Niosomien ultraääniformulaatio
Niosomivesikkelit aktiivisten ainesosien nanokantajana
Niosomi on ioniton pinta-aktiivinen ainepohjainen vesikkeli, joka muodostuu enimmäkseen ionittomasta pinta-aktiivisesta aineesta ja kolesterolin sisällyttämisestä apuaineena. Niosomit ovat vakaampia kemiallista hajoamista tai hapettumista vastaan ja niillä on pitkä varastointiaika verrattuna liposomeihin. Niosomin valmistuksessa käytettyjen pinta-aktiivisten aineiden vuoksi ne ovat biohajoavia, bioyhteensopivia ja ei-immunogeenisiä. Niosomit ovat osmoottisesti aktiivisia, kemiallisesti stabiileja ja tarjoavat pidemmän säilytysajan verrattuna liposomeihin. Koosta ja lamellimaisuudesta riippuen on saatavana erilaisia valmistusmenetelmiä, kuten sonikaatio, käänteisfaasin haihdutus, ohutkalvohydratointi tai trans-membraanien pH-gradienttilääkkeen ottoprosessi. Ultraääniniosomivalmiste on edullinen tekniikka tuottaa unilamellaarisia vesikkeleitä, jotka ovat pieniä ja tasakokoisia.
Ultraääni niosomiformulaatio
Niosomien formuloimiseksi on valmistettava öljy-vedessä (o/w) -emulsio pinta-aktiivisen aineen, kolesterolin ja bioaktiivista yhdistettä eli lääkettä sisältävän vesiliuoksen orgaanisesta liuoksesta. Ultraääniemulgointi on ylivoimainen tekniikka sekoittumattomien nesteiden, kuten öljyn ja veden, sekoittamiseen. Leikkaamalla molempien faasien pisarat ja rikkomalla ne nanokokoon, saadaan nanoemulsio. Tämän jälkeen orgaaninen liuotin haihdutetaan, jolloin niosomit on ladattu terapeuttisilla aineilla, jotka dispergoidaan vesifaasiin. Mekaaniseen sekoittamiseen verrattuna ultraääniniosomin formulaatiotekniikka on erinomainen muodostamalla niosomit, joilla on pienempi keskimääräinen ulottuvuus ja pienempi polydispersiteetti-indeksi nopeassa prosessissa. Pienempien vesikkelien käyttö on yleensä suositeltavaa, kun otetaan huomioon, että ne pyrkivät välttämään kehon puhdistumamekanismeja paremmin kuin suuremmat hiukkaset ja pysyvät pidempään verenkierrossa. (vrt. Bragagni et al. 2014)
- unilamellaariset, pienet, yhtenäiset vesikkelit
- yksinkertainen ja nopea prosessi
- Toistettavissa
- tarkasti hallittavissa
- Turvallinen
- helposti skaalautuva
Ultraääni Niosomin valmistusprotokollat
Niosomiformulaatiota, jossa käytetään sonikaatiota, on tutkittu laajasti siten, että saatavilla on lukuisia tieteellisesti validoituja protokollia ultraääniniosomin tuotantoon.
Alla on lyhyt katsaus muutamiin formulaatioprotokolliin, jotka valmistavat ja lataavat niosomeja sonikaatiolla.
Niosomit, jotka on ladattu Withania somnifera -uutteilla
(2017) formuloivat Withania somnifera -raakauutteen niosomeiksi, jotka on tarkoitettu paikalliseen käyttöön. Bioaktiiviset yhdisteet kapseloitiin liuotininjektiolla. Siksi orgaanisia ja vesifaaseja sekoitettiin jatkuvasti magneettisesti, ja lämpötila pidettiin 60 °C:ssa ± 2 °C:ssa, kunnes orgaaninen liuotin ajettiin pois. Tuloksena oleva formulaatio jäähdytettiin ja sonikoitiin jäällä Hielscher UP200ST sonicatorilla. Niosomien keskimääräiset koot vaihtelivat noin 165,9 ± 9,4 ja niillä oli korkea intraptiotehokkuus (EE%) withanolidi A:sta.
Doksorubisiinilla ladatut niosomit
Syöpälääkkeellä doksorubisiinilla ladatut N-palmitoyyliglukosamiininiosomit (Glu) valmistettiin ravistamalla NPG: n (16 mg), Span 60: n (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, jota seurasi koettimen sonikaatio 10 minuutin ajan (75% max).
Palmitoyyliglykolikitosaanin (GCP) vesikkelit valmistettiin aiemmin kuvatulla tavalla (11) koettelemalla glykolikitosaania (10 mg) ja kolesterolia (4 mg) doksorubisiiniliuoksessa (1,5 mg/ml). (Dufes ym. 2004)
UP400St – 400W ultraäänilaite nanokantajien, kuten niosomien, formulointiin
Vaihtoehtoiset niosomin valmistusmenetelmät
Vaihtoehtoiset niosomin formulaatiomenetelmät, kuten käänteisfaasihaihdutustekniikka tai trans-membraanin pH-gradienttilääkkeen ottoprosessi, sisältävät ultraäänienergian käytön. Molempia tekniikoita käytetään pääasiassa multilamellaaristen vesikkelien (MLV) formuloimiseen. Alla on lyhyt kuvaus molemmista tekniikoista ja sonikaatiovaiheesta.
Sonikaatio niosomivalmisteessa käänteisfaasin haihduttamisen kautta
Käänteisfaasihaihdutusmenetelmässä (REV) niosomaalisen formulaation komponentit liuotetaan eetterin ja kloroformin seokseen ja lisätään vesifaasiin, joka sisältää lääkkeen. Ultraääniemulgointia käytetään seoksen muuttamiseksi hienokokoiseksi emulsioksi. Tämän jälkeen orgaaninen faasi haihdutetaan. Orgaanisen liuottimen haihduttamisen aikana saatu niosomi on suurikokoisia unilamellaarisia vesikkeleitä.
Trans-membraanien pH-gradienttilääkkeen ottoprosessi
Trans-membraanin pH-gradientin (happaman sisällä) lääkkeen ottoprosessissa (etäkuormituksella) pinta-aktiivinen aine ja kolesteroli liuotetaan kloroformiin. Tämän jälkeen liuotin haihdutetaan tyhjiössä, jotta pyöreäpohjaisen pullon seinämään saadaan ohut kalvo. Kalvo hydratoidaan 300 mM sitruunahapolla (pH 4,0) pyörrettämällä suspensio. Multilamellaariset vesikkelit jäädytetään ja sulatetaan kolme kertaa ja sen jälkeen sonikoidaan koetintyyppisellä ultraäänilaitteella. Tähän niosomaalisuspensioon lisätään vesiliuos, joka sisältää 10 mg/ml lääkeainetta ja pyörretään. Näytteen pH nostetaan sitten pH:hon 7,0-7,2 1M dinatriumfosfaatilla. Sitten seosta kuumennetaan 60 °C:seen 10 minuutiksi. Tämä tekniikka tuottaa multilamellaarisia vesikkeleitä. (vrt. Kazi et al. 2010)
Niosomien ultraäänikoon pienentäminen
Niosomit ovat yleensä kokoalueella 10 nm - 1000 nm. Valmistustekniikasta riippuen niosomit ovat usein suhteellisen suurikokoisia ja pyrkivät muodostamaan aggregaatteja. Erityiset niosomikoot ovat kuitenkin tärkeä tekijä kohdennetun toimitusjärjestelmän tyypissä. Esimerkiksi hyvin pieni niosomikoko nanometrialueella soveltuu parhaiten systeemiseen lääkkeen annosteluun, jossa lääke on toimitettava solukalvojen läpi päästäkseen solun kohdekohtaan, kun taas suurempia niosomia suositellaan lihaksensisäiseen ja ontelonsisäiseen lääkkeen annosteluun tai oftalmiseen sovellukseen. Niosomien ultraäänikoon pienentäminen on yleinen askel erittäin voimakkaiden niosomien valmistuksessa. Ultraäänileikkausvoimat deagglomeroituvat ja hajottavat niosomit monodispergoituihin nano-niosomeihin.
Protokolla – LipoNiosomien ultraäänikoon pienentäminen
(2017) muotoilivat bioyhteensopivia lipoNiosomia (niosomin ja liposomin yhdistelmä), jotka sisältävät Tween 60: kolesterolia: DPPC (55: 30: 15: 3) 3% DSPE-mPEG: llä. Valmistettujen lipoNiosomien koon pienentämiseksi hydraation jälkeen ne sonikoivat suspensiota 45 minuutin ajan (15 sekuntia päälle ja 10 sekuntia pois, amplitudi 70% 100 watissa) hiukkasten aggregaation minimoimiseksi ultraäänihomogenisaattorilla UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Saksa). pH-gradienttimenetelmää varten CUR:n, pinta-aktiivisten aineiden ja lipidien kuivatut kalvot hydratoidaan 1300 ml:lla ammoniumsulfaattia (pH 1⁄4 4) 63 °C:ssa 47 minuutin ajan. Sitten nanohiukkaset sonikoitiin jäähauteen yli pienten vesikkelien tuottamiseksi.
Ultraäänilaitteet niosomin valmistukseen
Hielscher Ultrasonic on pitkäaikainen kokemus korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreiden suunnittelusta, valmistuksesta, jakelusta ja palvelusta lääke-, elintarvike- ja kosmetiikkateollisuudelle.
Korkealaatuisten niosomien, liposomien, kiinteiden lipidien nanohiukkasten, polymeeristen nanohiukkasten, syklodekstriinikompleksien ja muiden nanorakenteisten lääkeaineiden kantajien valmistus ovat prosesseja, joissa Hielscherin ultraäänijärjestelmät ovat erinomaisia korkean luotettavuutensa, tasaisen tehontuottonsa ja tarkan hallittavuutensa ansiosta. Hielscher-ultraääniastiat mahdollistavat kaikkien prosessiparametrien, kuten amplitudin, lämpötilan, paineen ja sonikaatioenergian, tarkan hallinnan. Älykäs ohjelmisto protokollaa automaattisesti kaikki sonikaatioparametrit (aika, päivämäärä, amplitudi, nettoenergia, kokonaisenergia, lämpötila, paine) sisäänrakennetulle SD-kortille.
Hielscherin ultraäänilaitteiden kestävyys mahdollistaa 24/7 toiminnan raskaassa käytössä ja vaativissa ympäristöissä.
Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:
| Erän tilavuus | Virtausnopeus | Suositellut laitteet |
|---|---|---|
| 1 - 500 ml | 10 - 200 ml / min | UP100H |
| 10 - 2000ml | 20–400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 - 20L | 0.2–4 l/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 - 10L / min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10-100L / min | UIP16000 |
| n.a. | suurempi | klusteri UIP16000 |
Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!
Suuritehoiset ultraäänihomogenisaattorit alkaen laboratorio jotta lentäjä ja teollinen mittakaava.
Kirjallisuus/viitteet
- Chinembiri T.N., Gerber M., du Plessis L.H., du Preez J.L., Hamman J.H., du Plessis J. (2017): Withania somnifera -raakauutteiden paikallinen annostelu niosomissa ja kiinteissä lipidien nanohiukkasissa. Pharmacognosy Magazine 2017 lokakuu; 13 (liite 3):S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): Pinta-aktiivisen aineen tyypin, kolesterolipitoisuuden ja erilaisten pienentämismenetelmien vaikutus niosomien hiukkaskokoon. Iranin farmaseuttisen tutkimuksen lehti 2018; 17 (liite 2): 1-11.
- Ashraf Alemi, Javad Zavar Reza, Fateme Haghiralsadat, Hossein Zarei Jaliani, Mojtaba Haghi Karamallah, Seyed Ahmad Hosseini, Somayeh Haghi Karamallah (2018): Paklitakselin ja kurkumiinin samanaikainen käyttö uusissa kationisissa PEGyloiduissa niosomaalisissa formulaatioissa osoittaa parannettua synergististä kasvainvastaista tehoa. J Nanobiotekniikka (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Hydrofiilisten ja hydrofobisten syöpälääkkeiden yhteistoimitus käyttämällä bioyhteensopivia pH-herkkiä lipidipohjaisia nanokantajia monilääkeresistentteihin syöpiin. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
Faktoja, jotka kannattaa tietää
Niosomit vs liposomit
Liposomit ja niosomit ovat mikroskooppisia vesikkeleitä, jotka voidaan ladata bioaktiivisilla yhdisteillä lääkkeen toimittamiseksi. Niosomit ovat samanlaisia kuin liposomit, mutta ne eroavat kaksikerroksisesta koostumuksestaan. Vaikka liposomeilla on fosfolipidikaksikerros, niosomikaksikerros on valmistettu ionittomista pinta-aktiivisista aineista, mikä johtaa kemialliseen eroon rakenneyksiköissä. Tämä rakenteellinen ero antaa niosomeille suuremman kemiallisen stabiilin, erinomaisen ihon tunkeutumiskyvyn ja vähemmän epäpuhtauksia.
Niosomit jakautuvat koon mukaan kolmeen pääryhmään: pienten unilamellaaristen rakkuloiden (SUV) keskimääräinen halkaisija on 10–100 nm, suurten unilamellaaristen rakkuloiden (LUV) keskikoko on 100–3000 nm ja multilamellaaristen rakkuloiden (MLV) tyypillinen useampi kuin yksi kaksikerros.
"Niosomit käyttäytyvät in vivo kuin liposomit, pidentäen loukkuun jääneen lääkkeen verenkiertoa ja muuttaen sen elinten jakautumista ja aineenvaihdunnan vakautta. Kuten liposomien kohdalla, niosomien ominaisuudet riippuvat kaksikerroksisen kerroksen koostumuksesta ja niiden valmistusmenetelmästä. On raportoitu, että kolesterolin interkalaatio kaksikerroksisissa vähentää loukkuun jäämisen tilavuutta formuloinnin aikana ja siten vangitsemistehokkuutta. (Kazi ym. 2010)
Niosomit voidaan valmistaa erilaisilla tekniikoilla, kuten ohutkalvohydratointitekniikalla, ultraäänellä, käänteisfaasihaihdutusmenetelmällä, jäädytys-sulatusmenetelmällä, mikrofluidisaatiolla tai dehydraation rehydraatiomenetelmällä. Valitsemalla sopiva valmistusmuoto, pinta-aktiivinen aine, kolesterolipitoisuus, pintavarauksen lisäaineet ja suspensiopitoisuus niosomien koostumus, lamellisuus, stabiilisuus ja pintavaraus voidaan muotoilla täyttämään erityiset lääkeainevaatimukset.
Jotta voitaisiin tuottaa erittäin bioyhteensopivia niosomit, joilla on hyvin alhainen sytotoksisuus, niosomivalmisteessa käytettävien pinta-aktiivisten aineiden on oltava biologisesti hajoavia, biologisesti yhteensopivia ja ei-immunogeenisiä.