Niosoomide ultraheli koostis
Niosoomi vesiikulid toimeainete nanokandjana
Niosoom on mitteioonsel pindaktiivsel ainel põhinev vesiikul, mis on enamasti moodustatud mitteioonse pindaktiivse aine ja kolesterooli lisamisega abiainena. Niosoomid on keemilise lagunemise või oksüdatsiooni suhtes stabiilsemad ja neil on liposoomidega võrreldes pikk säilitusaeg. Niosoomi valmistamiseks kasutatavate pindaktiivsete ainete tõttu on need biolagunevad, bioühilduvad ja mitteimmunogeensed. Niosoomid on osmootselt aktiivsed, keemiliselt stabiilsed ja pakuvad liposoomidega võrreldes pikemat säilitusaega. Sõltuvalt suurusest ja lamellikusest on saadaval mitmesuguseid valmistamismeetodeid, nagu ultrahelitöötlus, pöördfaasi aurustamine, õhukese kile hüdratatsioon või transmembraani pH gradiendi ravimi omastamise protsess. Ultraheli niosoomi ettevalmistamine on eelistatud meetod unilamellaarsete vesiikulite tootmiseks, mis on väikesed ja ühtlase suurusega.
Ultraheli niosoomi koostis
Niosoomide formuleerimiseks tuleb pindaktiivse aine, kolesterooli ja bioaktiivset ühendit sisaldavast vesilahusest, st ravimist, valmistada õli-vees (o/w) emulsioon. Ultraheli emulgeerimine on parem tehnika segunematute vedelike, näiteks õli ja vee segamiseks. Mõlema faasi tilkade lõikamisel ans purustades need nanosuuruseks, saadakse nanoemulsioon. Seejärel aurustatakse orgaaniline lahusti, mille tulemuseks on terapeutiliste ainetega koormatud niosoomid, mis dispergeeruvad vesifaasis. Võrreldes mehaanilise segamisega paistab ultraheli niosoomi valmistamise tehnika silma, moodustades kiires protsessis väiksema keskmise mõõtme ja madalama polüdisperssuse indeksiga niosoomid. Väiksemate vesiikulite kasutamine on üldiselt eelistatav, arvestades, et need kipuvad vältima keha kliirensimehhanisme paremini kui suuremad osakesed ja jäävad vereringesse pikemaks ajaks. (vrd Bragagni et al. 2014)
- unilamellid, väikesed, ühtlased vesiikulid
- lihtne ja kiire protsess
- reprodutseeritav
- täpselt kontrollitav
- Ohutu
- kergesti skaleeritav
Ultraheli niosoomi ettevalmistamise protokollid
Ultrahelitöötlust kasutavat niosoomipreparaati on põhjalikult uuritud, nii et saadaval on arvukalt teaduslikult kinnitatud protokolle ultraheli niosoomi tootmiseks.
Allpool leiate lühikese ülevaate mõnest preparaadiprotokollist, mis valmistab ette ja laadib niosoomid ultrahelitöötluse abil.
Withania somnifera ekstraktidega koormatud niosoomid
(2017) formuleeris Withania somnifera toorekstrakti paikseks kasutamiseks mõeldud niosoomideks. Bioaktiivsed ühendid kapseldati lahusti süstimise teel. Seetõttu segati orgaanilisi ja vesifaase pidevalt magnetiliselt ning temperatuuri hoiti 60 °C ± 2 °C juures, kuni orgaaniline lahusti välja aeti. Saadud preparaat jahutati ja töödeldi jääl, kasutades Hielscheri UP200ST sonikaatorit. Niosoomide keskmine suurus oli umbes 165,9 ± 9,4 ja neil oli koos ananooliidi A kõrge takerdumisefektiivsus (EE%).
doksorubitsiiniga koormatud niosoomid
Vähivastase ravimi doksorubitsiiniga koormatud N-palmitoüülglükoosamiini niosoomid (Glu) valmistati NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), kolesterooli (58 mg) ja Solulan C24 (54 mg) segu loksutades doksorubitsiini lahuses (1,5 mg/ml, 2 ml, valmistatud fosfaatpuhvri lisandiga keedusoolalahuses) 90 ° C juures 1 tund, millele järgnes sondi ultrahelitöötlus 10 minutit (75% max).
Palmitoüülglükooli kitosaani (GCP) vesiikulid valmistati eelnevalt kirjeldatud viisil (11), sondeerides ultraheliga töötlevat glükooli kitosaani (10 mg) ja kolesterooli (4 mg) doksorubitsiini lahuses (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004)
UP400St – 400W ultraheli seade nano-kandjate, näiteks niosoomide koostamiseks
Alternatiivsed niosoomi valmistamise meetodid
Alternatiivsed niosoomi vormistamise meetodid, nagu pöördfaasi aurustumistehnika või transmembraani pH gradiendi ravimi omastamise protsess, hõlmavad ultraheli energia kasutamist. Mõlemat tehnikat kasutatakse peamiselt multilamellaarsete vesiikulite (MLV) formuleerimiseks. Allpool leiate mõlema tehnika lühikirjelduse ja kaasatud ultrahelitöötluse etapi.
Sonikatsioon niosoomi ettevalmistamisel pöördfaasi aurustamise kaudu
Pöördfaasi aurustamise (REV) meetodis lahustatakse niosomaalse preparaadi komponendid eetri ja kloroformi segus ning lisatakse vesifaasi, mis sisaldab ravimit. Ultraheli emulgeerimist kasutatakse segu muutmiseks peene suurusega emulsiooniks. Seejärel aurustatakse orgaaniline faas. Orgaanilise lahusti aurustamisel saadud niosoomid on suure suurusega unilamellaarsed vesiikulid.
Transmembraani pH gradiendi ravimi omastamise protsess
Transmembraani pH gradiendi (happelise sees) ravimi omastamise protsessi jaoks (kaugjuhtimisega) lahustatakse pindaktiivne aine ja kolesterool kloroformis. Seejärel aurutatakse lahusti vaakumis, et saada ümarkolvi seinale õhuke kile. Kile hüdreeritakse 300 mM sidrunhappega (pH 4,0) suspensiooni keerates. Multilamellaarsed vesiikulid külmutatakse ja sulatatakse kolm korda ning seejärel töödeldakse ultraheliga sondi tüüpi ultrasonikaatori abil. Sellele niosomaalsele suspensioonile lisatakse vesilahus, mis sisaldab 10 mg/ml ravimit, ja pööritatakse. Seejärel tõstetakse proovi pH 1M dinaatriumfosfaadiga pH-ni 7,0–7,2. Seejärel kuumutatakse segu 10 minutit temperatuurini 60 °C. See meetod annab multilamellaarsed vesiikulid. (vrd Kazi et al. 2010)
Niosoomide ultraheli suuruse vähendamine
Niosoomid on tavaliselt vahemikus 10nm kuni 1000nm. Sõltuvalt valmistamistehnikast on niosoomid sageli suhteliselt suured ja kipuvad moodustama agregaate. Kuid spetsiifilised niosoomi suurused on oluline tegur, kui tegemist on sihitud tarnesüsteemiga. Näiteks väga väike niosoomi suurus nanomeetrite vahemikus sobib kõige paremini süsteemseks ravimite manustamiseks, kus ravimit tuleb raku sihtpunkti jõudmiseks manustada üle rakumembraanide, samas kui suuremaid niosoomi soovitatakse intramuskulaarseks ja õõnsusesiseseks ravimite manustamiseks või oftalmoloogilisteks rakendusteks. Niosoomide ultraheli suuruse vähendamine on tavaline samm väga tugevate niosoomide valmistamisel. Ultraheli nihkejõud deagglomereerib ja hajutab niosoomid mono-dispergeeritud nano-niosoomideks.
protokoll – LipoNiosoomide ultraheli suuruse vähendamine
(2017) formuleeris bioühilduvad liponiosoomid (niosoomi ja liposoomi kombinatsioon), mis sisaldasid Tween 60: kolesterool: DPPC (55: 30: 15: 3) 3% DSPE-mPEG-ga. Valmistatud lipoNiosoomide suuruse vähendamiseks töödeldi pärast hüdratatsiooni suspensiooni 45 minutiks (15 sekundit sisse ja 10 sekundit välja, amplituud 70% 100 vatti juures), et minimeerida osakeste agregatsiooni ultraheli homogenisaatori UP200St abil (Hielscher Ultrasonics GmbH, Saksamaa). pH-gradiendi meetodi puhul niisutati kuivatatud CUR, pindaktiivsete ainete ja lipiidide kilesid 1300 ml ammooniumsulfaadiga (pH 1⁄4 4) 63 °C juures 47 minutit. Seejärel töödeldi nanoosakesi ultraheliga üle jäävanni, et toota väikseid vesiikuleid.
Ultrasonikaatorid niosoomi ettevalmistamiseks
Hielscher Ultrasonic on pikaajaline kogemus farmaatsia-, toidu- ja kosmeetikatööstuse suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorite projekteerimisel, tootmisel, levitamisel ja teenindamisel.
Kvaliteetsete niosoomide, liposoomide, tahkete lipiidide nanoosakeste, polümeersete nanoosakeste, tsüklodekstriinikomplekside ja teiste nanostruktuursete ravimikandjate valmistamine on protsessid, milles Hielscheri ultraheli süsteemid paistavad silma tänu oma suurele usaldusväärsusele, järjepidevale väljundvõimsusele ja täpsele kontrollitavusele. Hielscheri ultrasonikaatorid võimaldavad täpselt kontrollida kõiki protsessi parameetreid, nagu amplituud, temperatuur, rõhk ja ultrahelitöötluse energia. Intelligentne tarkvara protokollib sisseehitatud SD-kaardile automaatselt kõik ultrahelitöötluse parameetrid (kellaaeg, kuupäev, amplituud, netoenergia, koguenergia, temperatuur, rõhk).
Hielscheri ultraheli seadmete töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / viited
- Chinembiri T.N., Gerber M., du Plessis L.H., du Preez J.L., Hamman J.H., du Plessis J. (2017): Withania somnifera toorekstraktide paikne manustamine niosoomides ja tahketes lipiidide nanoosakestes. Ajakiri Farmakognoosia 2017 oktoober; 13 (Suppl 3):S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): Pindaktiivse aine tüübi, kolesterooli sisalduse ja erinevate vähendamismeetodite mõju niosoomide osakeste suurusele. Iraani farmaatsiauuringute ajakiri 2018; 17 (Suppl.2): 1-11.
- Ashraf Alemi, Javad Zavar Reza, Fateme Haghiralsadat, Hossein Zarei Jaliani, Mojtaba Haghi Karamallah, Seyed Ahmad Hosseini, Somayeh Haghi Karamallah (2018): Paklitakseeli ja kurkumiini koosmanustamine uudsetes katioonsetes PEGüleeritud niosomaalsetes preparaatides avaldab suuremat sünergilist kasvajavastast efektiivsust. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Hüdrofiilsete ja hüdrofoobsete vähivastaste ravimite koosmanustamine, kasutades bioühilduvaid pH-tundlikke lipiidipõhiseid nanokandjaid multiresistentsete vähkide korral. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
Faktid, mida tasub teada
Niosoomid vs liposoomid
Liposoomid ja niosoomid on mikroskoopilised vesiikulid, mida saab ravimite manustamiseks laadida bioaktiivsete ühenditega. Niosoomid on sarnased liposoomidega, kuid need erinevad oma kahekihilise koostise poolest. Kuigi liposoomidel on fosfolipiidide kahekihiline kiht, on niosoomi kahekihiline kiht valmistatud mitteioonsetest pindaktiivsetest ainetest, mis põhjustab struktuuriüksuste keemilist erinevust. See struktuurne erinevus annab niosoomidele kõrgema keemilise stabiilsuse, suurepärase naha läbitungimisvõime ja vähem lisandeid.
Niosoomid diferentseeritakse suuruse järgi kolme suurde rühma: väikeste unilamellaarsete vesiikulite (maasturite) keskmine läbimõõt on 10–100 nm, suurte unilamellaarsete vesiikulite (LUV) keskmine suurus on 100–3000 nm ja mitmekihilisi vesiikuleid (MLV) iseloomustab rohkem kui üks kahekihiline.
"Niosoomid käituvad in vivo nagu liposoomid, pikendades kinnijäänud ravimi ringlust ja muutes selle elundite jaotust ja metaboolset stabiilsust. Nagu liposoomide puhul, sõltuvad niosoomide omadused nii kahekihilise koostise kui ka nende tootmise meetodist. On teatatud, et kolesterooli interkalatsioon kahekihilistes kihtides vähendab takerdumismahtu preparaadi ajal ja seega ka takerdumise efektiivsust. (Kazi jt 2010)
Niosoome saab valmistada mitmesuguste tehnikate abil, nagu õhukese kile hüdratatsioonitehnika, ultraheliuuring, pöördfaasi aurustumismeetod, külmutamise-sulatamise meetod, mikrofluidiseerimine või dehüdratsiooni rehüdratatsioonimeetod. Valides sobiva preparaadi vormi, pindaktiivse aine, kolesteroolisisalduse, pindlaengu lisandid ja suspensiooni kontsentratsiooni, saab niosoomide koostise, lamellilisuse, stabiilsuse ja pinnalaengu formuleerida, et täita konkreetseid ravimikandjate nõudeid.
Selleks et toota väga madala tsütotoksilisusega väga bioühilduvaid niosoomid, peaksid niosoomipreparaadis kasutatavad pindaktiivsed ained olema biolagunevad, bioühilduvad ja mitteimmunogeensed.