Nanostruktur lipid bærere (NLCs) er en avanceret form for nano-størrelse narkotika leveringssystemer byder på en lipid kerne og en vandopløselig shell. NCC'er har en høj stabilitet, beskytter de aktive biomolekyler mod nedbrydning og tilbyder vedvarende lægemiddelfrigivelse. Ultralydbehandling er en pålidelig, effektiv og enkel teknik til at producere lastede nanostrukturerede lipidbærere.

Ultralyd forberedelse af nanostrukturerede lipid bærere

Nanostruktur lipid luftfartsselskaber (NLCs) indeholder fast lipid, flydende lipid, og overfladeaktivt stof i en vandig medium, som giver dem god opløselighed og biotilgængelighed egenskaber. NCC'er er i vid udstrækning anvendes til at formulere stabile lægemiddelbærersystemer med en høj biotilgængelighed og vedvarende frigivelse af lægemidler. NPC'er har en bred vifte af anvendelser lige fra oral til parenteral administration, herunder topisk/ transdermal, oftalmologisk (okulær) og lungeadministration.
Ultralyddispersion og emulgering er en pålidelig og effektiv teknik til at forberede nanostrukturerede lipidbærere fyldt med aktive forbindelser. UltralydNLC præparatet har den store fordel, at det ikke kræver et organisk opløsningsmiddel, store mængder overfladeaktive stoffer eller additivforbindelser. Ultralyd NLC formulering er en forholdsvis enkel metode, da den smeltende lipid tilsættes til løsningen af overfladeaktivt stof og derefter sonikeret.

Eksemplariskprotokoller for ultralydbelastede nanostrukturlipidbærere

Dexamethason-loaded NCC'er via Sonication
Et ikke-giftigt potentielt oftalmologisk NLC-system blev forberedt under ultralydbehandling, hvilket resulterede i en smal størrelsesfordeling, høj Dexamethason entrapment effekt og forbedret penetration. NLC-systemer blev ultralydt forberedt ved hjælp af en Hielscher UP200S ultralydator og Compritol 888 ATO, Miglyol 812N og Cremophor RH60 som komponenter.
Den faste lipid, flydende lipid, og overfladeaktive stof blev smeltet ved hjælp af en opvarmning magnetisk omrører på 85ºC. Derefter blev Dexamethason tilsat den smeltede lipidblanding og spredt. Det rene vand blev opvarmet ved 85ºC, og de to faser blev sonikeret (ved 70% amplitude i 10 minutter) med Hielscher UP200S ultralydshomogenisator. NLC-systemet blev afkølet i et isbad.
De ultralydfremstillede NCC'er udviser en smal størrelsesfordeling, høj DXM-entrapmenteffekt og forbedret penetration.
Forskerne anbefaler brugen af en lav overfladeaktivt stof koncentration og lav lipid koncentration (f.eks 2,5% for overfladeaktive stoffer og 10% for total lipid), fordi så de kritiske stabilitetsparametre (Z_Ave, ZP, PDI) og narkotikalasteevne (EE%) egnede, mens emulgatorkoncentrationen kan forblive på et lavt niveau.
(jf. kiss et al. 2019)

Retinyl Palmitate-loaded NPC'er via Sonication
Retinoid er en udbredt ingrediens i dermatologi behandlinger af rynker. Retinol og retinyl palmitat er to forbindelser fra retinoid gruppe, som har en evne til at fremkalde tykkelsen af epidermis og effektiv som anti-rynke agent.
NLC-formuleringen blev udarbejdet ved hjælp af ultralydbehandlingsmetode. Formuleringen indeholdt 7,2% af cetyl palmitate, 4,8% af oliesyre, 10% af Tween 80, 10% af glycerin, og 2% af retinylpalmitat. Følgende skridt blev taget for at producere retinylpalmitat-loaded NCC' er: Blandingen af smeltede lipider blandes med det overfladeaktive stof, co-overfladeaktivt stof, glycerin og deioniseret vand ved 60-70 °C. Denne blanding omrøres med en høj-shear mixer ved 9800rpm i 5 min. Efter foremulsionen er dannet, sonikeres denne præ-emulsion straks ved hjælp af en sonde-type ultralydhomogenisator i 2 min. Derefter blev det opnåede NLC holdt ved stuetemperatur i 24 timer. Emulsionen blev opbevaret ved stuetemperatur i 24 timer, og nanopartikelstørrelsen blev målt. NLC-formlen viste partikelstørrelser i intervallet 200-300nm. det opnåede NLC har et lysegult udseende, en globulestørrelse på 258±15,85 nm og et polydispersitetsindeks på 0,31±0,09. TEM-billedet nedenfor viser ultralydtfremstillede retinylpalmitatbelastede NCC'er.
(jf.

Zingiber zerumbet-loaded NCC'er via Sonication
Nanostrukturerede lipidbærere består af en blanding af solid lipid, væskelipid og overfladeaktivt stof. De er fremragende lægemiddelfremføringssystemer til at administrere bioaktive stoffer med dårlig vandopløselighed og til at øge deres biotilgængelighed betydeligt.
Følgende skridt blev taget for at formulere Zingiber zerumbet-loaded NCC'er. 1% fast lipid, dvs. glycerylmonostearate og 4% flydende lipid, dvs. Efterfølgende blev 1% Zingiber zerumbetolie tilsat lipidfasen, mens temperaturen løbende blev opretholdt 10°C over smeltetemperaturen af glycerylmonosteaat. Til fremstilling af den vandige fase blev destilleret vand, Tween 80 og sojalecithin blandet sammen i det korrekte forhold. Den vandige blanding blev straks tilsat i lipidblandingen for at danne en præ-emulsionsblanding. Foremulsionen blev derefter homogeniseret ved hjælp af højforskydningshomogenisator ved 11.000 omdrejninger i 1 min. Bagefter blev foremulsionen sonikeret ved hjælp af en sonde-type ultralydator ved 50% amplituder i 20 min, Endelig blev NLC-dispersionen afkølet i isvandsbad til stuetemperatur (25±1°C) for at slukke suspensionen i det kolde bad for at forhindre partikelaggregering. NCC'erne blev opbevaret ved 4°C.
De Zingiber zerumbetbelastede NCC'er udviser en nanometerstørrelse på 80,47±1,33, et stabilt polydispersitetsindeks på 0,188±2,72 og en zetapotentiel ladning på -38,9±2,11. Indkapslingen effektivitet viser evne til lipid luftfartsselskab til at indkapsle Zingiber zerumbet olie mere end 80% effektivitet.
(jf. Rosli et al. 2015)

Valsaratan-loaded NCC'er via Sonication
Valsaratan er en angiotensin II receptor blokker anvendes i antihypertensiv medicin. Valsartan har en lav biotilgængelighed på ca. 23% kun på grund af sin dårlige vandopløselighed. Ved hjælp af ultralyd smelte-emulgering metode tilladt til fremstilling af Valsaratan-loaded NCC'er byder på en væsentligt forbedret biotilgængelighed.
Enkelt, fedtet opløsning af Val blev blandet med visse mængder af et smeltet lipidmateriale ved temperatur 10 °C over lipid smeltepunktet. En vandig overfladeaktivt opløsning blev fremstillet ved at opløse visse vægte af Tween 80 og natriumdeoxycholate. Den overfladeaktive opløsning blev yderligere opvarmet til samme temperatur grad og blandet med fedtet lipid stof løsning ved sonde-sonikering i 3 min. at danne en emulsion. Derefter blev den dannede emulsion spredt i afkølet vand ved magnetisk omrøring i 10 min. Det dannede NLC blev adskilt af centrifugering. Prøver fra supernatanten blev udtaget og analyseret for koncentrationen af Val ved hjælp af en valideret HPLC-metode.
Ultralyd smelte-emulgering metode har en række fordele, herunder enkelhed med minimal stressende tilstand og berøvet giftige organiske opløsningsmidler. Den maksimale entrapmenteffektivitet var 75,04%
(jf.

Andre aktive forbindelser såsom paclitaxel, clotrimazol, domperidon, puerarin og meloxicam blev også med succes indarbejdet i nanopartikler med fast lipid og nanostrukturerede lipidbærere ved hjælp af ultralydsteknikker. (jf. Bahari og Hamishehkar 2016)

Ultralydbehandling som forberedelsesmetode til formulering af nanolipidbærere (NCC' er) kan bruges som kold eller varm homogeniseringsteknik. Ultralydhomogenisering resulterer i en smal partikelstørrelsesfordeling, hvilket forbedrer NlCs stabilitet og lageregenskaber.

Ultralydkold homogenisering

Når koldhomogeniseringsteknikken anvendes til at forberede nanostrukturerede lipidbærere, opløses de farmakologisk aktive molekyler, dvs. Under afkøling størkner lipiderne. Den faste lipidmasse er derefter jorden nanopartikel størrelse. Lipidnanopartiklerne spredes i en kold overfladeaktivt opløsning, hvilket giver en kold forfjedring. Endelig er denne suspension sonikeret, ofte ved hjælp af en ultralydflowcellereaktor ved stuetemperatur.
Da stofferne kun opvarmes én gang i det første trin, anvendes ultralydkoldhomogenisering hovedsageligt til at formulere varmefølsomme stoffer. Da mange bioaktive molekyler og farmaceutiske forbindelser er tilbøjelige til varmenedbrydning, er ultralydkoldhomogenisering en udbredt anvendelse. En yderligere fordel ved koldhomogeniseringsteknikken er at undgå en vandig fase, som gør det lettere at indkapsle hydrofile molekyler, som ellers ville opdele fra væskelipidfasen til vandfasen under varm homogenisering.

Ultralyd varm homogenisering

Når sonikering anvendes som varm homogeniseringsteknik, spredes de smeltede lipider og det aktive stof (dvs. farmakologisk aktivt stof) i et varmt overfladeaktivt stof under intens omrøring for at opnå en præ-emulsion. For varm homogeniseringsprocessen er det vigtigt, at begge opløsninger, lipid/lægemiddelsuspensionen og overfladeaktivt stof er blevet opvarmet til samme temperatur (ca. 5-10 °C over smeltepunktet i det faste lipid). I det andet trin behandles præ-emulsionen med højtydende sonikering, samtidig med at temperaturen opretholdes.

Højtydende ultralydapparater til nanostrukturerede lipidbærere

Hielscher Ultralyds kraftfulde ultralydssystemer anvendes over hele verden i farmaceutiske R&D og produktion til fremstilling af nanolægemiddelbærere af høj kvalitet såsom nansieringspartikler af faste lipider (SL), nanostrukturerede lipidbærere (NCC'er), nanoemulsioner og nanokapsler. For at imødekomme sine kunders krav leverer Hielscher ultralydapparater fra den kompakte, men kraftfulde håndholdte lab homogenisator og bænk-top ultralydapparater til fuldt industrielle ultralydsystemer til produktion af store mængder af farmaceutiske formuleringer. En bred vifte af ultralyd sonotrodes og reaktorer er tilgængelige for at sikre en optimal opsætning til din produktion af nanostrukturerede lipid bærere (NlCs). Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved kraftig og krævende miljøer.
For at gøre det muligt for vores kunder at opfylde god fremstillingspraksis (GMP) og etablere standardiserede processer, er alle digitale ultralydapparater udstyret med intelligent software til præcis indstilling af sonikeringsparameteren, kontinuerlig proces kontrol og automatisk registrering af alle vigtige procesparametre på et indbygget SD-kort. Høj produktkvalitet afhænger af processtyring og konstant høje forarbejdningsstandarder. Hielscher ultralydapparater hjælper dig med at overvåge og standardisere din proces!

Hielscher Ultralyd’ industrielle ultralyds-processorer kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200 μm kan let kontinuerligt køres i 24/7 drift. For endnu højere amplituder, tilpassede ultralyd sonotroder er tilgængelige. Robustheden af Hielscher's ultralyds udstyr giver mulighed for 24/7 drift ved tung pligt og i krævende miljøer.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: