سونوگرافی فن آوری های نوآورانه است که با موفقیت برای sonochemical استفاده است سنتز، انحلال، پراکندگی، امولسیون، عاملدار و فعال شدن ذرات. به خصوص در فناوری نانو، امواج فراصوت روش ضروری برای سنتز و پردازش اهداف مواد در ابعاد نانو است. از آنجا که فناوری نانو این علاقه برجسته علمی به دست آورده است، ذرات در اندازه نانو در بسیاری از زمینه ها فوق العاده علمی و صنعتی استفاده شده است. شاخه های دارویی پتانسیل بالایی از این مواد متغیر و انعطاف پذیر را کشف کرده است، بیش از حد. در نتیجه، نانوذرات به برنامه های مختلف کاربردی در صنعت داروسازی درگیر، این عبارتند از:

• تحویل دارو (حامل)
• محصولات تشخیصی
• بسته بندی محصول
• کشف نشانگر

نانومواد در داروها

به ویژه تحویل دارو از طریق نانوذرات، یک روش اثبات شده برای تهیه داروهای فعال است که قبل از دهان یا تزریق تجویز شده اند. (Bawa 2008) داروهای ساخته شده با نانو می توانند به میزان زیادی کارآیی داشته و به عنوان تکنیک های جدید روش های کاملا جدیدی از درمان های پزشکی را باز کنند. این تکنولوژی بالقوه بالقوه، تحویل داروها، گرما یا سایر مواد فعال را به سلول های خاصی یعنی سلول های بیمار کمک می کند. با تحویل مستقیم دارو، سلول های سالم با اثرات دارو مواجه می شوند. یکی از زمینه هایی که در آن مواد مخدر نانوکامپوزیتی در حال حاضر نتایجی امیدوار کننده خود را نشان می دهد، درمان سرطان است. در درمان سرطان مزیت بزرگی از مواد نانوذرات است که دوزهای بالا مولکولهای دارو را می توان به طور مستقیم به سلول های تومور برای حداکثر اثرات تحویل داده و در نتیجه به حداقل رساندن عوارض جانبی به سایر ارگان ها. (لیو و همکاران 2008) این مزیت به اندازه نانو اندازه گیری می شود که ذرات قادر به انتقال دیواره ها و غشاهای سلولی هستند و عوامل فعال دارویی را مستقیما در سلول های هدف قرار می دهند.

پردازش نانومواد

به عنوان نانومواد به عنوان ذرات با ابعاد کمتر از 100nm تعریف این بدان معنی است که تولید و فرآوری این مواد نیاز به تلاش بیشتر است.
به شکل و پردازش نانوذرات، آگلومره به شکسته شود و نیروهای باند باید برای غلبه بر شده است. خلا سازی آلتراسونیک یک تکنولوژی شناخته شده به deagglomerate و پراکنده نانومواد است. تنوع نانومواد و فرم تغییرات چند برابر برای تحقیقات دارویی باز می شود. نانولوله های کربنی (CNTs) دارای حجم درونی بزرگ است که اجازه می دهد تا مولکول های دارویی بیشتر درگیر شوند و سطوح درونی و بیرونی متمایز برای عملکرد را دارند. (Hilder و همکاران 2008) با این کار، CNT ها قادر به حمل مولکول های مختلف مانند عوامل فعال، DNA، پروتئین، پپتید، لیگاند ها و غیره به سلول ها هستند. CNT ها به عنوان مواد نانومواد شناخته شده شناخته شده اند و وضعیت یکی از فعال ترین زمینه های علوم نانو و فناوری نانو را به دست آورده اند. MWCNT از 2 تا 30 لایه گرافیت متمرکز تشکیل شده است که قطر آنها از 10 تا 50 نانومتر و طول بیش از 10 میکرومتر است. از سوی دیگر، SWCNT بسیار نازک تر است و قطر آن از 1.0 تا 1.4 نانومتر است. (Srinivasan 2008) نانوذرات و همچنین نانولوله ها می توانند سلول ها را وارد کنند و می توانند به طور کامل آنها را بگیرند. به ویژه Nanotubes کربن کاربردی (f-CNTs) شناخته شده است که باعث افزایش حلالیت می شود و به هدفمند کردن تومور موثر می انجامد. با این کار، f-CNTs، SWNTs و MWNT ها از سمیت سلولی (= سمی به سلول ها) و تغییر عملکرد سیستم ایمنی جلوگیری می شود. مثلا، نانو لوله های کربنی تک جداره SWCNTs است با درجه خلوص بالا می توان در یک محلول مایع توسط sonicating پودر سیلیس به مدت 20 دقیقه به دست آمده: (SWCNTs است) با خلوص بالا را می توان در راه sonochemical تولید شده است. در دمای اتاق و فشار محیط. (سرینیواسان 2005)

Fig.1: تولید Sonochemical از SWCNTs. پودر سیلیس در محلول مخلوط فروسن زایلن شده است به مدت 20 دقیقه فراصوت داده. در دمای اتاق و تحت فشار محیط است. روش فراصوت تولید SWCNTs است با خلوص بالا بر روی سطح پودر سیلیکا است. (جئونگ و همکاران 2004).

عاملدار نانو لوله های کربنی (F-CNT ها) نیز می تواند به عنوان سیستم های تحویل واکسن عمل می کنند. مفهوم اساسی این است که لینک آنتی ژن به نانولوله های کربنی در حالی که حفظ ساختار آن، در نتیجه، القای پاسخ آنتی بادی با ویژگی است.
نانوذرات سرامیکی، به عنوان مثال از مشتق سیلیس، تیتانیا و یا آلومینا، از ویژگی های یک سطح ذرات متخلخل است که آنها را یک ناو داروی ایده آل می سازد.

سنتز سونوگرافی و بارش از نانو ذرات

نانو ذرات را می توان تولید پایین به بالا سنتز یا بارش. آوا شیمی یکی از اولین تکنیک های مورد استفاده برای آماده سازی ترکیبات نانو است. Suslick در کار اصلی خود را، آهن (CO) 5 یا به عنوان یک مایع شسته و رفته و یا در یک راه حل deaclin فراصوت داده و اندازه نانوذرات آهن آمورف 10-20nm دست آمده است. به طور کلی، یک مخلوط فوق اشباع شروع می شود تشکیل ذرات جامد از یک ماده بسیار متمرکز. امواج فراصوت را بهبود می بخشد مخلوط کردن قبل از نشانگر و انتقال جرم در سطح ذرات افزایش می دهد. این امر منجر به اندازه ذرات کوچکتر و یکنواختی بالاتر است.

التراسونیک عاملدار نانوذرات

برای به دست آوردن نانوذرات با ویژگی ها و توابع خاص، سطح ذرات باید اصلاح شود. نانوسیستم های مختلف مانند نانوذرات پلیمری، لیپوزوم ها، دندریمر ها، نانولوله های کربن، نقطه های کوانتومی و غیره می توانند برای استفاده کارآمد در داروسازی موفقیت آمیز باشند.
به منظور functionalize سطح کامل هر یک از ذرات فردی، یک روش پراکندگی خوب مورد نیاز است. هنگامی که پراکنده، ذرات معمولا توسط یک لایه مرزی از مولکول های جذب به سطح ذرات احاطه شده است. به منظور گروه های عاملی جدید برای رسیدن به سطح ذرات، این لایه مرزی باید شکسته شود تا یا حذف شود. جت مایع حاصل از اولتراسونیک کاویتاسیون می توانید به سرعت های تا 1000km / ساعت برسد. این استرس کمک می کند برای غلبه بر نیروهای جذب و حمل مولکول کاربردی به سطح ذرات. در آواشیمی، این اثر به بهبود عملکرد کاتالیزور پراکنده استفاده می شود.

مثال کاربردی:

کارکرد Ultrasonic از SWCNT توسط PL-PEG: Zeineldin و همکاران. (2009) نشان داد که پراکندگی نانولوله های کربنی تک سیمانی (SWNTs) با استفاده از اشعه ماوراء بنفش با فسفولیپید پلی اتیلن گلیکول (PL-PEG) آن را از هم جدا می کند، بنابراین باعث اختلال در توانایی آن در جذب غشاء توسط سلول ها می شود. با این حال، PL-PEG بدون شکسته، جذب سلول های اختصاصی SWNT های هدفمند را به دو دسته مجزا از گیرنده های بیان شده توسط سلول های سرطانی ترویج می کند. درمان التراسونیک در حضور PL-PEG یک روش معمول برای پخش یا کارکردن نانولوله های کربن است و یکپارچگی PEG برای ارتقای خاصیت جذب سلولی از نانولوله های فعال شده لیگاند مهم است. از آنجایی که تقسیم بندی نتایج احتمالی سونوگرافی است، یک تکنیک که معمولا برای پراکنده شدن SWNT ها استفاده می شود، شاید نگرانی برای برنامه های خاص مانند تحویل دارو باشد.

شکل 2: پراکندگی التراسونیک از SWCNTs با PL-PEG (Zeineldin و همکاران 2009).

سازند التراسونیک لیپوزوم

یکی دیگر از موفقیت های اولتراسوند، آماده سازی لیپوزوم ها و نانو لیپوزوم ها است. سیستم های تحویل داروی لیپوزوم و سیستم های تحویل ژن نقش مهمی در درمان های چند منظوره، بلکه در لوازم آرایشی و تغذیه ایفا می کنند. لیپوزوم ها حامل خوبی هستند، به عنوان مواد فعال محلول در آب می تواند به مرکز آب لیپوزوم قرار داده شود، و اگر عامل محلول چربی، در لایه چربی است. لیپوزوم ها می توانند با استفاده از اولتراسونیک تشکیل شوند. مواد اولیه برای آماده سازی لیپوزوم مولکول آمفیل مشتق شده یا بر پایه لیپیدهای غشایی بیولوژیکی است. برای تشکیل یک vesicles کوچک Unilamellar (SUV)، پراکندگی لیپید به آرامی با سرعت صوت می شود – به عنوان مثال، با دستگاه اولتراسونیک دستی UP50H (50W، 30kHz است)، VialTweeter(ویال گروهی) یا راکتور مافوق صوت UTR200 – در حمام یخ. مدت زمان چنین درمان فراصوت طول می کشد حدود. 5 - 15 دقیقه. روش دیگر برای تولید کیسه های کوچک unilamellar فراصوت از چند مجموعه ای از نقاشی وزیکول لیپوزوم است.
دینو-Pirvu و همکاران (2010) گزارش اخذ transferosomes توسط sonicating MLVs در دمای اتاق.
Hielscher فرا صوت ارائه می دهد های مختلف دستگاه های مافوق صوت، sonotrodes و لوازم جانبی برای پاسخگویی به نیاز از همه نوع از فرآیندهای.

داده ها با یگدیگر التراسونیک از ماموران به لیپوزوم

لیپوزوم به عنوان حامل برای عوامل فعال کار می کند. سونوگرافی یک ابزار موثر برای آماده سازی و شکل لیپوزوم برای به دام افتادن عوامل فعال است. قبل از یگدیگر از لیپوزوم تمایل به تشکیل خوشه با توجه به سطح تعامل شارژ مسئول سر قطبی فسفولیپید (Míckova و همکاران 2008)، علاوه بر این آنها باید باز شود. به عنوان مثال، زو و همکاران (2003) کپسوله پودر بیوتین در لیپوزوم های امواج فراصوت. به عنوان پودر بیوتین به راه حل تعلیق کیسه اضافه شده است، راه حل شده است برای حدود فراصوت داده. 1 ساعت. پس از این درمان، بیوتین در لیپوزوم به دام افتاده بود.

امولسیون لیپوزومی

به منظور افزایش اثر پرورش مرطوب کننده و یا ضد پیری ناخن، لوسیون، ژل و دیگر فرمولاسیون cosmeceutical، امولسیفایر به پراکندگی لیپوزومی اضافه شده به ایجاد ثبات در مقادیر بالاتر از لیپیدها هستند. اما تحقیقات نشان داده است که قابلیت از لیپوزومها به طور کلی محدود شده است. علاوه بر این با امولسیفایر، این اثر پیش از ظاهر خواهد شد و امولسیون های اضافی باعث تضعیف در میل مانع از فسفاتیدیل. نانو ذرات – متشکل از فسفاتیدیل کولین و چربی - ها پاسخ به این مشکل است. این نانوذرات توسط قطرات روغن است که توسط یک لایه از عوامل فسفاتیدیل تحت پوشش تشکیل شده است. استفاده از نانو ذرات اجازه می دهد تا فرمولاسیون که قادر به جذب چربی بیشتری هستند و پایدار باقی می ماند، به طوری که امولسیون اضافی مورد نیاز نیست.
Ultrasonication یک روش اثبات شده برای تولید نانو امولسیون ها و نانوذرات است. سونوگرافی بسیار شدید توانایی لازم برای پراکنده شدن یک فاز مایع (فاز پراکنده) را در قطرات کوچک در مرحله دوم (فاز پیوسته) فراهم می کند. در ناحیه پراکنده، حباب های حفره حفره ای موجب موج های شدید شوک در مایع اطراف می شود و موجب تشکیل جت های مایع سرعت بالا می شود. برای تثبیت قطرات تازه تشکیل شده از فاز پراکنده در برابر ترکیب، امولسیفایرها (مواد فعال سطحی، سورفکتانت ها) و تثبیت کننده ها به امولسیون اضافه می شوند. همانطور که درهم آمیختن قطرات بعد از خرابکاری بر توزیع اندازه قطر نهایی تاثیر می گذارد، امولسیفایرها به طور موثر تثبیت شده برای حفظ اندازه نهایی قطره قطرات در سطح است که برابر با توزیع بلافاصله پس از اختلال قطره در ناحیه پراکنده اولتراسونیک است.

ضسبرسنس لیپوزومی

Dispersions لیپوزومی که بر اساس فسفاتیدیل کلرین اشباع نشده اند، در برابر اکسیداسیون پایدار نیستند. ثبات پراکندگی را می توان با آنتی اکسیدان ها به دست آورد، از قبیل مجموعه ای از ویتامین های C و E.
Ortan و همکاران (2002) به دست آمده در مطالعه خود در مورد آماده سازی مافوق صوت از آنتوم کرفس اسانس در لیپوزوم نتایج خوب است. پس از فراصوت، بعد از لیپوزومها بین 70-150 نانومتر، و برای MLV بین 230-475 نانومتر بود. این مقادیر نیز پس از 2 ماه به خصوص در SUV پراکندگی (نمودار هیستوگرام پایین را ببینید) تقریبا ثابت بود، اما پس از 12 ماه inceased. اندازه گیری ثبات، در مورد از دست دادن اسانس و توزیع اندازه، همچنین نشان داد که پراکندگی لیپوزومی حفظ محتوای روغن فرار. این نشان می دهد که به دام افتادن اسانس در لیپوزوم افزایش ثبات نفت است.

شکل 3: Ortan و همکاران (2009): پایداری MLV و SUV پراکندگی بعد از 1 سال. فرمولاسیون لیپوزومی 1 ± 4 درجه سانتیگراد نگهداری شدند.

اینجا را کلیک کنید برای خواندن بیشتر در مورد آماده سازی لیپوزوم التراسونیک!

اثر التراسونیک

در کنار تولید اولتراسونیک نانوذرات، پردازش این مواد یک زمینه گسترده برای کاربردهای فراصوت است. آگلومراسیون ها باید شکسته شوند، ذرات باید جدا شوند و / یا پراکنده شوند، سطوح باید فعال یا کاربردی شوند، و نانو قطره ها باید امولسیون شوند. برای همه این مراحل پردازش، اولتراسوند یک روش ضروری ثابت شده است. سونوگرافی با قدرت بالا باعث ایجاد اثرات شدید می شود. هنگام صاف کردن مایعات در شدت بالا، امواج صوتی که به رسانه مایع انتقال می یابند، منجر به تغییرات چرخه فشار (فشرده سازی) و فشار کم (تقریب) می شود، با نرخ بسته به فرکانس. در طول چرخه کم فشار، امواج اولتراسونیک با شدت بالا باعث ایجاد حباب کوچک یا حفره های کوچک در مایع می شوند. هنگامی که حباب ها حجمی را به دست می آورند که دیگر نمی توانند انرژی را جذب کنند، در طول یک دوره فشار بالا به شدت سقوط می کنند. این پدیده نامیده می شود کاویتاسیون.
انفجار از نتایج حباب های کاویتاسیون در میکرو آشفتگی ها و میکرو جت تا 1000km / ساعت. ذرات بزرگ به سطح فرسایش (از طریق فروپاشی کاویتاسیون در مایع اطراف) و یا کاهش اندازه ذرات (به علت شکافت طریق برخورد بین ذرات یا فروپاشی حباب های کاویتاسیون تشکیل شده در سطح) می باشد. این امر منجر به شتاب تیز از فرایندهای انتشار، انتقال جرم و واکنش های فاز جامد با توجه به اندازه دانه و تغییر ساختار است. (Suslick 1998)

تجهیزات برای پردازش التراسونیک

Hielscher منبع بالای کیفیت بالا و عملکرد بالا پردازنده مافوق صوت برای آزمایشگاه و کاربردهای صنعتی است. دستگاه در طیف وسیعی از 50 وات تا 16000 وات اجازه می دهد برای پیدا کردن پردازنده مافوق صوت مناسب برای هر حجم و هر فرایند. با عملکرد آنها بالا، قابلیت اطمینان، نیرومندی و بهره برداری آسان، درمان اولتراسونیک روش ضروری برای آماده سازی و پردازش نانومواد است. مجهز به CIP (تمیز در محل) و SIP (استریل در محل)، دستگاه های اولتراسونیک Hielscher را تضمین تولید ایمن و کارآمد با توجه به استانداردهای دارویی. تمام فرآیندهای مافوق صوت خاص را می توان به راحتی در مقیاس آزمایشگاهی و یا نیمکت بالا تست شده است. نتایج حاصل از این آزمایشات به طور کامل تجدید هستند، به طوری که زیر مقیاس بالا خطی است و می تواند به راحتی و بدون تلاش اضافی در مورد بهینه سازی فرایند ساخته شده است.