• Ultralyd nanoemulsioner udmærker sig som lægemiddelbærer på grund af en signifikant højere opløseligheds evne end simple Micelle opløsninger.
• Deres termodynamiske stabilitet giver fordele i forhold til ustabile systemer såsom makro størrelse emulsioner, dispersioner og suspensioner.
• Hielscher ultralydapparater bruges til at forberede nanoemulsioner med dråber ned til 10nm – i mindre målestok og industriproduktion.

Farmaceutiske nanoformuleringer produceret af Power Ultrasound

Da farmakologiske virkninger for det meste er direkte relateret til plasmaniveauerne, er absorption og biotilgængelighed af aktive farmaceutiske ingredienser afgørende. Biotilgængeligheden af fytokemiske såsom cannabinoider (dvs. CBD, THC, CBG og andre) eller curcuminoider er begrænset på grund af dårlig opløselighed, dårlig permeation, lav systemisk tilgængelighed, ustabilitet, omfattende first pass metabolisme eller nedbrydning i mave-tarmkanalen.
Nanoformuleringer såsom nanoemulsioner, liposomer, miceller, nanokrystaller eller indlæste nanopartikler anvendes i lægemidler og kosttilskud til forbedret og / eller målrettet lægemiddelafgivelse. Nanoemulsioner er kendt for at være meget gode køretøjer 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 nanoemulsioner er blevet testet i forskellige videnskabelige forsøg og er veletablerede som lægemiddelbærere med overlegne absorptionshastigheder.

Ultralyd nanoemulgering af oralt leverede lægemidler

Biotilgængeligheden af oralt administrerede flavonoider samt mange andre phenolaktive ingredienser er stærkt begrænset af omfattende first-pass glucuronidering. For at overvinde begrænsningerne af dårlig biotilgængelighed, nano-størrelse luftfartsselskaber såsom nanoemulsioner og Liposomer er blevet grundigt evalueret for forskellige lægemidler og har vist gode resultater i at forbedre absorptionen.
Paclitaxel Nanoemulsioner lastet med paclitaxel (et kemoterapi stof, der anvendes i kræft behandlinger) havde en Dråbestørrelse mellem ~ 90.6 nm (mindste gennemsnitlige partikelstørrelse) og 110nm.
"Resultaterne af de Farmakokinetiske undersøgelser indikerede, at indkapsling af paclitaxel i nanoemulsioner gjorde den orale biotilgængelighed af paclitaxel signifikant. Den forbedrede orale biotilgængelighed, målt ved areal-under-kurven (AUC), af paclitaxel i nanoemulsioner kan tilskrives opløseligheden af lægemidlet i oliedråberne og/eller tilstedeværelsen af overfladeaktive stoffer ved olie-vand-grænsefladen. Øget absorption af paclitaxel kan også tilskrives beskyttelse af stof fra kemisk såvel som Enzymatisk nedbrydning. Forbedret oral biotilgængelighed af forskellige hydrofobe stoffer i O/W type emulsioner er blevet rapporteret i litteraturen. " [Tiwari 2006, 445]

Curcuminoids Lu et al. (2017, s.53) rapporterer fremstillingen af ultralydekstraherede curcuminoider, som er blevet emulgeret ultralyd til en nanoemulsion. Curcuminoider blev ekstraheret under sonikering i ethanol. Til nanoemulgeringen satte 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.
Ultralyd nanoemulgeringen resulterede i en ensartet curcuminoid nanoemulsion med en gennemsnitlig partikelstørrelse på 12,1 nanometer og en sfærisk form, som blev bestemt af TEM (se figur nedenfor).

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)

Polymerer såsom polylaktisk-Co-glykolic Acid (PLGA) eller polyethylenglycol bruges ofte som en vigtig komponent til at forbedre indkapsling og forbedring af både stabilitet og oral biotilgængelighed. Men, brugen af polymerer er korreleret med en større partikelstørrelse (ofte > 100nm). Den tilberedte curcuminoid nanoemulsion af Lu et al. havde en væsentligt reduceret størrelse på 12-16nm. Holdbarheden blev også forbedret med en høj stabilitet af vores curcuminoid nanoemulsion over en opbevaringsperiode på 6 måneder ved 4 °C og 25 °C som angivet ved en gennemsnitlig partikelstørrelse på henholdsvis 12,4 ± 0,5 nm og 16,7 ± 0,6 nm efter længere tids opbevaring.

Virkningen af farmaceutiske hjælpestoffer og ultralyd nanoemulgering

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

Mebudipin Khani et al. (2016) rapporterer formuleringen af en mebudipinbelastet nanoemulsion indeholdende ethyloleat, Tween 80, Span 80, polyethylenglycol 400, ethanol og DI-vand blev fremstillet under anvendelse af sonde-type ultralydator. 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 ca. 2,6 gange. Resultaterne af in vivo-forsøg har vist, at nanoemulsionsformulering var i stand til at øge biotilgængeligheden af mebudipin signifikant sammenlignet med suspensionen, olieopløselig og micellær opløsning.

Ultralyd nanoemulsion til okulær lægemiddellevering

Okulær nanoemulsioner, fx til oftalmologiske lægemiddel levering, er blevet forberedt for at opnå bedre tilgængelighed, hurtigere penetration og højere effektivitet.
Ammar et al (2009) formulerede dorzolamid hydrochlorid i en nanoemulsion (størrelsesintervallet 8,4-12,8 nm) for at opnå en øget effekt ved behandling af glaukom, et fald i antallet af ansøgninger pr. dag og en bedre patient Compliance sammenlignet med konventionelle øjendråber. De udviklede nanoemulsioner viste hurtig indtræden af stof handling og forlænget effekt samt øget lægemiddel biotilgængelighed sammenlignet med det konventionelle markeds produkt.
af høj terapeutisk effekt

Morsi et al. (2014) tilberedte acetazolamid-belastede nanoemulsioner som følger: 1% w/w acetazolamid (ACZ) blev sonikeret med overfladeaktive/Co-overfladeaktive/olie blandinger indtil fuldstændig opløsning af lægemidlet derefter den vandige fase indeholdende 3% w/w dimethylsulfoxid ( DMSO) blev tilsat drop Wise til at fremstille nanoemulsioner, der indeholdt 39% w/w vandig fase, mens det at forberede nanoemulsioner på 59% vandindhold, vandig fase indeholdende 20% DMSO blev anvendt. DMSO blev tilsat for at forhindre enhver udfældning af lægemidlet efter tilsætning af den vandige fase. Nanoemulsioner blev fremstillet med en gennemsnitlig Dråbestørrelse på 23,8-90.2 nm. Nanoemulsioner fremstillet med et højere vandindhold på 59% viste den højeste lægemiddel frigivelse.
Nano-emulgeret acetazolamid blev med succes formuleret i nanoemulsions form, som afslørede høj terapeutisk effekt ved behandling af glaukom sammen med forlænget effekt.

Højtydende ultralydapparater til nanoemulgering og nanoindkapsling

Hielscher Ultrasonics tilbyder ultralydssystemer fra kompakte lab homogenisatorer til industrielle nøglefærdige løsninger. For at producere nanoemulsioner af højeste farmaceutiske kvalitet er en pålidelig emulgeringsproces afgørende. Hielschers brede udvalg af sonotroder, flowceller og den valgfri indsats MultiPhase Cavitator MPC48 gør det muligt for vores kunde at opsætte de optimale behandlingsbetingelser for at producere emulsioner i nanostørrelse i standardiseret, pålidelig og ensartet kvalitet. Hielscher ultralydapparater er udstyret med state-of-the-art software til drift og kontrol – sikre en pålidelig produktion af standardiserede lægemidler og Pharma-grade kosttilskud.
Kontakt os i dag for at opdage mulighederne for ultrasonisk Nano-formulerede API'er og fytokemikalier!