Hielscher Ultrasonics
Vi vil med glæde diskutere din proces.
Ring til os: +49 3328 437-420
Send os en mail: info@hielscher.com

Hvorfor nanoformulerede lægemidler?

  • Ultralyd nanoemulsioner udmærker sig som lægemiddelbærer på grund af en betydeligt højere solubiliseringskapacitet end simple micelleopløsninger.
  • Deres termodynamiske stabilitet giver fordele i forhold til ustabile systemer såsom emulsioner, dispersioner og suspensioner i makrostørrelse.
  • Hielscher ultralydapparater bruges til at fremstille nanoemulsioner med dråber ned til 10nm – i lille skala og industriel produktion.

Farmaceutiske nanoformuleringer produceret ved Power Ultrasound

Da farmakologiske virkninger for det meste er direkte relateret til plasmaniveauerne, er absorptionen og biotilgængeligheden af aktive farmaceutiske ingredienser afgørende. Biotilgængeligheden af fytokemiske stoffer såsom cannabinoider (dvs. CBD, THC, CBG og andre) eller curcuminoider er begrænset på grund af dårlig opløselighed, dårlig permeation, lav systemisk tilgængelighed, ustabilitet, omfattende førstegangsmetabolisme eller nedbrydning i mave-tarmkanalen.
Nanoformuleringer såsom nano-emulsioner, liposomer, miceller, nanokrystaller eller fyldte nanopartikler bruges i lægemidler og kosttilskud til forbedret og/eller målrettet lægemiddellevering. Nanoemulsioner er kendt for at være meget gode redskaber til at opnå en høj biotilgængelighed af aktive farmaceutiske ingredienser (API'er) og fytokemiske forbindelser. Desuden kan nanoemulsioner også beskytte API'er, som kan være modtagelige for hydrolyse og oxidation. API'er og fytokemikalier (f.eks. cannabinoider, curcuminoider) indkapslet i O/W nano-emulsioner er blevet testet i forskellige videnskabelige forsøg og er veletablerede som lægemiddelbærere med overlegne absorptionshastigheder.

I denne video laver vi en nano-emulsion af CBD-rig hampolie i vand ved hjælp af en Hielscher UP400St ultralydsapparat. Vi måler derefter nano-emulsionen ved hjælp af en NANO-flex DLS. Måleresultaterne viser en meget smal, volumenvejet partikelstørrelsesfordeling i området fra 9 til 40 nanometer. 95 procent af alle partikler er under 28 nanometer.

CBD nanoemulsion - Fremstil en gennemskinnelig nano-emulsion ved hjælp af en UP400St ultralydshomogenisator!

Video Miniature

Anmodning om oplysninger







Ultralydspræparation af nanosuspensioner er en effektiv teknik til fremstilling af farmaceutiske formuleringer med øget biotilgængelighed.

Ultralydsapparat til formulering af farmaceutiske nanosuspensioner med øget biotilgængelighed.

Ultralyd nanoemulgering af oralt leverede lægemidler

Biotilgængeligheden af oralt administrerede flavonoider såvel som mange andre phenoliske aktive ingredienser er stærkt begrænset af omfattende first-pass glukuronidering. For at overvinde begrænsningerne ved dårlig biotilgængelighed er bærere i nanostørrelse såsom nanoemulsioner og liposomer blevet grundigt evalueret for forskellige lægemidler og har vist store resultater med hensyn til at forbedre absorptionen.
Paclitaxel: Nanoemulsioner fyldt med paclitaxel (et kemoterapilægemiddel, der bruges i kræftbehandlinger) havde en dråbestørrelse mellem ~90,6 nm (mindste gennemsnitlige partikelstørrelse) og 110 nm.
The results of the pharmacokinetic studies indicated that encapsulation of paclitaxel in nanoemulsions did enhance the oral bioavailability of paclitaxel significantly. The enhanced oral bioavailability, as measured by the area-under-the curve (AUC), of paclitaxel in nanoemulsions might be attributed to the solubilization of the drug in the oil droplets and/or to the presence of surfactants at the oil–water interface. Enhanced absorption of paclitaxel can also be attributed to the protection of drug from chemical as well as enzymatic degradation. Improved oral bioavailability of various hydrophobic drugs in O/W type of emulsions has been reported in the literature.[Tiwari 2006, 445]

Curcuminoider: Lu et al. (2017, s.53) rapporterer om fremstilling af ultralydekstraherede curcuminoider, som er blevet emulgeret ultralyd til en nanoemulsion. Curcuminoider blev ekstraheret under sonikering i ethanol. Til nano-emulgeringen puttede de 5 ml curcuminoidekstrakt i et hætteglas og fordampede ethanolen under nitrogen. Derefter blev 0,75 g lecithin og 1 ml Tween 80 tilsat og blandet homogent, hvilket blev efterfulgt af tilsætning af 5,3 ml deioniseret vand. Blandingen blev omrørt grundigt og sonikeret bagefter.
Ultralydsnanoemulgeringen resulterede i en ensartet curcuminoid nanoemulsion med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 12,1 nanometer og en sfærisk form, som blev bestemt af TEM (se figuren nedenfor).

Bestemmelse af oral biotilgængelighed af ultralyd curcuminoid dispersioner og nanoemulsioner fremstillet af Curcuma longa Linnaeus.

Fig.: DLS-partikelstørrelsesfordeling (A) og TEM-billede (B) af curcuminoiddispersion sammen med partikelstørrelsesfordeling opnået direkte fra TEM-billedet (C).(Billede og undersøgelse: © 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.

Ultralydsglasflowreaktorer bruges i laboratorier og industrielle omgivelser til emulgering, dispersion, homogenisering, blanding, ekstraktion, opløsning og sonokemiske reaktioner (f.eks. sonosyntese, sono-katalyse)

Ultralydsglasflowcelle til inline nano-emulgering

Anmodning om oplysninger








 

Effekten af farmaceutiske hjælpestoffer og ultralyd nanoemulgering

Dong et al. undersøgte 21 farmaceutiske hjælpestoffer og deres virkninger på biotilgængeligheden af modellen flavonoid chrysin. Fem hjælpestoffer – nemlig Brij 35, Brij 58, labrasol, natriumoleat og Tween20 hæmmede signifikant chrysinglucuronidering. Natriumoleat var den mest potente hæmmer af glukuronidering.

Mebudipin: Khani et al. (2016) rapporterer formuleringen af en mebudipin-belastet nanoemulsion indeholdende ethyloleat, Tween 80, Span 80, polyethylenglycol 400, ethanol og DI-vand blev fremstillet ved hjælp af sonde-type ultralydsapparat. De fandt, at partikelstørrelsen for en optimal formulering var 22,8 ± 4,0 nm, hvilket resulterede i en relativ biotilgængelighed af mebudipin-nanoemulsionen, der blev forbedret med omkring 2,6 gange. Resultaterne af in vivo-eksperimenter har vist, at nanoemulsionsformulering var i stand til at forbedre biotilgængeligheden af mebudipin betydeligt sammenlignet med suspensionen, den olieopløselige og micellar opløsning.

Ultralyd nanoemulsion til okulær lægemiddellevering

Okulære nanoemulsioner, f.eks. til oftalmisk lægemiddellevering, er blevet forberedt for at opnå bedre tilgængelighed, hurtigere penetration og højere effektivitet.
Ammar et al (2009) formulerede dorzolamidhydrochlorid i en nanoemulsion (størrelsesområde på 8,4-12,8 nm) for at opnå en øget effekt i behandlingen af glaukom, et fald i antallet af påføringer pr. dag og en bedre patientcompliance sammenlignet med konventionelle øjendråber. De udviklede nanoemulsioner viste hurtig indtræden af lægemiddelvirkning og langvarig effekt samt forbedret lægemiddelbiotilgængelighed sammenlignet med det konventionelle markedsprodukt.
med høj terapeutisk effekt

Morsi et al. (2014) fremstillede acetazolamid-belastede nanoemulsioner som følger: 1% w/w acetazolamid (ACZ) blev sonikeret med overfladeaktivt stof? co-overfladeaktivt middel? olieblandinger indtil fuldstændig opløsning af lægemidlet, hvorefter den vandige fase indeholdende 3% w/w dimethylsulfoxid (DMSO) blev tilsat dråbe for at fremstille nanoemulsioner indeholdende 39% w/w vandig fase, mens man præparerede nanoemulsioner ved 59% vandindhold, der blev anvendt vandig fase indeholdende 20 % DMSO. DMSO blev tilføjet for at forhindre udfældning af lægemidlet efter tilsætning af den vandige fase. Nanoemulsioner blev fremstillet med en gennemsnitlig dråbestørrelse på 23,8-90,2 nm. Nanoemulsionerne fremstillet med et højere vandindhold på 59% viste den højeste lægemiddelfrigivelse.
Det nano-emulgerede acetazolamid blev med succes formuleret i nanoemulsionsform, hvilket afslørede høj terapeutisk effekt i behandling af glaukom sammen med forlænget effekt.

Højtydende ultralydapparater til nano-emulgering og nanoindkapsling

Hielscher Ultrasonics offers ultrasonic systems from compact lab homogenizers to industrial turnkey solutions. To produce nanoemulsions of highest pharmaceutical grade, a reliable emulsification process is crucial. Hielscher’s broad variety of sonotrodes, flow cells and the optional insert MultiPhase Cavitator MPC48 enable our customer to setup the optimal processing conditions to produce nano-sized emulsions at standardized, reliable and consistent quality. Hielscher ultrasoniators are equipped with state-of-the-art software for operation and control – sikre pålidelig produktion af standardiserede lægemidler og kosttilskud af farmaceutisk kvalitet.
Kontakt os i dag for at opdage mulighederne for ultralyds-nanoformulerede API'er og fytokemikalier!

Kontakt os!? Spørg os!

Bed om mere information

Brug formularen nedenfor til at anmode om yderligere oplysninger om ultralydsprocessorer, nanoemulgering og nanoformuleringsapplikationer samt priser. Vi vil med glæde diskutere din proces med dig og tilbyde dig et ultralydapparat, der opfylder dine krav!












Ultralydshomogenisatorer med høj forskydning anvendes i laboratorie-, bord-top-, pilot- og industriel behandling.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer til blandingsapplikationer, dispersion, emulgering og ekstraktion i laboratorie-, pilot- og industriel skala.



Litteratur/Referencer

  • M.E. Barbinta-Patrascu, N. Badea, M. Constantin, C. Ungureanu, C. Nichita, S.M. Iordache, A. Vlad, S. Antohe (2018): Bio-Activity of Organic/Inorganic Photo-Generated Composites in Bio-Inspired Systems. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018).
  • Raquel Martínez-González, Joan Estelrich, Maria Antònia Busquets (2016): Liposomes Loaded with Hydrophobic Iron Oxide Nanoparticles: Suitable T2 Contrast Agents for MRI. International Journal of Molecular Science 2016.
  • Shah Purvin, Parameswara Rao Vuddanda, Sanjay Kumar Singh, Achint Jain, and Sanjay Singh (2014): Pharmacokinetic and Tissue Distribution Study of Solid Lipid Nanoparticles of Zidov in Rats. Journal of Nanotechnology, Volume 2014.
  • Harshita Krishnatreyya, Sanjay Dey, Paulami Pal, Pranab Jyoti Das, Vipin Kumar Sharma, Bhaskar Mazumder (2019): Piroxicam Loaded Solid Lipid Nanoparticles (SLNs): Potential for Topical Delivery. Indian Journal of Pharmaceutical Education and Research Vol 53, Issue 2, 2019. 82-92.
  • Ammar H. et al. (2009): Nanoemulsion as a Potential Ophthalmic Delivery System for Dorzolamide Hydrochloride. AAPS Pharm Sci Tech. 2009 Sep; 10(3): 808.
  • Dong D. et al. (2017): Sodium Oleate-Based Nanoemulsion Enhances Oral Absorption of Chrysin through Inhibition of UGT-Mediated Metabolism. Mol. Pharmaceutics, 2017, 14 (9). 2864–2874.
  • Gunasekaran Th. et al. (2014): Nanotechnology: an effective tool for enhancing bioavailability and bioactivity of phytomedicine. Asian Pac J Trop Biomed 2014; 4(Suppl 1). S1-S7.
  • Khani S. et al. (2016): Design and evaluation of oral nanoemulsion drug delivery system of mebudipine, Drug Delivery, 23:6, 2035-2043.
  • Lu P.S. et al. (2018): Determination of oral bioavailability of curcuminoid dispersions and nanoemulsions prepared from Curcuma longa Linnaeus. J Sci Food Agric 2018; 98: 51–63.
  • Morsi N.M. et al. (2014): Nanoemulsion as a Novel Ophthalmic Delivery System for Acetazolamide. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences Vol 6, Issue 11, 2014.
  • Tiwari S.B. et al (2006): Nanoemulsion Formulations for Improved Oral Delivery of Poorly Soluble Drugs. NSTI-Nanotech 2006.

Fakta, der er værd at vide

Ultralydsekstraktion af aktive forbindelser fra planter

Ultralyd med høj effekt bruges i vid udstrækning til at isolere fra fytokemikalier (dvs. flavonoider, terpener, antioxidanter osv.) fra plantemateriale. Ultralydkavitation perforerer og bryder cellevæggene, så det intracellulære stof frigives i det omgivende opløsningsmiddel. De store fordele ved sonikering ligger i den ikke-termiske behandling og anvendelsen af opløsningsmiddel. Ultralydsekstraktion er en ikke-termisk, mekanisk metode – hvilket betyder, at de sarte fytokemikalier ikke nedbrydes af høje temperaturer. Angående Opløsningsmidler, er der et bredt udvalg, der kan bruges til ekstraktion. Almindelige opløsningsmidler omfatter vand, ethanol, glycerin, vegetabilske olier (f.eks. olivenolie, MCT-olier, kokosolie), kornalkohol (spiritus) eller en blanding af vand og ethanol blandt andre opløsningsmidler.
Klik her for at lære mere om ultralydsekstraktion af fytokemiske forbindelser fra planter!

Entourage-effekt

Udvindingen af en kombination af flere fytokemikalier fra en plante er kendt for stærkere effekter. Synergien mellem forskellige planteforbindelser er kendt som entourage. Hele planteekstrakter kombinerer mangfoldige fytokemikalier. For eksempel indeholder cannabis over 480 aktive forbindelser. Et cannabisekstrakt, som omfatter CBD (cannabidiol), CBG (cannabigerol), CBN (cannabinol), CBC (cannabichromene), terpener og mange andre phenolforbindelser, er meget mere effektivt, da de mange forbindelser virker synergistisk. ultralyd ekstraktion er en yderst effektiv metode til at producere et fuldspektret ekstrakt af overlegen kvalitet.


Højtydende ultralyd! Hielschers produktsortiment dækker hele spektret fra den kompakte laboratorieultralydsapparat over bordenheder til fuldindustrielle ultralydssystemer.

Hielscher Ultrasonics fremstiller højtydende ultralydshomogenisatorer fra Lab til industriel størrelse.

Vi vil med glæde diskutere din proces.

Let's get in contact.