درمان التراسونیک نانوذرات برای داروسازی

فراصوت پروب نوع نقش مهمی در تحقیقات دارویی و تولید با ارائه یک ابزار قدرتمند و کنترل شده برای دستیابی به کاهش اندازه ذرات, اختلال سلول, و همگن سازی. Sonicators از امواج اولتراسونیک برای تولید حفره استفاده می کنند و در نتیجه باعث تشکیل و فروپاشی حباب های میکروسکوپی می شوند. این پدیده نیروهای برشی شدید و امواج ضربه ای ایجاد می کند و به طور موثر ذرات را تجزیه می کند یا سلول ها را مختل می کند.

در اینجا برخی از جنبه های کلیدی استفاده از پروب نوع فراصوت در کاربردهای دارویی آورده شده است:

• کاهش اندازه ذرات: فراصوت پروب استفاده می شود برای کاهش اندازه ذرات مواد تشکیل دهنده دارویی فعال (APIs) و یا ترکیبات دیگر. اندازه کوچک و یکنواخت ذرات برای افزایش فراهمی زیستی، نرخ انحلال و اثربخشی کلی فرمولاسیون های دارویی حیاتی است.
• اختلال سلولی: در تحقیقات زیست دارویی، فراصوت پروب برای اختلال سلولی برای انتشار اجزای داخل سلولی استفاده می شود. این امر به ویژه برای استخراج پروتئین ها، آنزیم ها و سایر مولکول های زیستی از سلول های میکروبی یا سلول های پستانداران کشت شده مهم است.
• همگن: همگن سازی فرمولاسیون های دارویی برای اطمینان از توزیع یکنواخت مواد ضروری است. فراصوت پروب کمک در دستیابی به همگنی با شکستن آگلومراها و پراکنده کردن اجزای به طور مساوی.
• نانوامولسیون و تشکیل لیپوزوم: فراصوت برای ایجاد نانوامولسیون ها و لیپوزوم های پایدار در فرمولاسیون های دارویی استفاده می شود. این سیستم های تحویل در مقیاس نانو برای تحویل دارو برای افزایش حلالیت و فراهمی زیستی استفاده می شوند.
• کنترل کیفیت و بهینه سازی فرآیند: فراصوت یک ابزار ارزشمند برای کنترل کیفیت در تولید دارو است. این به بهینه سازی فرآیندها با اطمینان از توزیع و همگنی اندازه ذرات ثابت کمک می کند و به تکرارپذیری دسته به دسته کمک می کند.
• فرمولاسیون و توسعه دارودر طول فرمولاسیون دارو و توسعه، فراصوت پروب برای تهیه سوسپانسیون های پایدار، امولسیون ها یا پراکندگی ها استفاده می شود.: این امر برای طراحی محصولات دارویی با خواص فیزیکی و شیمیایی مطلوب بسیار مهم است.

نانومواد در داروسازی

فن آوری های اولتراسونیک نقش محوری در آماده سازی, پردازش, و عملکردی نانومواد در تحقیقات دارویی و تولید. اثرات شدید سونوگرافی با قدرت بالا، از جمله کاویتاسیون آکوستیک، به شکستن آگلومراها، پراکندگی ذرات و امولسیون کردن قطرات نانو کمک می کند. Hielscher با کارایی بالا فراصوت ارائه یک راه حل قابل اعتماد و کارآمد برای استانداردهای دارویی, اطمینان از تولید امن و تسهیل مقیاس بالا بدون تلاش های بهینه سازی اضافی.

پردازش نانومواد

نانومواد، به ویژه نانوذرات، انقلابی در داروسازی ایجاد کرده اند و روشی اثبات شده برای تجویز عوامل فعال به صورت خوراکی یا تزریقی ارائه می دهند. این فناوری کارایی دوز و تحویل دارو را افزایش می دهد و راه های جدیدی را برای درمان های پزشکی باز می کند. توانایی رساندن داروها، گرما یا سایر مواد فعال به طور مستقیم به سلول های خاص، به ویژه سلول های بیمار، پیشرفت قابل توجهی را نشان می دهد.

در درمان سرطان، داروهای با فرمولاسیون نانو نتایج امیدوارکننده ای را نشان داده اند و از مزیت ذرات با اندازه نانو برای رساندن دوزهای بالای دارو به طور مستقیم به سلول های تومور استفاده می کنند، اثرات درمانی را به حداکثر می رسانند و در عین حال عوارض جانبی را بر سایر اندام ها به حداقل می رسانند. اندازه نانومقیاس به این ذرات اجازه می دهد تا از دیواره های سلولی و غشاها عبور کنند و عوامل فعال را دقیقا در سلول های مورد نظر آزاد کنند.

پردازش نانومواد، که به عنوان ذراتی با ابعاد کمتر از 100 نانومتر تعریف می شوند، چالش هایی را به همراه دارد که تلاش بیشتری را می طلبد. حفره اولتراسونیک به عنوان یک فن آوری به خوبی تثبیت شده برای deagglomerating و پراکنده نانومواد ظهور می کند. نانولوله های کربنی (CNTs)، به ویژه نانولوله های کربنی چند جداره (MWCNTs) و نانولوله های کربنی تک جداره (SWCNTs)، ویژگی های منحصر به فردی را به نمایش می گذارند و حجم داخلی زیادی را برای کپسوله کردن مولکول های دارو و سطوح متمایز برای عامل سازی ارائه می دهند.
 

تولید سونوشیمیایی SWCNTs. پودر سیلیس در محلول مخلوط فروسن-زایلن به مدت 20 دقیقه در دمای اتاق و تحت فشار محیط فراصوت شده است. فراصوت SWCNTS با خلوص بالا بر روی سطح پودر سیلیس تولید می کند. (جئونگ و همکاران 2004)

نانولوله های کربنی عامل دار (f-CNTs) نقش مهمی در افزایش حلالیت، هدف گیری کارآمد تومور و جلوگیری از سمیت سلولی دارند. تکنیک های اولتراسونیک تسهیل تولید و عملکرد خود را, مانند روش سونوشیمیایی برای SWCNTs با خلوص بالا. علاوه بر این، f-CNT ها می توانند به عنوان سیستم های تحویل واکسن عمل کنند و آنتی ژن ها را به نانولوله های کربنی متصل کنند تا پاسخ های آنتی بادی خاصی را القا کنند.
نانوذرات سرامیکی مشتق شده از سیلیس، تیتانیا یا آلومینا سطوح متخلخل دارند و آنها را به حامل های دارویی ایده آل تبدیل می کند. سنتز التراسونیک و رسوب نانوذرات, با استفاده از سونوشیمی, ارائه یک رویکرد پایین به بالا برای آماده سازی ترکیبات نانواندازه. این فرآیند انتقال جرم را افزایش می دهد و در نتیجه اندازه ذرات کوچکتر و یکنواختی بالاتر ایجاد می کند

سنتز التراسونیک و رسوب نانوذرات

امواج فراصوت نقش حیاتی در عامل نانوذرات ایفا می کند. این تکنیک به طور موثر لایه های مرزی اطراف ذرات را می شکند و به گروه های عملکردی جدید اجازه می دهد تا به سطح ذرات برسند. به عنوان مثال، عملکرد اولتراسونیک نانولوله های کربنی تک جداره (SWCNTs) با قطعات PL-PEG با جذب سلول های غیر اختصاصی تداخل می کند و در عین حال جذب سلولی خاص را برای کاربردهای هدفمند ترویج می کند.

برای به دست آوردن نانوذرات با ویژگی ها و عملکردهای خاص، سطح ذرات باید اصلاح شود. نانوسیستم های مختلف مانند نانوذرات پلیمری، لیپوزوم ها، دندریمرها، نانولوله های کربنی، نقاط کوانتومی و غیره را می توان با موفقیت برای استفاده کارآمد در داروسازی عملکردی کرد.

مثال عملی عملکرد ذرات التراسونیک:

عملکردهای التراسونیک SWCNTs توسط PL-PEG: Zeineldin و همکاران (2009) نشان داد که پراکندگی نانولوله های کربنی تک جداره (SWNTs) توسط امواج فراصوت با فسفولیپید پلی اتیلن گلیکول (PL-PEG) قطعات آن، در نتیجه تداخل با توانایی خود را برای جلوگیری از جذب غیر اختصاصی توسط سلول. با این حال، PL-PEG تکه تکه نشده باعث جذب سلولی خاص SWNT های هدفمند به دو کلاس مجزا از گیرنده های بیان شده توسط سلول های سرطانی می شود. درمان اولتراسونیک در حضور PL-PEG یک روش رایج مورد استفاده برای پراکنده کردن و یا عامل نانولوله های کربنی است و یکپارچگی PEG برای ترویج جذب سلولی خاص از نانولوله های عملکردی لیگاند مهم است. از آنجا که تکه تکه شدن یک نتیجه احتمالی اولتراسونیک است ، تکنیکی که معمولا برای پراکنده کردن SWNT ها استفاده می شود ، این ممکن است برای کاربردهای خاصی مانند تحویل دارو نگران کننده باشد.
 

پراکندگی اولتراسونیک SWCNTs با PL-PEG (زین الدین و همکاران، 2009)

تشکیل لیپوزوم التراسونیک

یکی دیگر از کاربردهای موفق سونوگرافی تهیه لیپوزوم ها و نانو لیپوزوم ها است. سیستم های تحویل دارو و ژن مبتنی بر لیپوزوم نقش مهمی در درمان های منیفولد، بلکه در لوازم آرایشی و تغذیه نیز ایفا می کنند. لیپوزوم ها حامل خوبی هستند ، زیرا عوامل فعال محلول در آب را می توان در مرکز آبی لیپوزوم ها یا اگر عامل محلول در چربی باشد ، در لایه چربی قرار داد. لیپوزوم ها را می توان با استفاده از اولتراسونیک تشکیل می شود. مواد اساسی برای تهیه لیپوزوم، مولکول های آمفیلیک مشتق شده یا بر اساس لیپیدهای غشای بیولوژیکی هستند. برای تشکیل وزیکول های کوچک unilamellar (SUV) ، پراکندگی چربی به آرامی فراصوت می شود – به عنوان مثال با سونوگرافی دستی UP50H (50W، 30kHz)، VialTweeter یا فنجان اولتراسونیک شاخ. مدت زمان چنین درمان اولتراسونیک تقریبا طول می کشد. 5 تا 15 دقیقه. یکی دیگر از روش ها برای تولید وزیکول های unilamellar کوچک فراصوت لیپوزوم های وزیکول چند لایه ای است.
Dinu-Pirvu و همکاران (2010) گزارش به دست آوردن ترانسفوروزوم ها با فراصوت MLV در دمای اتاق.
Hielscher مافوق صوت ارائه می دهد دستگاه های مختلف اولتراسونیک، sonotrodes و لوازم جانبی برای دیدار با نیاز به انواع فرآیندها.
اطلاعات بیشتر در مورد عصاره آلوئه ورا استخراج شده و محصور شده توسط التراسونیک ادامه دهید!

کپسوله سازی التراسونیک از عوامل به لیپوزوم

لیپوزوم ها به عنوان حامل عوامل فعال کار می کنند. سونوگرافی ابزاری موثر برای آماده سازی و شکل دهی لیپوزوم ها برای به دام انداختن عوامل فعال است. قبل از کپسوله سازی ، لیپوزوم ها به دلیل برهمکنش بار و بار سطحی سرهای قطبی فسفولیپید تمایل به تشکیل خوشه ها دارند (Míckova و همکاران 2008) ، علاوه بر این باید باز شوند. به عنوان مثال، ژو و همکاران (2003) کپسوله سازی پودر بیوتین در لیپوزوم ها توسط امواج فراصوت را توصیف می کنند. همانطور که پودر بیوتین به محلول تعلیق وزیکول اضافه شد، محلول تقریبا فراصوت شده است. پس از این درمان، بیوتین در لیپوزوم ها به دام افتاد.

امولسیون های لیپوزومی

برای افزایش اثر پرورش کرم های مرطوب کننده یا ضد پیری، لوسیون، ژل و سایر فرمولاسیون های آرایشی و بهداشتی، امولسیفایر به پراکندگی های لیپوزومی اضافه می شود تا مقادیر بالاتری از چربی ها را تثبیت کند. اما تحقیقات نشان داده است که توانایی لیپوزوم ها به طور کلی محدود است. با افزودن امولسیون کننده ها، این اثر زودتر ظاهر می شود و امولسیون کننده های اضافی باعث تضعیف میل سد فسفاتیدیل کولین می شوند. نانوذرات – متشکل از فسفاتیدیل کولین و چربی – پاسخ به این مشکل هستند. این نانوذرات توسط یک قطره روغن تشکیل می شوند که توسط یک لایه فسفاتیدیل کولین پوشانده شده است. استفاده از نانوذرات فرمولاسیون هایی را فراهم می کند که قادر به جذب لیپیدهای بیشتر و پایدار ماندن هستند، به طوری که نیازی به امولسیون کننده های اضافی نیست.
امواج فراصوت یک روش اثبات شده برای تولید نانوامولسیون ها و نانوپراکندگی است. اولتراسوند بسیار شدید توان مورد نیاز را برای پراکنده کردن یک فاز مایع (فاز پراکنده) در قطرات کوچک در فاز دوم (فاز پیوسته) تامین می کند. در ناحیه پراکندگی، انفجار حباب های کاویتاسیون باعث ایجاد امواج ضربه ای شدید در مایع اطراف می شود و منجر به تشکیل جت های مایع با سرعت مایع بالا می شود. به منظور تثبیت قطرات تازه تشکیل شده فاز پراکندگی در برابر ادغام ، امولسیفایر ها (مواد فعال سطحی ، سورفکتانت ها) و تثبیت کننده ها به امولسیون اضافه می شوند. از آنجایی که ادغام قطرات پس از اختلال بر توزیع نهایی اندازه قطرات تأثیر می گذارد، از امولسیون کننده های تثبیت کننده کارآمد برای حفظ توزیع نهایی اندازه قطرات در سطحی که برابر با توزیع بلافاصله پس از اختلال قطرات در منطقه پراکندگی اولتراسونیک است، استفاده می شود.

پراکندگی های لیپوزومی

پراکندگی های لیپوزومی که بر اساس فسفاتیدیل کلر اشباع نشده هستند، در برابر اکسیداسیون فاقد پایداری هستند. تثبیت پراکندگی را می توان با آنتی اکسیدان ها مانند مجموعه ای از ویتامین های C و E به دست آورد.
اورتان و همکاران (2002) در مطالعه خود در مورد آماده سازی اولتراسونیک اسانس Anethum graveolens در لیپوزوم نتایج خوبی به دست آوردند. پس از فراصوت ، ابعاد لیپوزوم ها بین 70-150 نانومتر و برای MLV بین 230-475 نانومتر بود. این مقادیر پس از 2 ماه نیز تقریبا ثابت بودند، اما پس از 12 ماه، به ویژه در پراکندگی SUV متوقف شدند (هیستوگرام های زیر را ببینید). اندازه گیری پایداری با توجه به از دست دادن اسانس و توزیع اندازه نیز نشان داد که پراکندگی های لیپوزومی محتوای روغن فرار را حفظ می کنند. این نشان می دهد که به دام افتادن اسانس در لیپوزوم ها باعث افزایش پایداری روغن می شود.
 

پایداری پراکندگی MLV و SUV پس از 1 سال. فرمولاسیون های لیپوزومی در دمای 4±1 درجه سانتی گراد نگهداری شدند.
(مطالعه و گرافیک: ©اورتان و همکاران، 2009):

 
برای مطالعه بیشتر در مورد آماده سازی لیپوزوم اولتراسونیک اینجا را کلیک کنید!

Sonicators با کارایی بالا برای تحقیقات دارویی و تولید

Hielscher مافوق صوت تامین کننده بالا خود را از با کیفیت بالا, ماسونیک با کارایی بالا برای تحقیق و ساخت داروها است. دستگاه هایی در محدوده 50 وات تا 16000 وات امکان یافتن پردازنده اولتراسونیک مناسب برای هر حجم و هر فرآیند را فراهم می کنند. با عملکرد بالا، قابلیت اطمینان، استحکام و عملکرد آسان، درمان اولتراسونیک یک تکنیک ضروری برای آماده سازی و پردازش نانومواد است. مجهز به CIP (تمیز در محل) و SIP (استریل کردن در محل)، ماسونیک های Hielscher تضمین تولید ایمن و کارآمد با توجه به استانداردهای دارویی. تمام فرآیندهای اولتراسونیک خاص را می توان به راحتی در آزمایشگاه یا مقیاس نیمکت بالا آزمایش کرد. نتایج این آزمایشات کاملا قابل تکرار است، به طوری که مقیاس بعدی به صورت خطی است و به راحتی می توان آن را بدون تلاش اضافی در مورد بهینه سازی فرآیند انجام داد.

Hielscher Sonicators: طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان

مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.

Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.

جدول زیر به شما نشانه ای از ظرفیت پردازش تقریبی مافوق صوت ما می دهد:

ادبیات/منابع