تولید نیوزوم با کمک سونوگرافی برای نانومدیسین

نیوزوم ها سیستم های وزیکولار مبتنی بر سورفکتانت غیریونی هستند که به عنوان حاملان چندمنظوره ترکیبات زیست فعال و عوامل دارویی مورد توجه فزاینده قرار گرفته اند. توانایی آن ها در کپسوله کردن هر دو مولکول هیدروفیل و لیپوفیل، همراه با سازگاری زیستی و پایداری مطلوب، آن ها را به جایگزین های جذابی برای لیپوزوم ها تبدیل می کند. فراصوت نقش مرکزی در تشکیل و بهینه سازی نیوزوم ها دارد، به ویژه در کنترل اندازه وزیکول، لاملاریته و کارایی کپسوله سازی.

نیوزوم ها – بهبود شکل گیری و کپسوله سازی با سونیکاسیون

نیوزوم ها نانوحامل های وزیکولار هستند که عمدتا از سورفکتانت های غیریونی (مانند اسپن®، توین®) و کلسترول تشکیل شده اند و پس از هیدراته شدن، به ساختارهای دولایه تبدیل می شوند. در جریان هیدراتاسیون معمولی با لایه نازک، وزیکول های چندلایه ای ابتدا شکل می گیرند که معمولا توزیع اندازه وسیع و تکرارپذیری محدودی دارند. بنابراین فراصوت به طور گسترده به عنوان مرحله پس از شکل گیری برای اصلاح ویژگی های وزیکول ها به کار می رود.
سونیکاسیون کاویتاسیون صوتی با انرژی بالا را وارد می کند که نیروهای برشی موضعی و میکروجت هایی تولید می کند که وزیکول های بزرگ چندلایه ای را به ساختارهای تک لایه ای یا الیگولاملار کوچکتر و یکنواخت تر تجزیه می کند. مطالعات متعددی نشان داده اند که سونیکاسیون نوع پروب به طور قابل توجهی میانگین اندازه ذرات را در محدوده نانومقیاس (معمولا ۱۵۰ تا ۳۰۰ نانومتر) کاهش می دهد و در عین حال شاخص های چندپراکندگی را به زیر ۰.۳ کاهش می دهد که نشان دهنده یکنواختی بهتر است.
فراتر از کنترل اندازه، سونیکاسیون با بهبود توزیع دارو در لایه دوگانه یا هسته آبی، کارایی کپسوله سازی (EE) را افزایش می دهد. ترکیبات لیپوفیلی مانند سیمواستاتین، آرتمیزون و کورکومین به طور ترجیحی به لایه دوگانه سورفکتانت تقسیم می شوند، در حالی که داروهای آب دوست مانند سفتیزوکسیم در بخش های آبی قرار می گیرند. زمان های بهینه سونیک (معمولا ۴ تا ۷ دقیقه) نشان داده اند که مقادیر EE بیش از ۷۵ تا ۹۵٪ را بسته به ترکیب سورفکتانت و نسبت کلسترول ارائه می دهند.

نیوزوم ها: کاربردها در داروسازی و لوازم آرایشی

اهمیت دارویی نیوزوم های صوتی در حوزه های درمانی مختلف به خوبی اثبات شده است. در درمان ضد میکروبی، کپسوله سازی نیوزومی به طور قابل توجهی اثربخشی آنتی بیوتیک ها و آنتی بیوتیک های طبیعی را در برابر پاتوژن های مقاوم افزایش می دهد. برای مثال، کپسوله سازی سفتیزوکسیم و کورکومین به نیوزوم ها منجر به کاهش بیش از ۶۴ برابری غلظت های حداقل مهاری در برابر استافیلوکوکوس اورئوس مقاوم به چند دارو و کلبسیلا پنومونیه شد، همراه با آزادسازی پایدار دارو در طول ۷۲ ساعت.

در انکولوژی، نشان داده شده است که نایوزوم ها شاخص درمانی عوامل ضدسرطانی کم محلول را بهبود می بخشند. نیوزوم های بارگذاری شده با آرتمیزون به طور قابل توجهی افزایش یافته سیتوتوکسیسیتی نسبت به سلول های ملانوما نشان دادند و در عین حال سمیت نسبت به کراتینوسیت های طبیعی را کاهش دادند، که این مزیت به آزادسازی کنترل شده و جذب سلولی واسطه وزیکلودی نسبت داده می شود.

در کاربردهای زیبایی و پوستی، نیوزوم ها به ویژه برای تحویل موضعی ارزشمند هستند. کپسوله سازی عصاره های ویتانیا سومنیفرا در نیوزوم ها نفوذ به پوست را بهبود بخشیده، از فیتوشیمیایی های حساس در برابر تخریب محافظت می کند و امکان آزادسازی کنترل شده در لایه های خاص پوست را فراهم می کند که از کاربردهای ضدپیری و درمان پوستی حمایت می کند.

این مطالعات به طور کلی نشان می دهند که نیوزوم های بهینه شده به صورت فراصوت، دسترسی زیستی، پایداری و عملکرد درمانی را در حوزه های دارویی و زیبایی بهبود می بخشند.

مزایای سونیکاتورهای نوع پروب نسبت به حمام های اولتراسونیک برای تولید نیوزوم

اگرچه هر دو نوع پروب و نوع حمام به کاویتاسیون صوتی متکی هستند، اما این دو دستگاه اساسا متفاوت با قابلیت های عملکردی کاملا متفاوت هستند. حمام های اولتراسونیک عمدتا برای کاربردهای تمیزکاری و گاززدایی طراحی شده اند، در حالی که سونیکاتورهای نوع پروب به عنوان هموژنایزرهای با عملکرد بالا عمل می کنند و بنابراین مزایای قاطعی برای ساخت نیوزوم کارآمد و کنترل شده ارائه می دهند.
سونیکاتورهای پروب انرژی صوتی را مستقیما به نمونه منتقل می کنند که منجر به چگالی توان بسیار بالاتر و کاویتاسیون کارآمدتر می شود. این امر منجر به کاهش سریع تر اندازه وزیکول، افزایش قابلیت تکرارپذیری و کنترل بهتر بر ویژگی های نهایی ذره می شود.

مقایسه های تجربی نشان می دهد که سونیک پروب اندازه وزیکول های کوچکتر و کارایی کپسوله سازی بالاتری را ظرف چند دقیقه به دست می آورد، در حالی که حمام های اولتراسونیک اغلب نیازمند قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور هستند و همچنان توزیع اندازه وسیع تری ارائه می دهند. علاوه بر این، سیستم های پروب امکان تنظیم دقیق دامنه، چرخه های پالس و ورودی انرژی را فراهم می کنند که برای مقیاس بندی و بهینه سازی فرآیند حیاتی است.

یکی دیگر از مزایای کلیدی، ثبات است. سونیکاتورهای نمونه اولیه تغییرپذیری بچتوبچ را کاهش می دهند که عامل مهمی برای تولید دارو و رعایت مقررات است. همان طور که در مطالعات متعدد با استفاده از پردازنده های اولتراسونیک هیلشر نشان داده شده است، سونیک پروب به طور قابل اعتماد نیوزوم های نانومقیاس با پلی دیسپرسیته باریک و پایداری بالا تولید می کند.

آموزش گام به گام نمونه

پروتکل تعمیم یافته زیر بهترین شیوه های گزارش شده در مطالعات استناد را ترکیب می کند:

1. آماده سازی فاز آلی
   سورفکتانت غیریونی انتخاب شده (مثلا Span 60، Tween 60)، کلسترول و داروی لیپوفیلیک یا ترکیب زیست فعال را در حلال آلی فرار مانند کلروفرم یا مخلوط کلروفرم-متانول حل کنید.
2. تشکیل لایه نازک
   حلال را با فشار کاهش یافته با استفاده از تبخیرکننده چرخشی در دمای بالا (≈۶۰ درجه سانتی گراد) جدا کنید تا یک لایه لیپیدی نازک یکنواخت روی دیواره فلاسک تشکیل شود.
3. هیدراتاسیون
   فیلم خشک شده را با فاز آبی (مثلا سالین بافر شده با فسفات) حاوی داروهای آب دوست در صورت وجود، تحت دمای کنترل شده هیدراته کنید و هم بزنید تا وزیکول های چندلایه ای تولید شود.
4. فراصوت
   پراکندگی را به مدت ۵ تا ۷ دقیقه تحت اولتراسونیک نوع پروب (مثلا ۵۰ تا ۲۰۰ وات در حالت پالسی) قرار دهید تا از داغ شدن بیش از حد جلوگیری شود. این مرحله اندازه وزیکول ها را کاهش داده و پوشش دهی را بهبود می بخشد.
5. تصفیه و ویژگی پردازی
   داروی بدون کپسوله را با سانتریفیوژ یا اولترافیلتراسیون خارج کنید. اندازه، چندپراکندگی، پتانسیل زتا و کارایی کپسوله سازی را با استفاده از روش های DLS، TEM و طیف سنجی مشخص کنید.

این روند با موفقیت برای آنتی بیوتیک ها، عوامل ضدسرطانی و فیتوشیمیایی ها به کار رفته و نیوزوم های نانومقیاس پایدار با عملکرد بالا را به دست آورده است.

یک سونیکاتور بگیرید تا نیوزوم های برتر بسازد!

فراصوت یک فناوری حیاتی برای تشکیل کارآمد نیوزوم ها و کپسوله سازی با عملکرد بالا در داروها و ترکیبات زیست فعال است. سونیکاتورهای هیلشر کنترل بالاتری بر اندازه وزیکول، یکنواختی و کارایی کپسوله سازی فراهم می کنند. شواهد حاصل از مطالعات ضد میکروبی، ضدسرطان و تحویل موضعی به طور مداوم نشان می دهد که نیوزوم های بهینه شده به صورت فراصوت دسترسی زیستی، اثربخشی درمانی و پایداری را افزایش داده و سمیت را کاهش می دهند. با پیشرفت علم فرمولاسیون به سمت سیستم های نانوحامل مقیاس پذیر و قابل تکثیر، تولید نیوزوم اولتراسونیک بستری قوی و مرتبط با صنعت برای کاربردهای دارویی و آرایشی است.

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

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.