Formulaciones de aerosoles nasales emulsionadas con ultrasonidos
Los aerosoles nasales y bucales son soluciones de administración de fármacos ampliamente utilizadas para aplicar principios activos a la mucosa respiratoria. La emulsificación ultrasónica es una técnica muy eficiente y fiable para producir aerosoles nasales y bucales de gran eficacia, con una biodisponibilidad, una velocidad de absorción y una tolerabilidad muy elevadas. Como tecnología de emulsificación consolidada, los ultrasonicadores están disponibles en versiones de sobremesa e industriales.
Homogeneización ultrasónica de principios activos farmacéuticos
Los homogeneizadores ultrasónicos son muy eficientes para crear emulsiones de tamaño micrométrico y nanométrico que permiten formular productos farmacéuticos y de cuidado con prestaciones superiores, como una mayor biodisponibilidad, una mejor solubilización de los fármacos y estabilidad a largo plazo, así como una mayor velocidad de absorción y una mejor tolerabilidad. Gracias a su eficiente capacidad de mezclado, la dispersión y la emulsificación ultrasónicas son técnicas ampliamente utilizadas en la producción de aerosoles nasales, aerosoles bucales, colutorios y enjuagues bucales. Estos productos, que se administran en la nariz y la boca, se utilizan para desinfectar el tejido de la mucosa y administrar principios activos farmacéuticos a través del revestimiento mucoso, conocido por su elevada capacidad de absorción de moléculas activas.
Ultrasonicador para la formulación de productos farmacéuticos, como aerosoles nasales, tinturas y enjuagues bucales.
Entre los principios activos habituales de los aerosoles nasales antimicrobianos y los colutorios se encuentran compuestos farmacéuticos (por ejemplo, con efectos antimicrobianos, antiinflamatorios, desinfectantes o congestionantes), así como moléculas de origen vegetal con propiedades antimicrobianas o de cuidado (por ejemplo, artemisinina, curcumina, incienso, vitamina C, eugenol, aloe vera, etc.). Los ultrasonicadores de alto rendimiento dispersan y emulsionan de forma fiable los ingredientes de aerosoles nasales, colutorios y colutorios. La reducción a tamaño nanométrico y la nanoencapsulación ultrasónicas de los ingredientes del producto dan lugar a una formulación homogénea y eficaz, con una elevada biodisponibilidad y estabilidad a largo plazo.
La ultrasonicación también puede utilizarse para fabricar aerosoles nasales y bucales, por ejemplo, contra el resfriado común, el SARS-Cov-2 y otras infecciones respiratorias.
Por ejemplo, el carragenano iota (como carrageloseTM) y la hipromelosa son principios activos que muestran efectos prometedores para conferir esterilidad / inmunidad frente al SARS-CoV-2 y otros virus respiratorios durante varias horas.
Los carragenanos son biopolímeros derivados de macroalgas marinas. Los estudios científicos muestran que los carragenanos utilizados en aerosoles nasales y bucales, así como en pastillas para chupar, tienen potencial como primera línea de defensa para inhibir la infección y la transmisión del SARS-CoV-2. La investigación de Fröba et al. (2021) muestra que los carragenanos, como el carragenano iota, podrían ser «eficaces para la profilaxis y el tratamiento de las infecciones por SARS-CoV-2, independientemente de las variantes actuales y de las posibles variantes futuras». La ultrasonicación es conocida por su eficiencia y fiabilidad para dispersar carragenanos, ya que el carragenano es un aditivo habitual utilizado, por ejemplo, como mucoadhesivo en productos farmacéuticos y como estabilizante en productos alimentarios y cosméticos. Por ejemplo, el K-carragenano se utiliza con éxito como estabilizante en la producción de emulsiones o/w.
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Procesador ultrasónico UIP2000hdT (2 kW) con reactor por lotes para la formulación de productos terapéuticos.
Formulación ultrasónica de nanogel de carragenano híbrido
Rodriguez et al. (2020) describen la síntesis ultrasónica satisfactoria de microgeles y nanogeles de carragenano híbrido kappa-/iota mediante el dispositivo de Hielscher UP200St (véase la imagen de la izquierda). «Se utilizó KCl como agente reticulante y Tween 80 como tensioactivo. Se observó que los microgeles y nanogeles suspendidos en agua presentaban simultáneamente un menor diámetro y una menor relación de hinchamiento con un mayor contenido de Tween 80. La suspensión de microgeles y nanogeles presenta un valor de potencial zeta de −50,5 mV, superior a los valores publicados en otros trabajos para microgeles y nanogeles de carragenano κ o ι puro. La elevada estabilidad se atribuyó al alto valor del equilibrio hidrófilo-lipófilo (HLB = 15) del Tween 80. Estos resultados sugieren que los microgeles y nanogeles de carragenano híbrido κ/ι son candidatos prometedores para aplicaciones terapéuticas inteligentes».
Dispositivo ultrasónico utilizado: Hielscher UP200St
Otro polímero prometedor para la profilaxis frente al SARS-Cov-2 y otras infecciones respiratorias es la hipromelosa (hidroxipropilmetilcelulosa), un polímero semisintético, inerte y viscoelástico que se utiliza en colirios, como excipiente y como componente de liberación controlada en medicamentos orales. La hipromelosa ya se utiliza en diversos productos comercializados y puede emulsionarse eficientemente mediante sonicación.
Formulación ultrasónica de vacunas y fármacos intranasales
La sonicación también se ha utilizado con éxito en la producción de vacunas intranasales (por ejemplo, contra S. pneumoniae).
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Emulsionadores ultrasónicos para la fabricación de productos farmacéuticos y de cuidado
El procesamiento ultrasónico se utiliza ampliamente para producir productos farmacéuticos, como fármacos nanoformulados y vacunas, así como vehículos de administración de fármacos, como nanoemulsiones y liposomas. Hielscher Ultrasonics ofrece una gama completa de procesadores ultrasónicos, desde ultrasonicadores de laboratorio y de sobremesa hasta sistemas piloto y plenamente industriales.
Máxima calidad – Diseñados y fabricados en Alemania
El sofisticado hardware y el software inteligente de los ultrasonicadores de Hielscher están diseñados para garantizar un procesamiento ultrasónico fiable y fácil de utilizar, con resultados reproducibles en aplicaciones como la producción de nanoemulsiones, la síntesis de principios activos farmacéuticos, la formulación de liposomas y la producción de nanodispersiones.
Los sistemas de Hielscher Ultrasonics se utilizan en todo el mundo en la producción de reconocidos fabricantes farmacéuticos. Los ultrasonicadores de Hielscher, cuya fiabilidad para la síntesis de productos de alta calidad con elevados rendimientos está demostrada, se utilizan no solo a escala de laboratorio, sino principalmente en la producción industrial de productos farmacéuticos. Gracias a su robustez y sus reducidas necesidades de mantenimiento, los procesadores ultrasónicos de Hielscher se pueden instalar, manejar y supervisar fácilmente.
Registro automático de datos
Para cumplir las normas de producción de productos farmacéuticos, los procesos de producción deben supervisarse y registrarse de forma detallada. Los dispositivos ultrasónicos digitales de Hielscher Ultrasonics incorporan un registro automático de datos. Gracias a esta función inteligente, todos los parámetros importantes del proceso, como la energía ultrasónica (energía total y neta), la temperatura, la presión y el tiempo, se almacenan automáticamente en una tarjeta SD integrada en cuanto se enciende el dispositivo.
La supervisión del proceso y el registro de datos son importantes para la estandarización continua del proceso y la calidad del producto. Al acceder a los datos del proceso registrados automáticamente, puede revisar ciclos de sonicación anteriores y evaluar sus resultados.
Otra función que facilita el uso de nuestros sistemas ultrasónicos digitales es el control remoto mediante navegador. Este control permite iniciar, detener, ajustar y supervisar el procesador ultrasónico a distancia desde cualquier lugar.
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- ultrasonidos de alto rendimiento
- tecnología de vanguardia
- reproducibilidad / repetibilidad
- fiabilidad y robustez
- por lotes y en línea
- para cualquier volumen
- software inteligente
- funciones inteligentes (por ejemplo, registro de datos)
- CIP (limpieza in situ) / SIP (esterilización in situ)
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores:
| Volumen del lote | Caudal | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | mayor | conjunto de UIP16000 |
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Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento para aplicaciones de mezclado, dispersión, emulsificación y extracción a escala de laboratorio, piloto e industrial.
Bibliografía / Referencias
- Suk Fei Tan, Hamid Reza Fard Masoumi, Roghayeh Abedi Karjiban, Johnson Stanslas, Brian P. Kirby, Mahiran Basri, Hamidon Bin Basri (2016): Ultrasonic emulsification of parenteral valproic acid-loaded nanoemulsion with response surface methodology and evaluation of its stability. Ultrasonics Sonochemistry, Volume 29, 2016. 299-308.
- Mohamadi Saani, S.; Abdolalizadeh, J.; Zeinali Heris, S. (2019): Ultrasonic/sonochemical synthesis and evaluation of nanostructured oil in water emulsions for topical delivery of protein drugs. Ultrasonics Sonochemistry, 55, 2019. 86–95.
- Rodriguez S., Torres F.G., Arroyo J., Gonzales K.N., Troncoso O.P., López D. (2020): Synthesis of highly stable κ/ι-hybrid carrageenan micro- and nanogels via a sonication-assisted microemulsion route. Polymers from Renewable Resources. 11(3-4), 2020. 69-82.
- Zhiguo Zheng; Xingcai Zhang; Daniel Carbo; Cheryl Clark; Cherie-Ann Nathan; Yuri Lvov (2010): Sonication-assisted synthesis of polyelectrolyte-coated curcumin nanoparticles. Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids, 01 Jun 2010, 26(11):7679-7681.
- Knuschke T., Sokolova V., Rotan O., Wadwa M., Tenbusch M., Hansen W., Staeheli P., Epple M., Buer J., Westendorf A.M. (2013): Immunization with biodegradable nanoparticles efficiently induces cellular immunity and protects against influenza virus infection. Journal of Immunology, 190(12), 2013. 6221-6229.
- Fröba, M.; Große, M.; Setz, C.; Rauch, P.; Auth, J.; Spanaus, L.; Münch, J.; Ruetalo, N.; Schindler, M.; Morokutti-Kurz, M.; et al. (2021): Iota-Carrageenan Inhibits Replication of SARS-CoV-2 and the Respective Variants of Concern Alpha, Beta, Gamma and Delta. International Journal of Molecular Sciences Vol. 22, 2021.
- R.N. Zúñiga, O. Skurtys, F. Osorio, J.M. Aguilera, F. Pedreschi (2012): Physical properties of emulsion-based hydroxypropyl methylcellulose films: Effect of their microstructure. Carbohydrate Polymers, Volume 90, Issue 2, 2012. 1147-1158.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento desde escala de laboratorio hasta escala industrial.