere stimulerende potencies. Nyere racetam former såsom coluracetam, fasoracetam, nefiracetam, eller noopept ikke har strukturelle ligheder med piracetam.
Nogle nootropica kan have psykedeliske eller psyko-aktive/psykotrope virkninger, også og påvirke mentale processer, fx perception, bevidsthed, kognition, lydhørhed, humør og følelser.
Racetams
Racetams er kendt som den oprindelige type smart stof med piracetam som den første syntetiserede racetam en kendt som den første nootropic nogensinde. Piracetam er et molekyle i racetams gruppe med det kemiske navn 2-oxo-1-pyrolidin acetamid. Det er et derivat af neurotransmitteren GABA (gamma-aminosmørsyre). Piracetam er et lægemiddel molekyle med en pyrrolidon kerne, som er almindeligt ordineret til patienter med Alzheimers eller præ-demens symptomer. Men, piracetam og andre racetams bruges også af raske voksne med henblik på at intensivere den kemiske synaptiske transmission mellem hjerneceller. Racetams kan derved øge den generelle IQ, hukommelse og læring funktioner, mental klarhed og motivation. Andre molekyler i klassen af racetam er fx pramiracetam, oxiracetam, аnԁ aniracetam.
Da racetams falder ind under kategorien af ikke-kontrollerede stoffer i USA eller mange andre lande i verden, racetams kan købes som OTC (over-the-counter) kosttilskud uden recept. Racetams betragtes som ikke-giftige og generelle bivirkninger omfatter smerter i hovedet, som er et resultat af racetams udtynding af cholin i hjernen. Derfor, brugere kombinerer ofte deres racetam dosis med en cholin supplement (f.eks cholin bitartrat. Overdoser af racetams har for det meste kun lette bivirkninger, som svarer til forbruget af overdreven koffein.
Stimulanser
Stimulerende stoffer som koffein og nikotin er smart narkotika udbredt i verdens befolkning. Koffein og nikotin er juridiske psykostimulanser, mens brugen af stimulans's underklasse af amfetamin er ulovligt. Klassen af stimulanser omfatter næsten ethvert molekyle, der fremmer generel vågenhed og årvågenhed, reducere følelsen af træthed og døsighed og stiger på samme tid hjernefunktion og intelligens kvotient (IQ). Den anti-narkolepsi stof Modafinil er en af de mest fremtrædende medicinske lægemidler, som bruges af raske personer som "off-label kognitiv forstærker" at øge kognitiv funktion. En anden off-label brugt stof er methylphenidat, en medicin administreres til behandling af Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) og bruges af raske personer som kognitiv forstærker.
Klik her for at lære mere om ultralydsekstraktion af Koffein og Nikotin!
adaptogens
Adaptogenic stoffer er fyto-kemiske forbindelser, dvs plante-afledte molekyler, som administreres for at styrke kroppens reaktion og immunsystem til stressende situationer. Adaptogens kan beskrives som "stressende" forbindelser, som provokerer kroppen til at tilpasse sig til at opretholde eller genvinde homøostase (ligevægt mellem kroppens metaboliske processer). Den vigtigste rute for adaptogen handling påvirker hypothalamic-hypofyse-binyre-binyre (HPA akse) som reaktion på stimulation af ekstern stress. Næsten alle adaptogens falder ind i klassen af ikke-kontrollerede lægemidler, som kan købes som over-the-counter (OTC) kosttilskud. Mest populære og udbredte adaptogens er fx ginseng, gingerol (ingefær), ashwagandha, eleutherococcus senticosus (sibirisk ginseng), rhodiola rosea (arktisk rod), schisandra chinensis, kava kava, passion blomst, St. Johns Wort, og scutellaria baicalensis (kinesisk kalot).
Er cannabis en Adaptogen? Cannabis har fået stor opmærksomhed i løbet af de sidste år, for det meste for sin anti-inflammatoriske og afslappende forbindelser cannabidiol (CBD) og cannabigerol (CBG). Selv cannabinoider er ikke-giftige plante-afledte forbindelser og har vist sig stress-reducerende virkninger på kroppen, cannabis og cannabinoider er ikke officielt klassificeret som adaptogenic stoffer. Men da CBD, CBG og ægte adaptogenics viser ligheder i deres funktion og effekter, bruges de ofte i kombination for at forstærke effektiviteten af cannabinoid samt adaptogen.
Mens adaptogens har sundhedsfremmende og stress-reducerende virkninger, de viser kun små effekter som kognitive smagsforstærkere, "i sig selv". Kognitive ekstraudstyr fra adaptogens opnås primært ved at afbalancere kroppens stress respons, elasticitet og generelle sundhed, snarere end direkte at indlede væksten af nye hjerneceller eller neurale forbindelser.
Klik her for at lære mere om ultralydsekstraktion af adaptogens fra planteekstrakter!
Koliner
Kolinerge stoffer er kemiske forbindelser, der efterligner virkningen af acetylcholin og/eller butyrylcholin. Cholin-baserede smart narkotika forbruges for deres virkninger på hukommelse, opmærksomhed, og humør regulering. Acetylcholin er en af de store neurotransmittere i hjernen. Det er også en væsentlig komponent for et velfungerende perifert nervesystem. Cholin kan tages som supplement, men er også til stede i fødevarer, f.eks æggeblommer og sojabønner er særligt rige på cholin.
Sulbutiamine (som er kommercielt tilgængelig som OTC (i håndkøb) stof under navnet Arcalion) er et syntetisk derivat af thiamin (vitamin B1), som krydser blod - hjerne barrieren og er i stand til at øge thiamin niveauer i hjernen. Kendt for at forbedre hukommelsen og til at overvinde svaghed og træthed og samtidig reducere psyko-adfærdsmæssige hæmning, sulbutiamin bruges også af atleter. Sulbutiamin er klassificeret som en kolinerge smart stof, da dette stof fungerer som kolinerge regulator i hippocampus. Når det bruges ved terapeutiske doser, ingen alvorlige bivirkninger er blevet observeret.
Serotonergics
Serotonin, eller 5-hydroxytryptamin (5-HT), er monoamin neurotransmitter, der bidrager til og styrer humør (velvære, lykke), og modulerer søvn, appetit, kognition, læring, hukommelse, belønningssystemet og talrige fysiologiske processer såsom opkastning og vasokonstriktion. Serotonin er produceret i kroppen ved udsættelse for sollys. Naturlige serotonerge (serotonin-fremme eller frigive) forbindelser, såsom L-tryptophan, er også til stede i fødekilder.
Dopaminergics
Dopaminergics er smart stof stoffer, der påvirker niveauet af dopamin i hjernen. Dopamin er et hormon og en neurotransmitter, der spiller flere vigtige roller i hjernen og kroppen. For eksempel er dopaminvejen ansvarlig for de gode følelser og biokemiske signalering af positiv feedback med hensyn til behagelige oplevelser som velsmagende mad, sex, positivt socialt engagement osv.
Dopamin er tilgængelig som medicin under varemærker af Intropin, Dopastat, og Revimine, blandt andre, som hovedsagelig anvendes som et stimulerende lægemiddel i behandlingen af svær lavt blodtryk, langsom puls, og hjertestop.
Dopaminerge smart narkotika er dopamin boostere bruges til at overvinde lav dopamin niveauer, som generelt er forbundet med lavt energiniveau, en mangel på motivation, anhedonia (manglende evne til at føle glæde), apati, depression, vanedannende adfærd, dårlig hukommelse og nedsat indlæringsevne. Fælles dopaminerge smart narkotika er L-tyrosin, Yohimbine og selegilin (en MAO-hæmmer). Dopamin boostere fremme opmærksomhed og årvågenhed ved enten at øge effekten af dopamin i hjernen, eller hæmme de enzymer, der nedbryder dopamin ned.
Andre kategorier af smart narkotika, kognitive smagsforstærkere, og nootropica omfatter glycinergics, adenosinergics, adrencs, cannabinoidergics, GABAergics, histaminergics, melatonergics, monoaminergics, og opioidergics.
Gruppen af "-ergic" nootropica er stoffer, der modulerer et bestemt system i kroppen og hjernen. Det specifikke system er integreret i første del af begrebet. For eksempel, glycinergics direkte modulere glycinsystemet i kroppen og hjernen, adenosinergics direkte modulere adenosin system i kroppen og hjernen, dopaminergics handle på dopamin-systemet og så videre.
Inklusion komplekser
En inklusionsforbindelse er et kompleks, hvor et kemisk stof – den såkaldte “Vært” – har et hulrum, hvori et andet molekyle – den såkaldte “værelse” – er inkluderet.
Cyclodextriner er de mest almindeligt anvendte værtsforbindelser, da de kan danne inklusionskompleks med en bred vifte af faste, flydende og gasformige forbindelser. Gæsteforbindelser spænder fra polarreagenser såsom syrer, aminer, små ioner (f.eks. clo4-, SCN-, halogenaloner) til stærkt apolære alifatiske og aromatiske kulbrinter og sjældne gasser. Inklusion komplekser kan syntetiseres enten i opløsning eller i krystallinsk tilstand. Ultralydskompleksation af cyclodextrinbaserede inklusionskomplekser er en meget pålidelig og effektiv metode til at producere indlæste inklusionskomplekser, som giver en høj stabilitet og øget biotilgængelighed. Vand er almindeligt anvendt som opløsningsmiddel, selv om dimethylsulfoxid og dimethylformamid er alternative opløsningsmidler, der skal anvendes.
Udover medtagelsen af farmaceutiske/nutraceutical forbindelser, cyclodextrin bruges også som Host forbindelser for duft molekyler at opnå en højere stabilitet og en langsom frigivelse handling.
Læs mere om ultralydproducerede inklusionskomplekser!