Miks nanoformuleeritud ravimid?

• Ultraheli nanoemulsioonid on ravimikandjatena silmapaistvad tänu oluliselt suuremale solubiliseerimisvõimele kui lihtsad micellilahused.
• Nende termodünaamiline stabiilsus pakub eeliseid ebastabiilsete süsteemide, näiteks makromõõtmeliste emulsioonide, dispersioonide ja suspensioonide ees.
• Hielscheri ultraheli homogenisaatoreid kasutatakse nanoemulsioonide valmistamiseks, mille tilgad on kuni 10nm suurused – nii väikesemahulises kui ka tööstuslikus tootmises.

Võimsa ultrahelilaine abil toodetud farmatseutilised nanoformulatsioonid

Kuna farmakoloogilised toimed on enamasti otseselt seotud plasmatasemetega, on toimeainete imendumine ja biosaadavus ülioluline. Fütokemikaalide, näiteks kannabinoidide (nt CBD, THC, CBG ja teised) või kurkuminoidide biosaadavus on piiratud halva lahustuvuse, halva läbitungimise, madala süsteemse kättesaadavuse, ebastabiilsuse, ulatusliku esmase maksapassaaži metabolismi või lagunemise tõttu seedetraktis.
Nanoformulatsioone, näiteks nanoemulsioone, liposoome, micelle, nanokristalle või koormatud nanoosakesi, kasutatakse ravimites ja toidulisandites parema ja/või sihipärasema ravimi kohaletoimetamise eesmärgil. Nanoemulsioonid on teadaolevalt väga head kandjad toimeainete (API) ja fütokemikaalide kõrge biosaadavuse saavutamiseks. Lisaks võivad nanoemulsioonid kaitsta ka toimeaineid, mis võivad olla vastuvõtlikud hüdrolüüsile ja oksüdeerumisele. O/W nanoemulsioonidesse kapseldatud toimeaineid ja fütokemikaale (nt kannabinoide, kurkuminoide) on katsetatud mitmetes teaduslikes uuringutes ning need on hästi tuntud ravimikandjatena, millel on suurepärane imendumismäär.

Suukaudselt manustatavate ravimite ultraheli nanoemulgeerimine

Suukaudselt manustatavate flavonoidide ja paljude teiste fenoolsete toimeainete biosaadavust piirab tugevalt ulatuslik esmase passaaži glükuronidatsioon. Halva biosaadavuse piirangute ületamiseks on nanomõõtmelisi kandjaid, näiteks nanoemulsioone ja liposoome, põhjalikult hinnatud mitmesuguste ravimite puhul ning need on näidanud suurepäraseid tulemusi imendumise parandamisel.
Paklitakseel: Paklitakseeliga koormatud nanoemulsioonide tilgasuurus oli vahemikus ~90,6nm (väikseim keskmine osakeste suurus) kuni 110nm.
“Farmakokineetiliste uuringute tulemused näitasid, et paklitakseeli kapseldamine nanoemulsioonidesse suurendas paklitakseeli suukaudset biosaadavust oluliselt. Paklitakseeli nanoemulsioonide suurenenud suukaudset biosaadavust, mõõdetuna kontsentratsioonikõvera aluse pindala (AUC) abil, võib seostada ravimi solubiliseerumisega õlitilkades ja/või pindaktiivsete ainete olemasoluga õli–vee piirpinnal. Paklitakseeli paranenud imendumist võib seostada ka ravimi kaitsega keemilise ja ensümaatilise lagunemise eest. Mitmesuguste hüdrofoobsete ravimite paranenud suukaudsest biosaadavusest O/W-tüüpi emulsioonides on kirjanduses teatatud.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidid: Lu et al. (2017, lk 53) kirjeldavad ultrahelilainega ekstraheeritud kurkuminoidide valmistamist, mis on ultrahelilainega emulgeeritud nanoemulsiooniks. Kurkuminoidid ekstraheeriti etanoolis ultraheli töötluse (sonikeerimise) käigus. Nanoemulgeerimiseks pandi 5mL kurkuminoidide ekstrakti viaali ja aurustati etanool lämmastiku all. Seejärel lisati 0,75 g letsitiini ja 1 mL Tween 80 ning segati homogeenseks, millele järgnes 5,3mL deioniseeritud vee lisamine. Segu segati põhjalikult ja seejärel töödeldi ultrahelilainega.
Ultraheli nanoemulgeerimise tulemusel saadi ühtlane kurkuminoidide nanoemulsioon, mille keskmine osakeste suurus oli 12,1 nanomeetrit ja mis oli sfäärilise kujuga, nagu määrati TEM-iga (vt allolevat joonist).

Joon.: Kurkuminoidide dispersiooni DLS-osakeste suuruse jaotus (A) ja TEM-pilt (B) koos TEM-pildilt otse saadud osakeste suuruse jaotusega (C).
(Pilt ja uuring: © Lu et al., 2017)

Polümeere, näiteks polülaktiid-ko-glükoolhapet (PLGA) või polüetüleenglükooli, kasutatakse sageli peamise komponendina kapseldamise ning nii stabiilsuse kui ka suukaudse biosaadavuse parandamiseks. Polümeeride kasutamine on aga seotud suurema osakeste suurusega (sageli >100nm). Lu et al. valmistatud kurkuminoidide nanoemulsiooni suurus oli oluliselt väiksem, 12–16nm. Ka säilivusaeg paranes: meie kurkuminoidide nanoemulsioon oli 6-kuulise säilitusperioodi vältel 4℃ ja 25℃ juures väga stabiilne, nagu näitab keskmine osakeste suurus 12,4 ± 0,5nm ja 16,7 ± 0,6nm vastavalt pärast pikaajalist säilitamist.

Farmatseutiliste abiainete mõju ja ultraheli nanoemulgeerimine

Dong et al. uurisid 21 farmatseutilist abiainet ja nende mõju mudelflavonoid krüsiini biosaadavusele. Viis abiainet – nimelt Brij 35, Brij 58, labrasool, naatriumoleaat ja Tween20 – pärssisid krüsiini glükuronidatsiooni oluliselt. Naatriumoleaat oli glükuronidatsiooni kõige tugevam inhibiitor.

Mebudipiin: Khani et al. (2016) kirjeldavad mebudipiiniga koormatud nanoemulsiooni koostist, mis sisaldas etüüloleaati, Tween 80, Span 80, polüetüleenglükooli 400, etanooli ja deioniseeritud vett ning mis valmistati sondtüüpi ultraheli homogenisaatoriga. Nad leidsid, et optimaalse koostise osakeste suurus oli 22,8 ± 4,0 nm, mille tulemusel mebudipiini nanoemulsiooni suhteline biosaadavus paranes umbes 2,6-kordselt. In vivo katsete tulemused on näidanud, et nanoemulsiooni koostis suutis mebudipiini biosaadavust oluliselt parandada võrreldes suspensiooni, õlis lahustuva variandi ja mitsellaarse lahusega.

Ultraheli nanoemulsioon silma kaudu manustatavate ravimite jaoks

Silma nanoemulsioone, nt oftalmoloogiliseks ravimimanustamiseks, on valmistatud parema saadavuse, kiirema penetratsiooni ja suurema efektiivsuse saavutamiseks.
Ammar et al (2009) formuleerisid dorsolamiidvesinikkloriidi nanoemulsiooni (suurusvahemik 8,4–12,8nm), et saavutada glaukoomi ravis tugevam toime, vähendada manustamiskordi päevas ja parandada patsiendi ravisoostumust võrreldes tavaliste silmatilkadega. Väljatöötatud nanoemulsioonid näitasid ravimi toime kiiret algust ja pikaajalist toimet ning paremat ravimi biosaadavust võrreldes tavapärase turul oleva tootega.
kõrge terapeutilise efektiivsusega

Morsi et al. (2014) valmistasid atsetasoolamiidiga koormatud nanoemulsioonid järgmiselt: 1% w/w atsetasoolamiidi (ACZ) töödeldi ultrahelis pindaktiivse aine / kaaspindaktiivse aine / õli segudega kuni ravimi täieliku lahustumiseni, seejärel lisati tilkhaaval vesifaasi, mis sisaldas 3% w/w dimetüülsulfoksiidi (DMSO), et valmistada nanoemulsioonid, mis sisaldasid 39% w/w vesifaasi, samas kui nanoemulsioonide valmistamiseks 59% veesisaldusega kasutati vesifaasi, mis sisaldas 20% DMSO-d. DMSO lisati selleks, et vältida ravimi sadenemist pärast vesifaasi lisamist. Nanoemulsioonid valmistati keskmise tilgasuurusega 23,8–90,2nm. Suurema, 59% veesisaldusega valmistatud nanoemulsioonid näitasid suurimat ravimi vabanemist.
Nanoemulgeeritud atsetasoolamiid formuleeriti edukalt nanoemulsioonina, mis näitas glaukoomi ravis kõrget terapeutilist efektiivsust koos pikaajalise toimega.

Suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid nanoemulgeerimiseks ja nanokapseldamiseks

Hielscher Ultrasonics pakub ultraheli süsteeme alates kompaktsetest laboratoorsetest homogenisaatoritest kuni tööstuslike võtmed-kätte lahendusteni. Kõrgeimat farmatseutilist kvaliteeti nanoemulsioonide valmistamiseks on töökindel emulgeerimisprotsess määrava tähtsusega. Hielscheri lai sonotroodide ja läbivoolukambrite valik ning valikuline lisa MultiPhase Cavitator MPC48 võimaldavad meie klientidel seadistada optimaalsed töötlustingimused nanosuuruses emulsioonide valmistamiseks standarditud, töökindla ja ühtlase kvaliteediga. Hielscheri ultrasoniaatorid on varustatud kaasaegseima juhtimis- ja töötarkvaraga – see tagab standarditud ravimite ja farmatseutilise kvaliteediga toidulisandite töökindla tootmise.
Võtke meiega juba täna ühendust, et uurida ultraheli abil nanoformuleeritud toimeainete (API) ja fütokemikaalide võimalusi!