Nanoosakeste ultraheliravi ravimite jaoks

Sondi tüüpi sonikaatorid mängivad farmaatsiauuringutes ja tootmises olulist rolli, pakkudes võimsaid ja kontrollitud vahendeid osakeste suuruse vähendamiseks, rakkude katkestamiseks ja homogeniseerimiseks. Sonikaatorid kasutavad ultraheli laineid kavitatsiooni tekitamiseks, mille tulemuseks on mikroskoopiliste mullide moodustumine ja kokkuvarisemine. See nähtus tekitab intensiivseid nihkejõude ja lööklaineid, lagundades tõhusalt osakesi või häirides rakke.

Siin on mõned sondi tüüpi sonikaatorite kasutamise peamised aspektid farmaatsiarakendustes:

• Osakeste suuruse vähendamine: Sondi sonikaatoreid kasutatakse ravimite toimeainete (API) või muude ühendite osakeste suuruse vähendamiseks. Väike ja ühtlane osakeste suurus on ülioluline biosaadavuse, lahustumiskiiruse ja ravimvormide üldise efektiivsuse suurendamiseks.
• Rakkude häired: Biofarmatseutilistes uuringutes kasutatakse sondi songaatoreid rakusiseste komponentide vabastamiseks rakkude katkestamiseks. See on eriti oluline valkude, ensüümide ja muude biomolekulide ekstraheerimiseks mikroobirakkudest või kultiveeritud imetajate rakkudest.
• Homogeniseerimine: Farmatseutiliste preparaatide homogeniseerimine on oluline koostisosade ühtlase jaotumise tagamiseks. Sondi sonikaatorid aitavad saavutada homogeensust, lagundades aglomeraadid ja hajutades komponendid ühtlaselt.
• Nanoemulsioon ja liposoomide moodustumine: Sonikatsiooni kasutatakse stabiilsete nanoemulsioonide ja liposoomide loomiseks farmatseutilistes preparaatides. Neid nanoskaalas manustamissüsteeme kasutatakse ravimite manustamiseks, et suurendada lahustuvust ja biosaadavust.
• Kvaliteedikontroll ja protsesside optimeerimine: Sonikatsioon on väärtuslik vahend farmaatsiatööstuse kvaliteedikontrolliks. See aitab optimeerida protsesse, tagades ühtlase osakeste suuruse jaotuse ja homogeensuse, aidates kaasa partiide kaupa reprodutseeritavusele.
• Ravimi valmistamine ja arendamine: Ravimi valmistamise ja arendamise ajal kasutatakse sondi sonikaatoreid stabiilsete suspensioonide, emulsioonide või dispersioonide valmistamiseks. See on ülioluline soovitud füüsikaliste ja keemiliste omadustega farmaatsiatoodete kavandamisel.

Nanomaterjalid ravimites

Ultraheli tehnoloogiad mängivad keskset rolli nanomaterjalide ettevalmistamisel, töötlemisel ja funktsionaliseerimisel farmaatsiauuringutes ja tootmises. Suure võimsusega ultraheli, sealhulgas akustilise kavitatsiooni intensiivsed mõjud aitavad kaasa aglomeraatide purustamisele, osakeste hajutamisele ja nano-tilkade emulgeerimisele. Hielscheri suure jõudlusega sonikaatorid pakuvad usaldusväärset ja tõhusat lahendust farmaatsiastandarditele, tagades ohutu tootmise ja hõlbustades laienemist ilma täiendavate optimeerimispüüdlusteta.

Nanomaterjalide töötlemine

Nanomaterjalid, eriti nanoosakesed, on muutnud ravimite manustamist ravimitesse, pakkudes tõestatud meetodit toimeainete suukaudseks manustamiseks või süstimise teel. See tehnoloogia suurendab ravimite annustamise ja kohaletoimetamise tõhusust, avades uudseid võimalusi meditsiiniliseks raviks. Võime toimetada ravimeid, soojust või muid toimeaineid otse konkreetsetele rakkudele, eriti haigetele rakkudele, tähistab märkimisväärset edasiminekut.

Vähiravis on nano-formuleeritud ravimid näidanud paljutõotavaid tulemusi, kasutades nanosuuruses osakeste eeliseid suurte ravimiannuste toimetamiseks otse kasvajarakkudesse, maksimeerides terapeutilist toimet, minimeerides samal ajal kõrvaltoimeid teistele elunditele. Nanoskaala suurus võimaldab neil osakestel läbida rakuseinu ja membraane, vabastades toimeaineid täpselt sihitud rakkudes.

Nanomaterjalide töötlemine, mis on määratletud kui osakesed, mille mõõtmed on alla 100 nm, tekitab probleeme, mis nõuavad suuremaid jõupingutusi. Ultraheli kavitatsioon ilmneb väljakujunenud tehnoloogiana nanomaterjalide deagglomereerimiseks ja hajutamiseks. Süsiniknanotorud (CNT), eriti mitme seinaga süsiniknanotorud (MWCNT) ja ühe seinaga süsiniknanotorud (SWCNT), näitavad ainulaadseid omadusi, pakkudes suurt sisemist mahtu ravimimolekulide kapseldamiseks ja erinevaid pindu funktsionaliseerimiseks.
 

SWCNT-de sonokeemiline tootmine. Ränidioksiidi pulbrit ferrotseeni-ksüleeni segu lahuses on ultraheliga töödeldud 20 minutit toatemperatuuril ja ümbritseva õhu rõhul. Sonikatsioon toodab ränidioksiidipulbri pinnal kõrge puhtusastmega SWCNTS-i. (Jeong jt 2004)

Funktsionaliseeritud süsiniknanotorud (f-CNT) mängivad olulist rolli lahustuvuse suurendamisel, võimaldades tõhusat kasvaja sihtimist ja tsütotoksilisuse vältimist. Ultraheli tehnikad hõlbustavad nende tootmist ja funktsionaliseerimist, näiteks kõrge puhtusastmega SWCNT-de sonokeemiline meetod. Lisaks võivad f-CNT-d toimida vaktsiinide manustamissüsteemidena, sidudes antigeenid süsiniknanotorudega, et indutseerida spetsiifilisi antikehareaktsioone.
Ränidioksiidist, titaaniast või alumiiniumoksiidist saadud keraamilised nanoosakesed sisaldavad poorseid pindu, muutes need ideaalseteks ravimikandjateks. Nanoosakeste ultraheli süntees ja sadestamine, kasutades sonokeemiat, pakuvad nanosuuruste ühendite valmistamiseks alt-üles lähenemisviisi. Protsess suurendab massiülekannet, mille tulemuseks on väiksemad osakeste suurused ja suurem ühtlus

Nanoosakeste ultraheli süntees ja sadestamine

Ultraheli mängib olulist rolli nanoosakeste funktsionaliseerimisel. Tehnika lõhub tõhusalt osakeste ümber olevad piirikihid, võimaldades uutel funktsionaalsetel rühmadel jõuda osakeste pinnale. Näiteks ühe seinaga süsiniknanotorude (SWCNT) ultraheli funktsionaliseerimine PL-PEG fragmentidega häirib mittespetsiifiliste rakkude omastamist, edendades samal ajal spetsiifilist rakulist omastamist sihipäraste rakenduste jaoks.

Spetsiifiliste omaduste ja funktsioonidega nanoosakeste saamiseks tuleb osakeste pinda muuta. Erinevaid nanosüsteeme, nagu polümeersed nanoosakesed, liposoomid, dendrimeerid, süsiniknanotorud, kvanttäpid jne, saab farmaatsias tõhusaks kasutamiseks edukalt funktsionaliseerida.

Ultraheli osakeste fuktionaliseerimise praktiline näide:

SWCNT-de ultraheli funktsionaliseerimine PL-PEG poolt: Zeineldin jt (2009) näitasid, et ühe seinaga süsiniknanotorude (SWNT) hajutamine ultraheliga fosfolipiid-polüetüleenglükooliga (PL-PEG) killustab seda, häirides seeläbi selle võimet blokeerida rakkude mittespetsiifilist omastamist. Kuid killustamata PL-PEG soodustab sihipäraste SWNT-de spetsiifilist rakulist omastamist kahele erinevale vähirakkude väljendatud retseptorite klassile. Ultraheliravi PL-PEG juuresolekul on tavaline meetod, mida kasutatakse süsiniku nanotorude hajutamiseks või funktsionaliseerimiseks ning PEG terviklikkus on oluline ligand-funktsionaliseeritud nanotorude spetsiifilise rakulise omastamise edendamiseks. Kuna killustumine on ultraheliuuringu tõenäoline tagajärg- tehnika, mida tavaliselt kasutatakse SWNT-de hajutamiseks, võib see olla mure teatud rakenduste, näiteks ravimite kohaletoimetamise pärast.
 

SWCNT-de ultraheli dispersioon PL-PEG-iga (Zeineldin et al., 2009)

Ultraheli liposoomide moodustumine

Teine edukas ultraheli rakendamine on liposoomide ja nano-liposoomide valmistamine. Liposoomipõhised ravimi- ja geeniülekandesüsteemid mängivad olulist rolli mitmesugustes ravimeetodites, aga ka kosmeetikas ja toitumises. Liposoomid on head kandjad, kuna vees lahustuvaid toimeaineid võib paigutada liposoomide vesikeskusesse või, kui aine on rasvlahustuv, lipiidikihti. Liposoome saab moodustada ultraheli abil. Liposoomide valmistamise põhimaterjal on amfiilsed molekulid, mis on saadud või põhinevad bioloogilistel membraani lipiididel. Väikeste unilamellaarsete vesiikulite (maasturite) moodustamiseks töödeldakse lipiidide dispersiooni õrnalt ultraheliga – Nt pihuarvutiga ultrasonikaator UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter või ultraheli tassi-sarv . Sellise ultraheliravi kestus kestab ca 5 – 15 minutit. Teine meetod väikeste unilamellaarsete vesiikulite tootmiseks on mitme lamellaarse vesiikuli liposoomide ultrahelitöötlus.
(2010) teatab transferosoomide saamisest MLV-de ultraheliga töötlemisel toatemperatuuril.
Hielscher Ultrasonics pakub erinevaid ultraheli seadmeid, sonotroode ja tarvikuid, et rahuldada igasuguste protsesside nõudeid.
Loe lähemalt ultraheliga ekstraheeritud ja kapseldatud Aloe vera ekstrakti kohta!

Ainete ultraheli kapseldamine liposoomidesse

Liposoomid toimivad toimeainete kandjatena. Ultraheli on tõhus vahend liposoomide ettevalmistamiseks ja moodustamiseks toimeainete takerdumiseks. Enne kapseldamist kipuvad liposoomid moodustama klastreid fosfolipiidsete polaarpeade pinnalaengu ja laengu interaktsiooni tõttu (Míckova et al. 2008), lisaks tuleb need avada. Näiteks kirjeldavad Zhu jt (2003) biotiinipulbri kapseldamist liposoomides ultraheli abil. Kuna biotiini pulber lisati vesiikuli suspensiooni lahusesse, on lahust ultraheliga töödeldud umbes 1 tund. Pärast seda ravi takerdus biotiin liposoomidesse.

Liposomaalsed emulsioonid

Niisutavate või vananemisvastaste kreemide, vedelike, geelide ja muude kosmetseutiliste preparaatide toitva toime suurendamiseks lisatakse liposomaalsetele dispersioonidele emulgaator, et stabiliseerida suuremaid lipiidide koguseid. Kuid uuringud olid näidanud, et liposoomide võime on üldiselt piiratud. Emulgaatorite lisamisega ilmneb see efekt varem ja täiendavad emulgaatorid põhjustavad fosfatidüülkoliini barjääri afiinsuse nõrgenemist. Nanoosakesed – koosneb fosfatidüülkoliinist ja lipiididest - on vastus sellele probleemile. Need nanoosakesed moodustuvad õlitilgast, mis on kaetud fosfatidüülkoliini monokihiga. Nanoosakeste kasutamine võimaldab preparaate, mis on võimelised absorbeerima rohkem lipiide ja püsima stabiilsena, nii et täiendavaid emulgaatoreid pole vaja.
Ultraheli on tõestatud meetod nanoemulsioonide ja nanodispersioonide tootmiseks. Väga intensiivne ultraheli varustab võimsust, mis on vajalik vedela faasi (hajutatud faasi) hajutamiseks väikestes tilkades teises faasis (pidev faas). Dispergeerivas tsoonis põhjustavad implodeerivad kavitatsioonimullid ümbritsevas vedelikus intensiivseid lööklaineid ja põhjustavad suure vedeliku kiirusega vedelikujoade moodustumist. Dispergeeritud faasi äsja moodustunud tilkade stabiliseerimiseks koalestsentsi vastu lisatakse emulsioonile emulgaatorid (pindaktiivsed ained, pindaktiivsed ained) ja stabilisaatorid. Kuna tilkade koalestsents pärast katkestamist mõjutab tilkade suuruse lõplikku jaotust, kasutatakse tõhusalt stabiliseerivaid emulgaatoreid, et säilitada lõplik tilkade suuruse jaotus tasemel, mis on võrdne jaotusega kohe pärast tilkade katkemist ultraheli hajutamise tsoonis.

Liposomaalsed dispersioonid

Liposomaalsed dispersioonid, mis põhinevad küllastumata fosfatidüülklooril, ei ole oksüdatsiooni suhtes stabiilsed. Dispersiooni stabiliseerumist saab saavutada antioksüdantidega, näiteks C- ja E-vitamiinide kompleksiga.
(2002) saavutas oma uuringus Anethum graveolens eeterliku õli ultraheli ettevalmistamise kohta liposoomides häid tulemusi. Pärast ultrahelitöötlust oli liposoomide mõõde vahemikus 70-150 nm ja MLV puhul vahemikus 230-475 nm; need väärtused olid ligikaudu konstantsed ka 2 kuu pärast, kuid inceased 12 kuu pärast, eriti maasturite hajutamisel (vt histogramme allpool). Eeterliku õli kao ja suuruse jaotuse stabiilsuse mõõtmine näitas samuti, et liposomaalsed dispersioonid säilitasid lenduva õli sisalduse. See viitab sellele, et eeterliku õli takerdumine liposoomidesse suurendas õli stabiilsust.
 

MLV ja maasturite dispersioonide stabiilsus 1 aasta pärast. Liposomaalseid preparaate säilitati temperatuuril 4±1 ° C.
(Uuring ja graafik: ©Ortan et al., 2009):

 
Klõpsake siin, et lugeda rohkem ultraheli liposoomi ettevalmistamise kohta!

Suure jõudlusega sonikaatorid farmaatsiauuringuteks ja tootmiseks

Hielscher Ultrasonics on teie parim kvaliteetsete ja suure jõudlusega sonikaatorite tarnija ravimite uurimiseks ja tootmiseks. Seadmed vahemikus 50 vatti kuni 16 000 vatti võimaldavad leida õige ultraheli protsessori iga helitugevuse ja iga protsessi jaoks. Tänu oma suurele jõudlusele, usaldusväärsusele, töökindlusele ja lihtsale toimimisele on ultraheliravi oluline meetod nanomaterjalide ettevalmistamiseks ja töötlemiseks. Hielscheri sonikaatorid tagavad CIP (puhas kohapeal) ja SIP (steriliseerimine kohapeal) ohutu ja tõhusa tootmise vastavalt farmaatsiastandarditele. Kõiki spetsiifilisi ultraheli protsesse saab hõlpsasti testida laboris või pink-top skaalal. Nende katsete tulemused on täielikult reprodutseeritavad, nii et järgmine laiendamine on lineaarselt ja seda saab hõlpsasti teha ilma täiendavate jõupingutusteta protsessi optimeerimise osas.

Hielscher Sonicators: disain, tootmine ja nõustamine – Kvaliteet Valmistatud Saksamaal

Hielscheri ultrasonikaatorid on tuntud oma kõrgeimate kvaliteedi- ja disainistandardite poolest. Vastupidavus ja lihtne kasutamine võimaldavad meie ultrasonikaatorite sujuvat integreerimist tööstusrajatistesse. Hielscheri ultrasonikaatorid saavad kergesti käsitseda karmid tingimused ja nõudlikud keskkonnad.

Hielscher Ultrasonics on ISO sertifitseeritud ettevõte ja paneb erilist rõhku suure jõudlusega ultrasonikaatoritele, millel on tipptasemel tehnoloogia ja kasutajasõbralikkus. Loomulikult on Hielscheri ultrasonikaatorid CE-nõuetele vastavad ja vastavad UL, CSA ja RoHs nõuetele.

Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:

Kirjandus / viited