Fármacos encapsulados en nanopartículas lipídicas mediante ultrasonidos
Los vehículos de fármacos de tamaño nanométrico se utilizan ampliamente para administrar compuestos farmacológicamente activos a las células diana. Para encapsular los principios activos en un vehículo de fármacos con una elevada biodisponibilidad, se utilizan nanopartículas lipídicas sólidas. La nanoemulsificación y la encapsulación ultrasónicas constituyen una técnica fiable para producir grandes cantidades de nanovehículos de alta calidad, como nanopartículas lipídicas sólidas, vehículos lipídicos nanoestructurados y liposomas.
Nanoemulsificación y encapsulación ultrasónicas
La sonicación permite disgregar las fases oleosa y acuosa y mezclar diminutas gotas de aceite en el agua. Dado que el proceso de emulsificación ultrasónica puede controlarse con precisión, la emulsificación ultrasónica y el posterior proceso de formación de nanopartículas lipídicas sólidas permiten producir nanopartículas cargadas. La sonicación puede producir tamaños de gota significativamente menores que los métodos de emulsificación convencionales.
Dado que la nanoemulsificación y la encapsulación ultrasónicas pueden controlarse con precisión, la técnica de sonicación permite controlar con exactitud el tamaño de las nanopartículas lipídicas sólidas y su carga.
La nanoemulsificación ultrasónica se utiliza para producir nanoemulsiones, liposomas y nanopartículas lipídicas sólidas cargados. La sonicación produce una distribución estrecha del tamaño de las gotas y partículas nanoestructuradas.
Mientras que las nanopartículas lipídicas sólidas (SLNs) de mayor tamaño pueden cargarse con una concentración más elevada de principios activos, las SNLs de pequeño tamaño presentan una cinética de absorción considerablemente más rápida y un tiempo de circulación más prolongado en el organismo humano.
Los homogeneizadores de Hielscher Ultrasonics le proporcionan un control total sobre parámetros del proceso como la amplitud, la temperatura, la presión, el tiempo de sonicación y el aporte de energía. Esto le permite desarrollar una receta personalizada para su formulación propia de nanopartículas lipídicas sólidas. La preparación ultrasónica de nanopartículas lipídicas es compatible con múltiples fuentes de lípidos y emulsionantes.
La sonicación da lugar a una distribución del tamaño de las partículas muy uniforme y estrecha, lo que proporciona una elevada estabilidad durante el almacenamiento.
UIP1000hdT con reactor de flujo de vidrio para la producción de nanopartículas lipídicas sólidas
Preparación ultrasónica de nanopartículas lipídicas sólidas
(Kumar et al. 2019)
- Emulsificación de alto rendimiento
- Control exacto del tamaño y la carga de las partículas lipídicas
- Elevada carga de principios activos
- Control exacto de los parámetros del proceso
- Proceso rápido
- Proceso no térmico, control preciso de la temperatura
- Escalabilidad lineal
- Reproducibilidad
- Estandarización del proceso / GMP
- Sondas y reactores esterilizables en autoclave
- CIP / SIP
Etapas de la producción ultrasónica de nanopartículas lipídicas sólidas
(Kumar et al. 2019)
¿Qué son las nanopartículas lipídicas sólidas?
Las nanopartículas lipídicas sólidas (SLNs) son una forma habitual de vehículo de fármacos nanoestructurado que puede encapsular compuestos bioactivos o farmacéuticos. Pueden aumentar la administración de fármacos al sistema linfático intestinal y mejorar la penetración en los tejidos para lograr una elevada tasa de administración de los agentes terapéuticos. Las SNLs pueden atrapar fármacos lipófilos en su núcleo lipídico, mientras que el recubrimiento de tensioactivo hace que la nanopartícula sea hidrosoluble y le confiere así una elevada biodisponibilidad. Las SNLs tienen forma esférica y constan de un núcleo lipídico sólido estabilizado por un agente emulsionante (tensioactivo, cotensioactivos).
Entre las fuentes habituales de lípidos y triglicéridos se encuentran la tricaprina, la trilaurina, la trimiristina, la tripalmitina, la tristearina, el monoestearato de glicerilo, el behenato de glicerilo, el palmitoestearato de glicerilo, el palmitato de cetilo, el ácido esteárico, el ácido palmítico, el ácido decanoico, el ácido behénico, los ésteres de glicol, los acilgliceroles, las ceras, etc.
Como tensioactivos en las nanopartículas lipídicas sólidas se utilizan a menudo lecitinas (p. ej., lecitina de soja, lecitina de girasol, lecitina de huevo), fosfolípidos, fosfatidilcolina, esfingomielinas, sales biliares (taurocolato de sodio), esteroles (colesterol), poloxámeros 188, 182 y 407, poloxamina 908, Tyloxapol, polisorbatos 20, 60 y 80, colato de sodio, glicocolato de sodio, sal sódica del ácido taurocólico, sal sódica del ácido taurodesoxicólico, butanol, ácido butírico, sulfosuccinato de dioctilo sódico y sal sódica del ácido monooctilfosfórico, entre otros.
Dado que las nanopartículas lipídicas sólidas están constituidas por lípidos fisiológicamente similares a los presentes en el cuerpo humano, se considera que son bien toleradas. Pueden administrarse por vía oral, intravenosa y cutánea.
Sonicadores de alto rendimiento para nanopartículas lipídicas sólidas
Los sistemas de Hielscher Ultrasonics se utilizan ampliamente en la producción farmacéutica y de suplementos para formular nanopartículas lipídicas sólidas y liposomas de alta calidad cargados con sustancias farmacéuticas, vitaminas, antioxidantes, péptidos y otros compuestos bioactivos. Para satisfacer las necesidades de sus clientes, Hielscher suministra sonicadores que van desde el homogeneizador de laboratorio de mano, compacto pero potente, y los sonicadores de sobremesa hasta sistemas ultrasónicos totalmente industriales para producir grandes volúmenes de formulaciones farmacéuticas. Se dispone de una amplia gama de sonotrodos y reactores ultrasónicos para garantizar una configuración óptima para su producción de liposomas. La robustez de los equipos ultrasónicos de Hielscher permite el funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo intensivo y en entornos exigentes.
Para que nuestros clientes puedan cumplir las buenas prácticas de fabricación (GMP) y establecer procesos estandarizados, todos los sonicadores digitales están equipados con software inteligente para el ajuste preciso del parámetro de sonicación, el control continuo del proceso y el registro automático de todos los parámetros importantes del proceso en una tarjeta SD integrada. Una elevada calidad del producto depende del control del proceso y de unos estándares de procesamiento constantemente elevados. ¡Los sonicadores de Hielscher le ayudan a supervisar y estandarizar su proceso!
La tabla siguiente ofrece una orientación sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
| Volumen del lote | Caudal | Equipos 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 |
¡Contacte con nosotros! / ¡Consúltenos!
Homogeneizadores ultrasónicos de alta potencia desde la escala de laboratorio hasta la escala piloto y la escala industrial.
Bibliografía y referencias
- Basarkar A., Devineni D., Palaniappan R., Singh J. (2007): Preparation, characterization, cytotoxicity and transfection efficiency of poly (D, L-lactide- co-glycolide) and poly (D, L-lactic acid) cationic nanoparticles for controlled delivery of plasmid DNA. Int J Pharm 343: 247–254.
- Zhao K., Li W., Huang T., Luo X., Chen G., Zhang Y., Guo Ch.,
Dai Ch., Jin Z., Zhao Y., Cui H., Wang Y. (2013): Preparation and Efficacy of Newcastle Disease Virus DNA Vaccine Encapsulated in PLGA Nanoparticles. PLoS ONE 8(12), 2013.
Datos de interés
Nanopartículas lipídicas sólidas como vehículos de fármacos
Las nanopartículas lipídicas sólidas suelen tener forma esférica, con un diámetro medio de entre 10 y 1000 nanómetros. Las nanopartículas lipídicas sólidas poseen una matriz de núcleo lipídico sólido en la que pueden solubilizarse moléculas lipófilas. El núcleo lipídico puede estar compuesto por distintos compuestos grasos, por lo que el término «lípido» se utiliza en un sentido amplio que incluye triglicéridos (p. ej., tristearina), diglicéridos (p. ej., glycerol bahenate), monoglicéridos (p. ej., monoestearato de glicerol), ácidos grasos (p. ej., ácido esteárico), esteroides (p. ej., colesterol) y ceras (p. ej., palmitato de cetilo). El núcleo lipídico se estabiliza mediante agentes emulsionantes (tensioactivos) –en su mayoría, una combinación de ellos– que se eligen en función de la vía de administración.
Vacunas de ARN
Las vacunas de ARN utilizan cadenas sintéticas de ARN mensajero (ARNm) que codifican proteínas de la superficie del virus. Estas cadenas de ARNm se encapsulan en nanopartículas lipídicas sólidas para provocar una respuesta del sistema inmunitario humano frente al virus.