Fabricación de medicamentos: La sonicación perfila el futuro de los medicamentos biogénicos
, Kathrin Hielscherpublicado en Hielscher News
Los ultrasonidos ya no son sólo una herramienta de laboratorio. En la fabricación de productos farmacéuticos, la sonicación se está convirtiendo en una potente tecnología para la producción de medicamentos biogénicos. – medicamentos derivados de fuentes biológicas naturales que combinan eficacia y sostenibilidad. Aquí presentamos los resultados de una nueva investigación sobre nanopartículas de oro mediadas por brócoli, que ilustra cómo el procesamiento ultrasónico tiende puentes entre la química verde y el diseño avanzado de fármacos.
¿Qué ocurre cuando los ultrasonidos de alta intensidad se unen a la bioquímica vegetal?
Del brócoli a los fármacos biogénicos
La fabricación de fármacos biogénicos se basa en moléculas bioactivas como polifenoles, flavonoides, glucosinolatos y péptidos. Estos compuestos pueden actuar como agentes reductores, estabilizadores e incluso como sustancias terapéuticas. Sin embargo, extraerlos y activarlos eficazmente siempre ha sido un cuello de botella.
La cavitación ultrasónica favorece la síntesis de fármacos biogénicos
En un estudio publicado recientemente, los investigadores demostraron que el extracto acuoso de brécol puede utilizarse para sintetizar nanopartículas de oro con marcadas propiedades antioxidantes, cicatrizantes y anticancerígenas selectivas. Lo más importante es que la síntesis se realizó bajo irradiación ultrasónica con un sonicador de 200 vatios modelo UP200St (Hielscher Ultrasonics, foto de la izquierda). La sonicación no fue un paso pasivo – fue la fuerza motriz que permitió una rápida formación de nanopartículas, una distribución de tamaños controlada y superficies biofuncionales estables.
En cuestión de minutos, la cavitación inducida por ultrasonidos creó microambientes localizados de alta energía. Estas condiciones aceleraron la reducción de los iones de oro preservando al mismo tiempo los delicados fitoquímicos responsables de la actividad biológica.
¿El resultado? Nanopartículas de oro uniformes, ultrapequeñas, recubiertas de biomoléculas derivadas del brécol y adaptadas a usos biomédicos.
Aquí es precisamente donde la sonicación industrial demuestra su fuerza.
Síntesis verde de AuNPs utilizando extracto de Brassica oleracea. El extracto acuoso sirve como agente reductor y estabilizador durante el proceso de síntesis por ultrasonidos. El ácido cloroaúrico se añade gota a gota al extracto de brócoli bajo sonicación con el sonicador UP200St, seguido de incubación a 4◦C durante 24 h para permitir la formación de nanopartículas. A continuación, la suspensión coloidal se somete a una segunda sonicación y centrifugación para eliminar los componentes que no han reaccionado, con lo que se obtienen AuNPs purificadas con una dispersión estable.
Por qué es importante la sonicación en la fabricación de fármacos biogénicos
La sonicación introduce energía mecánica en los líquidos mediante cavitación acústica – la formación y el colapso de burbujas microscópicas. En la fabricación de productos farmacéuticos y biotecnológicos, esto se traduce en varias ventajas decisivas:
- Mayor eficacia de extracción
La sonicación altera las paredes celulares de las plantas, liberando compuestos bioactivos intracelulares de forma rápida y reproducible. En comparación con la extracción convencional, los rendimientos son mayores, el uso de disolventes es menor y los tiempos de procesamiento se reducen drásticamente. - Nanosíntesis controlada
En la síntesis de nanopartículas verdes, la sonicación favorece la nucleación uniforme y limita el crecimiento incontrolado. Así se consiguen distribuciones de tamaño de partícula estrechas, un parámetro crítico para la administración de fármacos, la biodistribución y la seguridad. - Condiciones de transformación suaves
La extracción y la síntesis por ultrasonidos pueden realizarse a bajas temperaturas. Esto es importante cuando se trabaja con biomoléculas sensibles al calor, como enzimas, antioxidantes o compuestos azufrados como el sulforafano del brócoli. - Escalabilidad y reproducibilidad
A diferencia de las reacciones químicas por lotes, los procesos ultrasónicos se escalan linealmente. Con el equipo adecuado, los protocolos a escala de laboratorio pueden transferirse directamente a la producción piloto o industrial.
En resumen, la sonicación no sólo es más rápida – es más preciso.
Análisis espectral UV-visible que confirma la formación de AuNPs sintetizadas utilizando extracto de Brassica oleracea var. italica. El pico SPR a 560 nm indica el éxito de la reducción de Au3+ a Au⁰ y la formación de AuNPs estables y recubiertas de fitoquímicos.
Sonicator UP200St con sonotrodo S26d7D y célula de flujo FC7GK para la preparación en línea de niosomas
Más allá de las nanopartículas: Una plataforma tecnológica
Aunque las nanopartículas de oro son un ejemplo convincente, las implicaciones del procesamiento ultrasónico van mucho más allá de la nanomedicina.
La sonicación se aplica cada vez más a:
- extracción de fitoquímicos para formulaciones inyectables y orales
- emulsificación de portadores de fármacos a base de lípidos
- dispersión de biológicos y adyuvantes
- activación de productos enzimáticos y derivados de la fermentación
En todos los casos, los ultrasonidos mejoran la transferencia de masa y la eficacia de la reacción sin introducir contaminantes químicos. En el caso de los medicamentos biogénicos, en los que el escrutinio normativo y la integridad biológica son primordiales, se trata de una ventaja decisiva.
Un camino sostenible
La industria farmacéutica está sometida a una presión cada vez mayor para reducir el impacto ambiental sin dejar de innovar. Los fármacos biogénicos sintetizados y procesados mediante ultrasonidos cumplen ambos requisitos.
Se basan en recursos biológicos renovables. Minimizan los reactivos peligrosos. Y cuando se combinan con la sonicación industrial, son viables a gran escala.
El estudio de las nanopartículas de oro mediadas por brócoli pone claramente de manifiesto este cambio. La sonicación no era un accesorio – fue la tecnología que transformó un extracto vegetal en un producto biomédico multifuncional.
A medida que aumenta el interés por los productos farmacéuticos ecológicos, la medicina regenerativa y las terapias dirigidas, el procesamiento por ultrasonidos está a punto de convertirse en una herramienta de fabricación fundamental. Y con los sistemas de alto rendimiento de Hielscher, la transición del descubrimiento en laboratorio a la producción industrial ya no es un salto técnico... – es un paso de ingeniería sencillo.
La cuestión ya no es si los ultrasonidos deben utilizarse en la fabricación de medicamentos biogénicos. La verdadera cuestión es con qué rapidez lo adoptará la industria.
Literatura / Referencias
- Yasser M. Taay, Mustafa Taha Mohammed, Ali Hussain Alwan, Ahmad Hussein Ismail (2026): Broccoli-mediated gold nanoparticles: Eco-friendly synthesis and nano-bio interactions promoting wound healing and targeted cytotoxicity. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, Volume 24, Issue 1, 2026.
- Adel Mohammed Elbehery, Ibrahim Fouad Mohamed, Mahmoud Abdelrazek Ahmida (2025): Eco-Friendly Synthesis of Silver Nanoparticles Using Red Onion (Allium cepa L.) Peel Extract with Ultrasound and Their Efficacy as Antimicrobial Agents. Vascular and Endovascular Review, Vol.8, No.4s, 311-332.
- Ashassi-Sorkhabi H.; Rezaei-Moghadam, B.; Asghari, E.; Bagheri, R.; Abdoli L. (2017): Synthesis of Au Nanoparticles by Thermal, Sonochemical and Electrochemical Methods: Optimization and Characterization. Physical Chemistry Research, Vol. 3, No. 1, 2015. 24-34.
Preguntas frecuentes
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento de laboratorio a tamaño industrial.