Γιατί νανομορφοποιημένα φάρμακα;

• Υπερήχων νανογαλακτώματα υπερέχουν ως φορέας φαρμάκων λόγω σημαντικά υψηλότερη ικανότητα διαλυτοποίησης από απλά διαλύματα μικκυλίων.
• Η θερμοδυναμική τους σταθερότητα προσφέρει πλεονεκτήματα έναντι ασταθών συστημάτων όπως γαλακτώματα μεγάλου μεγέθους, διασπορές και εναιωρήματα.
• Hielscher υπερήχων χρησιμοποιούνται για την παρασκευή νανογαλακτωμάτων με σταγονίδια κάτω από 10nm – στη μικρή κλίμακα και τη βιομηχανική παραγωγή.

Φαρμακευτικά νανοσκευάσματα που παράγονται με υπερήχους ισχύος

Δεδομένου ότι οι φαρμακολογικές επιδράσεις σχετίζονται κυρίως άμεσα με τα επίπεδα στο πλάσμα, η απορρόφηση και η βιοδιαθεσιμότητα των δραστικών φαρμακευτικών συστατικών είναι ζωτικής σημασίας. Η βιοδιαθεσιμότητα των φυτοχημικών όπως τα κανναβινοειδή (δηλ. CBD, THC, CBG και άλλα) ή τα κουρκουμινοειδή είναι περιορισμένη λόγω κακής διαλυτότητας, κακής διαπερατότητας, χαμηλής συστηματικής διαθεσιμότητας, αστάθειας, εκτεταμένου μεταβολισμού πρώτης διόδου ή αποικοδόμησης στο γαστρεντερικό σωλήνα.
Νανοσκευάσματα όπως νανογαλακτώματα, λιποσώματα, μικκύλια, νανοκρύσταλλοι ή φορτωμένα νανοσωματίδια χρησιμοποιούνται σε φαρμακευτικά προϊόντα και συμπληρώματα για βελτιωμένη ή / και στοχευμένη χορήγηση φαρμάκων. Τα νανογαλακτώματα είναι γνωστό ότι είναι πολύ καλά οχήματα για την επίτευξη υψηλής βιοδιαθεσιμότητας δραστικών φαρμακευτικών συστατικών (API) και φυτοχημικών ενώσεων. Επιπλέον, τα νανογαλακτώματα μπορούν επίσης να προστατεύσουν τα API, τα οποία μπορεί να είναι ευαίσθητα στην υδρόλυση και την οξείδωση. Τα API και τα φυτοχημικά (π.χ. κανναβινοειδή, κουρκουμινοειδή) που ενθυλακώνονται σε νανογαλακτώματα O / W έχουν δοκιμαστεί σε διάφορες επιστημονικές δοκιμές και έχουν καθιερωθεί ως φορείς φαρμάκων με ανώτερα ποσοστά απορρόφησης.

Υπερήχων νανογαλακτωματοποίηση των φαρμάκων που παραδίδονται από το στόμα

Η βιοδιαθεσιμότητα των από του στόματος χορηγούμενων φλαβονοειδών καθώς και πολλών άλλων φαινολικών δραστικών συστατικών περιορίζεται σοβαρά από την εκτεταμένη γλυκουρονίδωση πρώτης διόδου. Προκειμένου να ξεπεραστούν οι περιορισμοί της κακής βιοδιαθεσιμότητας, φορείς νανο-μεγέθους όπως νανογαλακτώματα και λιποσώματα έχουν αξιολογηθεί εκτενώς για διάφορα φάρμακα και έχουν δείξει εξαιρετικά αποτελέσματα στη βελτίωση της απορρόφησης.
Πακλιταξέλη: Νανογαλακτώματα φορτωμένα με πακλιταξέλη (ένα φάρμακο χημειοθεραπείας που χρησιμοποιείται σε θεραπείες καρκίνου) είχαν μέγεθος σταγονιδίων μεταξύ ~ 90,6nm (μικρότερο μέσο μέγεθος σωματιδίων) και 110nm.
«Τα αποτελέσματα των φαρμακοκινητικών μελετών έδειξαν ότι η ενθυλάκωση της πακλιταξέλης σε νανογαλακτώματα ενίσχυσε σημαντικά την από του στόματος βιοδιαθεσιμότητα της πακλιταξέλης. Η ενισχυμένη από του στόματος βιοδιαθεσιμότητα, όπως μετράται από την περιοχή κάτω από την καμπύλη (AUC), της πακλιταξέλης σε νανογαλακτώματα μπορεί να αποδοθεί στη διαλυτοποίηση του φαρμάκου στα σταγονίδια ελαίου και/ή στην παρουσία επιφανειοδραστικών ουσιών στη διεπαφή ελαίου-νερού. Η ενισχυμένη απορρόφηση της πακλιταξέλης μπορεί επίσης να αποδοθεί στην προστασία του φαρμάκου από τη χημική καθώς και την ενζυματική αποδόμηση. Βελτιωμένη από του στόματος βιοδιαθεσιμότητα διαφόρων υδρόφοβων φαρμάκων σε γαλακτώματα τύπου O / W έχει αναφερθεί στη βιβλιογραφία. [Tiwari 2006, 445]

Κουρκουμινοειδή: Lu et al. (2017, p.53) αναφέρουν την παρασκευή υπερηχητικά εκχυλισμένων κουρκουμινοειδών, τα οποία έχουν γαλακτωματοποιηθεί υπερηχητικά σε νανογαλάκτωμα. Τα κουρκουμινοειδή εκχυλίστηκαν υπό υπερήχους σε αιθανόλη. Για τη νανογαλακτωματοποίηση, έβαλαν 5mL κουρκουμινοειδούς εκχυλίσματος σε ένα φιαλίδιο και εξάτμισαν την αιθανόλη υπό άζωτο. Στη συνέχεια, προστέθηκαν 0,75 g λεκιθίνης και 1 mL Tween 80 και αναμίχθηκαν ομοιογενώς, η οποία ακολουθήθηκε από την προσθήκη 5,3 mL απιονισμένου νερού. Το μείγμα αναδεύτηκε καλά και υπερήχων στη συνέχεια.
Η νανογαλακτωματοποίηση υπερήχων είχε ως αποτέλεσμα ένα ομοιόμορφο κουρκουμινοειδές νανογαλάκτωμα με μέσο μέγεθος σωματιδίων 12,1 νανόμετρα και σφαιρικό σχήμα, το οποίο προσδιορίστηκε από την TEM (βλ. Σχήμα παρακάτω).

Εικ.: Κατανομή μεγέθους σωματιδίων DLS (A) και εικόνα TEM (B) διασποράς κουρκουμινοειδών μαζί με κατανομή μεγέθους σωματιδίων που λαμβάνεται απευθείας από την εικόνα TEM (C).
(Εικόνα και μελέτη: © 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.

Η επίδραση των φαρμακευτικών εκδόχων και υπερήχων νανογαλακτωματοποίηση

Οι Dong et al. διερεύνησαν 21 φαρμακευτικά έκδοχα και τις επιδράσεις τους στη βιοδιαθεσιμότητα του μοντέλου φλαβονοειδούς χρυσίνης. Πέντε έκδοχα – δηλαδή το Brij 35, το Brij 58, το labrasol, το ελαϊκό νάτριο και το Tween20 ανέστειλαν σημαντικά τη γλυκουρονιδίωση της χρυσίνης. Το ελαϊκό νάτριο ήταν ο πιο ισχυρός αναστολέας της γλυκουρονιδίωσης.

Μεβουδιπίνη: Khani et al. (2016) αναφέρουν τη διατύπωση ενός νανογαλακτώματος φορτωμένου με μεβουδιπίνη που περιέχει ελαϊκό αιθυλεστέρα, Tween 80, Span 80, πολυαιθυλενογλυκόλη 400, αιθανόλη και DI νερό παρασκευάστηκαν χρησιμοποιώντας υπερήχων τύπου καθετήρα. Βρήκαν ότι το μέγεθος των σωματιδίων για μια βέλτιστη σύνθεση ήταν 22,8 ± 4,0 nm, γεγονός που οδήγησε σε σχετική βιοδιαθεσιμότητα του νανογαλακτώματος μεβουδιπίνης που ενισχύθηκε κατά περίπου 2,6 φορές. Τα αποτελέσματα των in vivo πειραμάτων έδειξαν ότι το σκεύασμα νανογαλακτώματος ήταν σε θέση να ενισχύσει σημαντικά τη βιοδιαθεσιμότητα της μεβουδιπίνης σε σύγκριση με το εναιώρημα, το ελαιοδιαλυτό και το μικκυλιακό διάλυμα.

Υπερήχων νανογαλάκτωμα για οφθαλμική παράδοση φαρμάκων

Οφθαλμικά νανογαλακτώματα, π.χ. για τη χορήγηση οφθαλμικών φαρμάκων, έχουν παρασκευαστεί προκειμένου να επιτευχθεί καλύτερη διαθεσιμότητα, ταχύτερη διείσδυση και υψηλότερη αποτελεσματικότητα.
Οι Ammar et al (2009) διαμόρφωσαν υδροχλωρική δορζολαμίδη σε νανογαλάκτωμα (εύρος μεγέθους 8,4-12,8nm) προκειμένου να επιτευχθούν αυξημένα αποτελέσματα στη θεραπεία του γλαυκώματος, μείωση του αριθμού των εφαρμογών ανά ημέρα και καλύτερη συμμόρφωση των ασθενών σε σύγκριση με τις συμβατικές οφθαλμικές σταγόνες. Τα αναπτυγμένα νανογαλακτώματα έδειξαν ταχεία έναρξη δράσης του φαρμάκου και παρατεταμένη δράση, καθώς και αυξημένη βιοδιαθεσιμότητα φαρμάκων σε σύγκριση με το συμβατικό προϊόν της αγοράς.
υψηλής θεραπευτικής αποτελεσματικότητας

Οι Morsi et al. (2014) παρασκεύασαν νανογαλακτώματα φορτωμένα με ακεταζολαμίδιο ως εξής: 1% w/w ακεταζολαμίδιο (ACZ) υποβλήθηκε σε υπερήχους με μείγματα επιφανειοδραστικών / συνεπιφανειοδραστικών / ελαίων μέχρι την πλήρη διάλυση του φαρμάκου, στη συνέχεια η υδατική φάση που περιέχει 3% w/w διμεθυλοσουλφοξείδιο (DMSO) προστέθηκε στάγδην για την παρασκευή νανογαλακτωμάτων που περιέχουν 39% w/w υδατική φάση, ενώ για την παρασκευή νανογαλακτωμάτων με περιεκτικότητα σε νερό 59%, χρησιμοποιήθηκε υδατική φάση που περιείχε 20% DMSO. DMSO προστέθηκε προκειμένου να αποφευχθεί οποιαδήποτε καθίζηση του φαρμάκου μετά την προσθήκη της υδατικής φάσης. Νανογαλακτώματα παρασκευάστηκαν με μέσο μέγεθος σταγονιδίων 23,8-90,2nm. Τα νανογαλακτώματα που παρασκευάστηκαν με υψηλότερη περιεκτικότητα σε νερό 59% έδειξαν την υψηλότερη απελευθέρωση φαρμάκου.
Το νανογαλακτωματοποιημένο ακεταζολαμίδιο διατυπώθηκε επιτυχώς σε μορφή νανογαλακτώματος, το οποίο αποκάλυψε υψηλή θεραπευτική αποτελεσματικότητα στη θεραπεία του γλαυκώματος μαζί με παρατεταμένη δράση.

Υπερήχων υψηλής απόδοσης για νανογαλακτωματοποίηση και νανοενθυλάκωση

Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει υπερήχων συστήματα από συμπαγείς ομογενοποιητές εργαστήριο σε βιομηχανικές λύσεις με το κλειδί στο χέρι. Για την παραγωγή νανογαλακτωμάτων της υψηλότερης φαρμακευτικής ποιότητας, μια αξιόπιστη διαδικασία γαλακτωματοποίησης είναι ζωτικής σημασίας. Η μεγάλη ποικιλία sonotrodes, κυψελών ροής και το προαιρετικό ένθετο MultiPhase Cavitator MPC48 επιτρέπουν στον πελάτη μας να ρυθμίσει τις βέλτιστες συνθήκες επεξεργασίας για την παραγωγή γαλακτωμάτων νανομεγέθους σε τυποποιημένη, αξιόπιστη και σταθερή ποιότητα. Hielscher υπερήχων είναι εξοπλισμένα με state-of-the-art λογισμικό για τη λειτουργία και τον έλεγχο – διασφάλιση της αξιόπιστης παραγωγής τυποποιημένων φαρμακευτικών προϊόντων και συμπληρωμάτων φαρμακευτικής ποιότητας.
Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα για να ανακαλύψετε τις δυνατότητες των υπερηχητικά νανο-διαμορφωμένων API και φυτοχημικών!