Ultraääni muotoilu niosomes
Niosome valmistelu
Niosome on ioniton pinta-aktiivinen vesikkeli, joka muodostuu pääasiassa ionittoman pinta-aktiivisen aineen ja kolesterolin inkorporaatiosta apuaineena. Niosomit ovat vakaampia kemiallista hajoamista tai hapettumista vastaan ja niillä on pitkä säilytysaika liposomeihin verrattuna. Niosome-valmisteessa käytettävien pinta-aktiivisten aineiden vuoksi ne ovat biologiseen hajoavia, biologisen ja ei-immunogeenisia. Niosoms ovat osmotically aktiivinen, kemiallisesti vakaa ja tarjoavat pidemmän säilytysajan verrattuna liposomeja. Koosta ja lamellariteetista riippuen saatavilla on erilaisia valmistusmenetelmiä, kuten sonikaatio, käänteinen vaihehaihtuminen, ohut kalvonesteytys tai transkalvon pH-gradienttiaineen ottoprosessi. Ultraääniniosome-valmiste on ensisijainen tekniikka, joka tuottaa yksimellar-vesikkeleitä, jotka ovat pieniä ja yhtenäisiä.
Ultraääni niosome muotoilu
Niosomejen valmistamiseksi on valmistettava öljy-vedessä oleva (o/w) emulsio pinta-aktiivisen aineen, kolesterolin ja bioaktiivisen yhdisteen eli lääkkeen sisältävästä vesiliuoksesta. Ultraääniemulgointi on erinomainen tekniikka sekoittamattomien nesteiden, kuten öljyn ja veden, sekoittamiseen. Leikkaamalla pisaroita molemmissa vaiheissa ans rikkomatta niitä nanokokoon saadaan nanoemulsio. Tämän jälkeen orgaaninen liuotin haihtuu, jolloin niosomes täynnä terapeuttisia aineita, jotka ovat hajallaan vesifaasissa. Verrattuna mekaaniseen sekoittamiseen ultraääniniosome-muotoilutekniikka loistaa muodostamalla niosomeja, joilla on pienempi keskimääräinen ulottuvuus ja pienempi polydisperpersiteettiindeksi nopeassa prosessissa. Pienempien vesikkelien käyttö on yleensä parempi, kun otetaan huomioon, että niillä on taipumus välttää kehon puhdistumamekanismeja paremmin kuin suuremmat hiukkaset ja pysyä pidempään verenkiertoon. (vrt. Bragagni et al. 2014)
- unilamellar, pieni, yhtenäinen vesikkelit
- yksinkertainen ja nopea prosessi
- toistettavissa
- Tarkasti ohjattavissa
- turvallinen
- helposti skaalautuva
Ultraääni niosome valmistelu pöytäkirjat
N-palmitoyliglukosamiininiosomes (Glu), joka on täynnä doksorubisiinia, syöpälääke valmistettiin ravistamalla npg:n (16 mg), span 60 (65 mg), kolesterolin (58 mg) ja Solulan C24:n (54 mg) seosta doksorubisiiniliuoksessa (1,5 mg/ml, 2 ml, valmistettu PBS: ssä) 90 °C: ssa 1 tunnin ajan, minkä jälkeen koetinsoi 10 minuuttia (75% max).
Palmitoyyliglykolikitosaani (GCP) vesikkelit valmistettiin edellä kuvatulla tavalla (11) sonikoimalla glykolikitosaania (10 mg) ja kolesterolia (4 mg) doksorubisiiniliuoksessa (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004)
UP400St – 400W ultraääni laite nanoemulsioille
Vaihtoehtoiset niosome valmistelumenetelmät
Vaihtoehtoiset niosome-formulaatiomenetelmät, kuten käänteisen vaiheen haihtumistekniikka tai transkalvon pH-gradienttiaineen ottoprosessi, edellyttävät ultraäänienergian soveltamista. Molempia tekniikoita käytetään pääasiassa muotoilla multilamellivesikkeleitä (MLVs). Alla on lyhyt kuvaus sekä tekniikoista että sonikaatiovaihe.
Sonikaatio niosome valmistelu kautta käänteinen vaihe haihtuminen
Käänteisvaiheen haihtumismenetelmässä (REV) niosomaalisen formulaation komponentit liuotetaan eetterin ja kloroformien seokseen ja lisätään vesivaiheeseen, joka sisältää lääkettä. Ultraääniemulgointia käytetään seoksen muumiseksi hienokokoiseksi emulsioksi. Tämän jälkeen orgaaninen faasi haihtuu. Orgaanisen liuottimen haihtumisen aikana saatu niosome on kooltaan suuria yksilamellaaleja.
Trans-kalvo pH kaltevuus huumeiden ottoprosessi
Trans-kalvon pH-gradientissa (sisällä hapan) lääkkeen kertymäprosessi (etäkuormituksella) pinta-aktiivinen aine ja kolesteroli liuotetaan kloroformiin. Liuotin haihdutetaan sitten tyhjiössä, jotta pyöreän pohjan pullon seinälle saadaan ohut kalvo. Kalvo sammutetaan 300 mM sitruunahapolla (pH 4.0) pyörreteitse suspensiota. Multilamelliset vesikkelit jäädytetään ja sulatetaan kolme kertaa ja sonikoidaan sen jälkeen anturityyppisellä ultraäänilaitteella. Tähän niosomaaliseen suspensioon lisätään vesiliuos, joka sisältää 10 mg/ml lääkettä ja pyörretetään. Tämän vuoksi näytteen pH nostetaan pH:seen 7,0–7,2 1 M:n dinatriumfosfaatilla. Sitten seos kuumennetaan 60 °C:seen 10 minuutin ajan. Tämä tekniikka tuottaa multilamellar vesikkelit. (vrt. Kazi et al. 2010)
Ultraääni koon vähentäminen niosomes
Niosomes ovat yleensä kokoalueella 10nm 1000nm. Valmistustekniikasta riippuen niosomes it ovat usein suhteellisen suuria ja muodostuvat yleensä aggregaateista. Tietyt niosome koot ovat kuitenkin tärkeä tekijä, kun on kyse kohdennetusta jakelujärjestelmästä. Esimerkiksi hyvin pieni niosome koko nanometrin alue sopii parhaiten systeeminen huumeiden toimitus, jossa lääke on toimitettava koko solukalvojen päästä solujen kohdekohta, kun taas suurempia niosomes suositellaan lihakseen ja ontelon huumeiden toimitus tai silmään sovelluksia. Niosomejen ultraäänikoon pienentäminen on yleinen askel erittäin voimakkaiden niosomejen valmistuksen aikana. Ultraääni leikkaus voimat deagglomerate ja hajottaa niosomes osaksi mono-hajallaan nano-niosomes.
protokolla – Ultraääni koon vähentäminen LipoNiosomes
Naderinezhad et al. (2017) formuloituja bioyhteensopivia LipoNiosomeja (niosome- ja liposomin yhdistelmä), jotka sisältävät Tween 60: kolesterolia: DPPC (55: 30 : 15 : 3) ja 3% DSPE- mPEG. Voit pienentää koko valmistettu LipoNiosomes, nesteytyksen jälkeen ne sonicated keskeyttäminen 45 min (15 sekuntia ja 10 sekuntia pois, amplitudi 70% 100 wattia) minimoida hiukkasaggregaatio ultraääni homogenisaattori UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Saksa). PH-gradienttimenetelmässä CUR:n, pinta-aktiivisten aineiden ja lipidien kuivatut kalvot nesteytettiin 1300 ml:lla ammoniumsulfaattia (pH 1-4 4) 63 C:ssä 47 minuutin ajan. Sitten nanohiukkaset sonikoitiin jääkylvyn yli tuottamaan pieniä vesikkeleitä.
Ultraäänilaitteet niosome-valmisteluun
Hielscher Ultrasonic on pitkään kokenut korkean suorituskyvyn ultraäänihomogeniserien suunnittelussa, valmistuksessa, jakelussa ja palvelussa lääke-, elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudelle.
Korkealaatuisten niosomejen, liposomejen, kiinteiden lipidinanohiukkasten, polymeeristen nanohiukkasten, syklodekstriinikompleksien ja muiden nanorakenteisten lääkeaineiden valmistus prosessit ovat prosesseja, joissa Hielscherin ultraäänijärjestelmät ovat loistavia korkean luotettavuuden, tasaisen tehon ja tarkan hallittavuuden vuoksi. Hielscher ultrasonicators mahdollistaa tarkan hallinnan kaikki prosessiparametrit, kuten amplitudi, lämpötila, paine ja sonikointi energiaa. Älykäs ohjelmisto automaattisesti protokollia kaikki sonikointi parametrit (aika, päivämäärä, amplitudi, nettoenergia, kokonaisenergia, lämpötila, paine) on sisäänrakennettu SD-kortti.
Hielscherin ultraäänilaitteiston kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskas ja vaativissa ympäristöissä.
Seuraavassa taulukossa on merkintä ultrasonicatorien likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| erätilavuus | Virtausnopeus | Suositeltavat laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000 ml | 20 - 400 ml / min | Uf200 ः t, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2 - 4 l / min | UIP2000hdT |
| 10 - 100 litraa | 2 - 10 l / min | UIP4000hdT |
| n.a | 10 - 100 l / min | UIP16000 |
| n.a | suuremmat | klusterin UIP16000 |
Ota meihin yhteyttä! / Kysy meiltä!
Korkean tehon ultraäänihomogenisaattoreita laboratorio että lentäjä ja teollinen mittakaavassa.
Kirjallisuus / Viitteet
- Ashraf Alemi, Javad Zavar Reza, Fateme Haghiralsadat, Hossein Zarei Jaliani, Mojtaba Haghi Karamallah, Seyed Ahmad Hosseini, Somayeh Haghi Karamallah (2018): Paclitaxel and curcumin coadministration in novel cationic PEGylated niosomal formulations exhibit enhanced synergistic antitumor efficacy. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Co-delivery of hydrophilic and hydrophobic anticancer drugs using biocompatible pH-sensitive lipid-based nano-carriers for multidrug-resistant cancers. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
- Didem Ag Seleci, Muharrem Seleci, Johanna-Gabriela Walter, Frank Stahl, Thomas Scheper (2016): Niosomes as Nanoparticular Drug Carriers: Fundamentals and Recent Applications. Nanostructural Biomaterials and Applications; Journal of Nanomaterials Vol. 2016.
- C. Dufes, J.-M. Muller, W. Couet, J.-C. Olivier, I. F. Uchegbu, G.Schätzlein (2004): Anticancer drug delivery with transferrin targeted polymeric chitosan vesicles. Pharmaceutical Research, vol. 21, no. 1, pp. 101–107, 2004.
- Karim Masud Kazi, Asim Sattwa Mandal, Nikhil Biswas, Arijit Guha, Sugata Chatterjee, Mamata Behera, Ketousetuo Kuotsu (2010): Niosome: A future of targeted drug delivery systems. J Adv Pharm Technol Res. 2010 Oct-Dec; 1(4): 374–380.
- Raquel Martínez-González, Joan Estelrich, Maria Antònia Busquets (2016): Liposomes Loaded with Hydrophobic Iron Oxide Nanoparticles: Suitable T2 Contrast Agents for MRI. International Journal of Molecular Science 2016.
- M. Bragagni et al. (2014): Development and characterization of functionalized niosomes for brain targeting of dynorphin-B. European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 87, 2014. 73–79.
Tosiasiat, jotka kannattaa tietää
Niosomes vs Liposomes
Liposomit ja niosomit ovat mikroskooppisia vesikkeleitä, jotka voidaan lastata bioaktiivisilla yhdisteillä lääkkeiden toimittamiseen. Niosomes ovat samanlaisia liposomeja, mutta ne eroavat toisistaan niiden kaksikerroksinen koostumus. Vaikka liposomit ovat fosfolipidi bilayer, niosome bilayer on valmistettu nonionic pinta-aktiivisia aineita, mikä johtaa kemiallinen ero rakenteellisia yksiköitä. Tämä rakenteellinen ero antaa niosomes suurempi kemiallinen vakaus, superior ihon levinneisyys kyky, ja vähemmän epäpuhtautta.
Nisomes on eriytetty koko kolmeen pääryhmään: Pieni unimellar vesikkelit (Maastoauto) on keskimääräinen halkaisija on 10-100 nm, suuri yksiosainen vesikkelit (LUV) on keskimääräinen koko 100-3000nm, ja multilamellar vesikkelit (MLV) on ominaista enemmän kuin yksi bilayer.
"Niosomit käyttäytyvät in vivo kuin liposomit, pidentävät ansoitettujen lääkkeiden verenkiertoa ja muuttavat sen elinten jakautumista ja aineenvaihdunnan stabiilisuutta. Kuten liposomeissa, niosomejen ominaisuudet riippuvat bilayerin koostumuksesta sekä niiden tuotantomenetelmästä. On raportoitu, että intercalation kolesterolin bilayers vähentää ansaan tilavuus aikana muotoilu, ja siten ansaan tehokkuutta." (Kazi et al. 2010)
Niosomes voidaan valmistaa erilaisilla tekniikoilla, kuten ohut kalvonesteytystekniikka, ultrasonication, käänteinen vaihe haihtumismenetelmä, jäätymis-sulamismenetelmä, mikrofluidisaatio tai nestehukka. Valitsemalla sopivan valmistusmuodon, pinta-aktiivinen aine, kolesterolipitoisuus, pintalatauksen lisäaineet ja jousituspitoisuus, niosomejen koostumus, lamellariteetti, stabiilisuus ja pintalataus voidaan muotoilla tiettyjen lääkekantajavaatimusten täyttämiseksi.
Erittäin bioyhteensopivien niosomejen tuottamiseksi, joiden sytotoksisuus on erittäin vähäistä, nikoaiheuttavat valmisteiden pinta-aktiiviset aineet ovat biologisesti hajoavia, biologisesti yhteensopivia ja ei-immunogeenisia.