Hielscher Ultrasonics
Keskustelemme mielellämme prosessistasi.
Soita meille: +49 3328 437-420
Lähetä meille sähköpostia: info@hielscher.com

Nanohiukkasten ultraäänikäsittely lääkkeille

Koetintyyppisillä sonikaattoreilla on ratkaiseva rooli farmaseuttisessa tutkimuksessa ja valmistuksessa tarjoamalla tehokas ja hallittu keino hiukkaskoon pienentämiseksi, solujen häiriöiksi ja homogenisoimiseksi. Sonikaattorit käyttävät ultraääniaaltoja kavitaation tuottamiseen, mikä johtaa mikroskooppisten kuplien muodostumiseen ja romahtamiseen. Tämä ilmiö tuottaa voimakkaita leikkausvoimia ja iskuaaltoja, hajottaen tehokkaasti hiukkasia tai häiritsemällä soluja.

Seuraavassa on joitakin keskeisiä näkökohtia koetintyyppisten sonikaattoreiden käytöstä farmaseuttisissa sovelluksissa:

  • Hiukkaskoon pienentäminen: Koettimen sonikaattoreita käytetään vähentämään aktiivisten farmaseuttisten aineiden (API) tai muiden yhdisteiden hiukkaskokoa. Pieni ja yhtenäinen hiukkaskoko on elintärkeä biologisen hyötyosuuden, liukenemisnopeuden ja farmaseuttisten formulaatioiden yleisen tehokkuuden parantamiseksi.
  • Solun häiriöt: Biofarmaseuttisessa tutkimuksessa koettimen sonikaattoreita käytetään solujen häiriöihin solunsisäisten komponenttien vapauttamiseksi. Tämä on erityisen tärkeää proteiinien, entsyymien ja muiden biomolekyylien uuttamiseksi mikrobisoluista tai viljellyistä nisäkässoluista.
  • Homogenisointi: Farmaseuttisten formulaatioiden homogenointi on välttämätöntä ainesosien tasaisen jakautumisen varmistamiseksi. Koettimen sonikaattorit auttavat saavuttamaan homogeenisuuden hajottamalla agglomeraatit ja hajottamalla komponentit tasaisesti.
  • Nanoemulsion ja liposomin muodostuminen: Sonikaatiota käytetään stabiilien nanoemulsioiden ja liposomien luomiseen farmaseuttisissa formulaatioissa. Näitä nanomittakaavan annostelujärjestelmiä käytetään lääkkeiden toimittamiseen liukoisuuden ja biologisen hyötyosuuden parantamiseksi.
  • Laadunvalvonta ja prosessien optimointi: Sonikaatio on arvokas työkalu lääkkeiden valmistuksen laadunvalvontaan. Se auttaa optimoimaan prosesseja varmistamalla johdonmukaisen hiukkaskokojakauman ja homogeenisuuden, mikä edistää erien toistettavuutta.
  • Huumeiden muotoilu ja kehittäminen: Lääkkeen muotoilun ja kehityksen aikana koettimen sonikaattoreita käytetään stabiilien suspensioiden, emulsioiden tai dispersioiden valmistamiseen. Tämä on ratkaisevan tärkeää suunniteltaessa farmaseuttisia tuotteita, joilla on halutut fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.

Tietopyyntö







Ultraäänellä kiihtynyt reaktori peptidisynteesin parantamiseksi.

Ultraäänellä kiihtynyt reaktori parempaan ja nopeutettuun synteesiin. Kuvassa on ultraäänilaite UP200St sekoitetussa lasireaktorissa.

Nanomateriaalit lääkkeissä

Ultraääniteknologioilla on keskeinen rooli nanomateriaalien valmistuksessa, käsittelyssä ja funktionalisoinnissa farmaseuttisessa tutkimuksessa ja valmistuksessa. Suuritehoisen ultraäänen voimakkaat vaikutukset, mukaan lukien akustinen kavitaatio, edistävät agglomeraattien hajottamista, hiukkasten hajottamista ja emulgoivia nanopisaroita. Hielscherin korkean suorituskyvyn sonikaattorit tarjoavat luotettavan ja tehokkaan ratkaisun farmaseuttisiin standardeihin, mikä takaa turvallisen tuotannon ja helpottaa laajentamista ilman ylimääräisiä optimointitoimia.

Nanomateriaalien käsittely

Nanomateriaalit, erityisesti nanohiukkaset, ovat mullistaneet lääkkeiden annostelun lääkkeissä tarjoamalla todistetun menetelmän aktiivisten aineiden antamiseen suun kautta tai injektiona. Tämä tekniikka parantaa lääkkeiden annostelun ja annostelun tehokkuutta ja avaa uusia väyliä lääketieteellisille hoidoille. Kyky toimittaa lääkkeitä, lämpöä tai muita vaikuttavia aineita suoraan tiettyihin soluihin, erityisesti sairaisiin soluihin, merkitsee merkittävää edistystä.

Syöpähoidossa nanoformuloidut lääkkeet ovat osoittaneet lupaavia tuloksia, hyödyntäen nanokokoisten hiukkasten etua suurten lääkeannosten toimittamiseksi suoraan kasvainsoluihin, maksimoimalla terapeuttiset vaikutukset ja minimoimalla sivuvaikutukset muihin elimiin. Nanomittakaavan koko sallii näiden hiukkasten kulkea soluseinien ja kalvojen läpi vapauttaen aktiivisia aineita tarkasti kohdesoluissa.

Nanomateriaalien, jotka määritellään hiukkasiksi, joiden mitat ovat alle 100 nm, käsittely aiheuttaa haasteita, jotka vaativat suurempia ponnisteluja. Ultraäänikavitaatio on vakiintunut tekniikka nanomateriaalien deagglomerointiin ja dispergointiin. Hiilinanoputkilla (CNT), erityisesti moniseinäisillä hiilinanoputkilla (MWCNT) ja yksiseinäisillä hiilinanoputkilla (SWCNT), on ainutlaatuisia ominaisuuksia, jotka tarjoavat suuren sisätilavuuden lääkemolekyylien kapselointiin ja erilliset pinnat funktionalisointiin.
 

Sonokemiallisesti valmistetut yksiseinäiset hiilinanoputket (SWNT / SWCNT)

SWCNT: n sonokemiallinen tuotanto. Piidioksidijauhetta ferroseeni-ksyleeniseoksen liuoksessa on sonikoitu 20 minuutin ajan huoneenlämpötilassa ja ympäristön paineessa. Sonikaatio tuottaa erittäin puhtaita SWCNTS: itä piidioksidijauheen pinnalle. (Jeong ym. 2004)

 

Funktionalisoiduilla hiilinanoputkilla (f-CNT) on ratkaiseva rooli liukoisuuden parantamisessa, kasvaimen tehokkaan kohdistamisessa ja sytotoksisuuden välttämisessä. Ultraäänitekniikat helpottavat niiden tuotantoa ja funktionalisointia, kuten sonokemiallinen menetelmä erittäin puhtaille SWCNT: ille. Lisäksi f-CNT: t voivat toimia rokotteiden jakelujärjestelminä, jotka yhdistävät antigeenit hiilinanoputkiin spesifisten vasta-ainevasteiden aikaansaamiseksi.
Piidioksidista, titaniasta tai alumiinioksidista peräisin olevat keraamiset nanohiukkaset esittävät huokoisia pintoja, mikä tekee niistä ihanteellisia lääkeaineita. Ultraäänisynteesi ja nanohiukkasten saostuminen sonokemiaa hyödyntäen tarjoavat alhaalta ylöspäin suuntautuvan lähestymistavan nanokokoisten yhdisteiden valmistukseen. Prosessi tehostaa massansiirtoa, mikä johtaa pienempiin hiukkaskokoihin ja suurempaan tasaisuuteen

Nanohiukkasten ultraäänisynteesi ja saostuminen

Ultrasonicationilla on tärkeä rooli nanohiukkasten funktionalisoinnissa. Tekniikka hajottaa tehokkaasti hiukkasten ympärillä olevat rajakerrokset, jolloin uudet funktionaaliset ryhmät pääsevät hiukkasten pinnalle. Esimerkiksi yksiseinäisten hiilinanoputkien (SWCNT) ultraäänifunktionalisointi PL-PEG-fragmenteilla häiritsee epäspesifistä solujen ottoa ja edistää samalla spesifistä solujen ottoa kohdennettuihin sovelluksiin.

Ultraäänihomogenisaattorit mahdollistavat nanomateriaalien tehokkaan dispergointia, deagglomeraatiota ja funktionalisointia.

Hielscherin laboratorion sonikaattori UP50H pienten määrien sonikointiin, esimerkiksi MWNT: iden dispergointiin.

Jotta saadaan nanohiukkasia, joilla on erityisiä ominaisuuksia ja toimintoja, hiukkasten pintaa on muutettava. Erilaisia nanosysteemejä, kuten polymeerisiä nanohiukkasia, liposomeja, dendrimeerejä, hiilinanoputkia, kvanttipisteitä jne., Voidaan onnistuneesti funktionalisoida tehokkaaseen käyttöön farmaseuttisissa tuotteissa.

Käytännön esimerkki ultraäänihiukkasten fuktionalisoinnista:

(2009) osoitti, että yksiseinäisten hiilinanoputkien (SWNT) dispersio ultraäänellä fosfolipidi-polyetyleeniglykolilla (PL-PEG) hajottaa sen, mikä häiritsee sen kykyä estää solujen epäspesifinen otto. Fragmentoimaton PL-PEG edistää kuitenkin kohdennettujen SWNT:iden spesifistä soluunottoa kahteen erilliseen syöpäsolujen ilmentämään reseptoriluokkaan. Ultraäänikäsittely PL-PEG: n läsnä ollessa on yleinen menetelmä, jota käytetään hiilinanoputkien hajottamiseen tai funktionalisoimiseen, ja PEG: n eheys on tärkeä ligandifunktionalisoitujen nanoputkien spesifisen soluoton edistämiseksi. Koska pirstoutuminen on todennäköinen seuraus ultrasonicationista, tekniikasta, jota käytetään yleisesti SWNT: iden hajottamiseen, tämä saattaa olla huolenaihe tietyille sovelluksille, kuten lääkkeiden toimittamiselle.
 

Sonikaatio on erittäin tehokas menetelmä nanohiukkasten muokkaamiseksi ja funktionalisoimiseksi

SWCNT: n ultraäänidispersio PL-PEG: llä (Zeineldin et ai., 2009)

 

Ultraääniliposomin muodostuminen

Toinen onnistunut ultraäänen käyttö on liposomien ja nano-liposomien valmistus. Liposomipohjaisilla lääke- ja geeninsiirtojärjestelmillä on merkittävä rooli moninaisissa hoidoissa, mutta myös kosmetiikassa ja ravitsemuksessa. Liposomit ovat hyviä kantajia, koska vesiliukoiset aktiiviset aineet voidaan sijoittaa liposomien vesikeskukseen tai, jos aine on rasvaliukoinen, lipidikerrokseen. Liposomit voidaan muodostaa käyttämällä ultraääniä. Liposomivalmisteen perusmateriaali on amfiilimolekyylejä, jotka on johdettu tai perustuvat biologisiin kalvolipideihin. Pienten unilamellaaristen vesikkelien (SUV) muodostamiseksi lipididispersio sonikoidaan varovasti – esimerkiksi kädessä pidettävällä ultraäänilaitteella UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter tai ultraäänikuppi-sarvi . Tällaisen ultraäänihoidon kesto kestää noin 5 – 15 minuuttia. Toinen menetelmä pienten unilamellaaristen vesikkelien tuottamiseksi on monilamellimaisten vesikkelien liposomien sonikaatio.
(2010) raportoi transferosomien saamisesta sonikoimalla MLV: itä huoneenlämpötilassa.
Hielscher Ultrasonics tarjoaa erilaisia ultraäänilaitteita, sonotrodeja ja lisävarusteita kaikenlaisten prosessien vaatimusten täyttämiseksi.
Lue lisää ultraäänellä uutetusta ja kapseloidusta Aloe vera -uutteesta!

Aineiden ultraäänikapselointi liposomeihin

Liposomit toimivat aktiivisten aineiden kantajina. Ultraääni on tehokas työkalu liposomien valmistamiseksi ja muodostamiseksi aktiivisten aineiden vangitsemiseksi. Ennen kapselointia liposomit pyrkivät muodostamaan klustereita fosfolipidipolaaristen päiden pintavarauksen ja varauksen vuorovaikutuksen vuoksi (Míckova et ai., 2008), lisäksi ne on avattava. (2003) kuvaavat esimerkiksi biotiinijauheen kapselointia liposomeihin ultraäänellä. Koska biotiinijauhe lisättiin vesikkelisuspensioliuokseen, liuosta on sonikoitu noin 1 tunti. Tämän käsittelyn jälkeen biotiini juuttui liposomeihin.

Liposomaaliset emulsiot

Kosteuttavien tai ikääntymistä estävien cremien, voiteiden, geelien ja muiden kosmeseuttisten formulaatioiden hoitavan vaikutuksen parantamiseksi liposomaalisiin dispersioihin lisätään emulgointiainetta suurempien lipidimäärien stabiloimiseksi. Mutta tutkimukset olivat osoittaneet, että liposomien kyky on yleensä rajallinen. Emulgointiaineita lisäämällä tämä vaikutus ilmenee aikaisemmin ja lisäemulgointiaineet heikentävät fosfatidyylikoliinin esteaffiniteettia. Nanohiukkaset – koostuu fosfatidyylikoliinista ja lipideistä - ovat vastaus tähän ongelmaan. Nämä nanohiukkaset muodostuvat öljypisarasta, jota peittää fosfatidyylikoliinin yksikerros. Nanohiukkasten käyttö mahdollistaa formulaatiot, jotka kykenevät absorboimaan enemmän lipidejä ja pysymään stabiileina, joten lisäemulgointiaineita ei tarvita.
Ultrasonication on todistettu menetelmä nanoemulsioiden ja nanodispersioiden tuottamiseksi. Erittäin intensiivinen ultraääni tuottaa tehon, joka tarvitaan nestefaasin (dispergoidun faasin) hajottamiseen pieniin pisaroihin toisessa vaiheessa (jatkuva vaihe). Dispergointivyöhykkeellä luhistuvat kavitaatiokuplat aiheuttavat voimakkaita iskuaaltoja ympäröivässä nesteessä ja johtavat nestemäisten suihkujen muodostumiseen, joilla on suuri nestenopeus. Dispergointifaasin äskettäin muodostuneiden pisaroiden stabiloimiseksi koalesenssia vastaan emulsioon lisätään emulgointiaineita (pinta-aktiivisia aineita, pinta-aktiivisia aineita) ja stabilointiaineita. Koska pisaroiden yhteensulautuminen häiriön jälkeen vaikuttaa lopulliseen pisarakokojakaumaan, käytetään tehokkaasti stabiloivia emulgointiaineita pitämään lopullinen pisarakokojakauma tasolla, joka on yhtä suuri kuin jakauma välittömästi pisaran häiriön jälkeen ultraäänidispergointivyöhykkeellä.

liposomaaliset dispersiot

Liposomaaliset dispersiot, jotka perustuvat tyydyttymättömään fosfatidyyliklooriin, eivät ole stabiileja hapettumista vastaan. Dispersion stabilointi voidaan saavuttaa antioksidanteilla, kuten C- ja E-vitamiinikompleksilla.
(2002) saavutti tutkimuksessaan Anethum graveolens eteerisen öljyn ultraäänivalmistuksesta liposomeissa hyviä tuloksia. Sonikoinnin jälkeen liposomien ulottuvuus oli välillä 70-150 nm ja MLV: n välillä 230-475 nm; nämä arvot olivat suunnilleen vakioita myös 2 kuukauden kuluttua, mutta lakkasivat 12 kuukauden kuluttua, erityisesti SUV-dispersiossa (ks. histogrammit alla). Stabiilisuusmittaus, joka koski eteerisen öljyn hävikkiä ja kokojakaumaa, osoitti myös, että liposomaaliset dispersiot säilyttivät haihtuvan öljyn pitoisuuden. Tämä viittaa siihen, että eteerisen öljyn juuttuminen liposomeihin lisäsi öljyn stabiilisuutta.
 

Ultraäänellä valmistetuilla monilamellimaisilla vesikkeleillä (MLV) ja yksittäisillä yksilamellimaisilla vesikkeleillä (SUV) on hyvä stabiilisuus eteerisen öljyn häviön ja hiukkaskokojakauman suhteen.

MLV- ja maastoautojen dispersioiden vakaus 1 vuoden kuluttua. Liposomaalisia formulaatioita säilytettiin 4±1 ºC: ssa.
(Tutkimus ja grafiikka: ©Ortan et al., 2009):

 
Klikkaa tästä lukeaksesi lisää ultraääniliposomivalmisteesta!

Korkean suorituskyvyn sonikaattorit farmaseuttiseen tutkimukseen ja valmistukseen

Hielscher Ultrasonics on laadukkaiden, korkean suorituskyvyn sonikaattoreiden huipputoimittaja lääkkeiden tutkimukseen ja valmistukseen. Laitteet, joiden teho on 50 wattia - 16 000 wattia, mahdollistavat oikean ultraääniprosessorin löytämisen jokaiselle tilavuudelle ja jokaiselle prosessille. Korkean suorituskyvyn, luotettavuuden, kestävyyden ja helpon käytön ansiosta ultraäänikäsittely on olennainen tekniikka nanomateriaalien valmistuksessa ja käsittelyssä. CIP: llä (clean-in-place) ja SIP: llä (sterilointi-in-place) varustetut Hielscher-sonikaattorit takaavat turvallisen ja tehokkaan tuotannon farmaseuttisten standardien mukaisesti. Kaikki erityiset ultraääniprosessit voidaan helposti testata laboratoriossa tai penkki-top-mittakaavassa. Näiden kokeiden tulokset ovat täysin toistettavissa, joten seuraava skaalaus on lineaarisesti ja se voidaan helposti tehdä ilman prosessin optimointiin liittyviä lisäponnisteluja.

Miksi Hielscher Ultrasonics?

  • korkea hyötysuhde
  • Uusinta teknologiaa
  • luotettavuus & rotevuus
  • säädettävä, tarkka prosessinohjaus
  • erä & Inline
  • mille tahansa tilavuudelle
  • Älykäs ohjelmisto
  • älykkäät ominaisuudet (esim. ohjelmoitava, dataprotokolla, kaukosäädin)
  • Helppo ja turvallinen käyttää
  • vähän huoltoa vaativa
  • CIP (puhdas paikan päällä)

Hielscher Sonicators: suunnittelu, valmistus ja konsultointi – Laatu valmistettu Saksassa

Hielscher-ultraääniastiat ovat tunnettuja korkeimmista laatu- ja suunnittelustandardeistaan. Kestävyys ja helppokäyttöisyys mahdollistavat ultraäänilaitteidemme sujuvan integroinnin teollisuuslaitoksiin. Hielscher-ultraäänilaitteet käsittelevät helposti karkeita olosuhteita ja vaativia ympäristöjä.

Hielscher Ultrasonics on ISO-sertifioitu yritys ja painottaa erityisesti korkean suorituskyvyn ultraäänilaitteita, joissa on huipputeknologia ja käyttäjäystävällisyys. Tietenkin, Hielscher-ultraäänilaitteet ovat CE-yhteensopivia ja täyttävät UL: n, CSA: n ja RoHs: n vaatimukset.

Alla oleva taulukko antaa sinulle viitteitä ultraäänilaitteidemme likimääräisestä käsittelykapasiteetista:

Erän tilavuus Virtausnopeus Suositellut laitteet
0.5 - 1.5 ml n.a. VialTweeter
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
15-150L 3 - 15L / min UIP6000hdT
n.a. 10-100L / min UIP16000
n.a. suurempi klusteri UIP16000

Ota yhteyttä! / Kysy meiltä!

Kysy lisää

Käytä alla olevaa lomaketta pyytääksesi lisätietoja ultraääniprosessoreista, sovelluksista ja hinnasta. Olemme iloisia voidessamme keskustella farmaseuttisesta prosessistasi kanssasi ja tarjota sinulle vaatimukset täyttävän sonikaattorin!












Ultraääniuuttoasetukset: Koetintyyppinen ultraäänilaite UIP2000hdT (2000 wattia) farmaseuttisessa ruostumattomasta teräksestä valmistetussa reaktorissa.

Ultraääniprosessin asetukset: Koetintyyppinen ultraäänilaite UIP2000hdT (2000 wattia) lääkelaatuisessa ruostumattomasta teräksestä valmistetussa reaktorissa.



Kirjallisuus/viitteet

     

    Ultraääni on innovatiivinen tekniikka, jota käytetään menestyksekkäästi sonokemialliseen synteesiin, deagglomeraatioon, dispersioon, emulgointiin, funktionalisointiin ja hiukkasten aktivointiin. Erityisesti nanoteknologiassa ultrasonication on olennainen tekniikka nanokokoisten materiaalien synteesi- ja käsittelytarkoituksiin. Koska nanoteknologia on saavuttanut tämän erinomaisen tieteellisen kiinnostuksen, nanokokoisia hiukkasia käytetään poikkeuksellisen monilla tieteen ja teollisuuden aloilla. Myös lääketeollisuus on havainnut tämän joustavan ja vaihtelevan materiaalin suuren potentiaalin. Näin ollen nanohiukkaset ovat mukana erilaisissa lääketeollisuuden toiminnallisissa sovelluksissa, joihin kuuluvat:

    • huumeiden toimitus (kantaja)
    • Diagnostiset tuotteet
    • Tuotteen pakkaus
    • Biomarkkerin löytö
Ultraääni-korkean leikkauksen homogenisaattoreita käytetään laboratorio-, penkki-, pilotti- ja teollisessa käsittelyssä.

Hielscher Ultrasonics valmistaa korkean suorituskyvyn ultraäänihomogenisaattoreita sekoitussovelluksiin, dispersioon, emulgointiin ja uuttamiseen laboratorio-, pilotti- ja teollisessa mittakaavassa.

Keskustelemme mielellämme prosessistasi.

Let's get in contact.