Hielscher Ultrasound Technology

Ultrasonic paggamot ng Nanoparticles para sa mga parmasyutiko

Ultratunog ay isang makabagong teknolohiya na matagumpay ay ginagamit para sa mga sonochemical Synthesis, Deagglomeration, pagkakawatak-watak, Sa pamamagitan ng ultratunog, functionalization at pagpapaaktibo ng mga partikulo. Lalo na sa nanotechnology, ay ang Ultrasound ang isang mahalagang pamamaraan para sa mga layunin ng synthesis at pagproseso ng nano ang laki ng mga materyales. Dahil nagkaroon ng nanotechnology ang interes sa outstanding na pang-agham, nano ang laki particle ay nagagamit sa pambihira maraming siyentipiko at industriyal na mga patlang. Pharma branch ay may natuklasan ang mataas na potensyal ng nababaluktot at variable na materyales, masyadong. Dahil dito, nanoparticles ay sangkot sa iba 't ibang mga aplikasyon ng functional sa pharmaceutical industry, kabilang dito ang:

  • Drug paghahatid (carrier)
  • mga diagnostic produkto
  • packaging ng produkto
  • pagkakatuklas ng biomarker

Nanomaterials sa mga parmasyutiko

Lalo na, ang drug paghahatid sa pamamagitan ng nanoparticles ay mayroon isang subok na paraan para sa paghahatid ng mga aktibong ahente na kung saan ay ibinibigay bago ang oral o sa pamamagitan ng iniksyon. (Bawa 2008) Binalangkas ng nano droga ay dosed at mas mahusay na binuksan ng mga bagong teknik ang ganap na nobelang paraan ng panggagamot na ibinigay. Ang mataas na potensyal na teknolohiya ay tumutulong sa paghahatid ng mga droga, init, o iba pang aktibong sangkap sa partikular na selula, i.e. sira na mga cell. Pamamagitan ng ito direktang drug paghahatid, malusog na mga selula ay untroubled ng mga epekto ng bawal na gamot. Isang larangan, na binalangkas ng nano droga na ipakita ang kanilang promising resulta ay ang kanser na therapy. Sa cancer therapy ay ito ang malaking bentahe ng laki ng nano sangkap na mataas na doses ng mga molecule ng gamot ay maaaring maihatid direkta na ng tumor cells para sa maximum na epekto habang magpapataas sa iba pang bahagi ng katawan. (Liu et al.2008) Samantalahin na ito ay resulta sa nano-laki ng na mga partikulo ay nangyari ng mga cell pader at membranes at pakawalan ang aktibong ahente ng gamot direkta sa mga naka-target na mga cell.

Iproseso ang mga Nanomaterials

Tulad ng nanomaterials ay tinukoy bilang ang mga partikulo sa isang dimensiyon na ito wala pang 100nm ito ay nangangahulugan na ang produksyon at pagpoproseso ng mga sangkap na ito ay nangangailangan ng mas mataas na mga pagsisikap.
Sa anyo at i-proseso nanoparticles, agglomerates dapat bagbag at bonding pwersa upang ay nadaig. Ultrasonic cavitation ay isang bantog na teknolohiya upang deagglomerate at itataboy ng mga nanomaterials. Ang pagkakaiba-iba ng mga nanomaterials at mga form ay nagbubukas ng Makapupung pagbabago para sa mga pharmaceutical na pananaliksik. carbon nanotubes (CNTs) ay may isang malaking dami ng panloob na nagpapahintulot sa iba pang mga molecule ng gamot upang maging encapsulated, at sila ay magkakaroon ng magkaibang panloob at panlabas na rabaw para sa functionalization. (Hilder et al. 2008) Pamamagitan na, CNTs ay makapagdadala ng iba 't ibang molecules tulad ng aktibong ahente, DNA, protina, peptides, target ng mga ligands at kung anu-ano pa sa selula. CNTs ay kinikilala bilang ang quintessential nanomaterials at nakuha ang status ng isa ng ang karamihan sa mga aktibong larangan ng nanoscience at nanotechnology. Ang MWCNT ay binubuo ng 2 – 30 concentric graphitic layer, diameters ng aling hanay mula sa 10 50 nm at haba ng mahigit 10 μm. Sa kabilang banda, ang SWCNT ay mas thinner, may lapad na mula sa 1.0 hanggang 1.4 nm. (Srinivasan 2008) Nanoparticles pati na rin ang mga nanotubes ay pumasok sa selula at maaaring kinuha nila nang lubusan. Lalo funtionalized Carbon Nanotubes (k-CNTs) ay kilala upang mapahusay ang solubility at payagan ang isang mahusay na tumor na target. Pamamagitan na, f-CNTs, SWNTs at MWNTs ay hinahadlangan na cytotoxic (= sa nakakalason na mga cell) at binabago ang function ng immune system. Halimbawa, Solong-maliliit na carbon nanotubes (SWCNTs) ng mataas na kadalisayan ay maaaring ginawa sa sonochemical paraan: High-kadalisayan ng SWCNTs ay maaaring makuha sa isang likido na solusyon ng sonicating ng kwats pulbos para sa 20 pagre sa kuwarto temperatura at presyon ng ambient. (Srinivasan 2005)

Sonochemically inihanda solong-maliliit na carbon nanotubes (SWNTs / SWCNTs)

Fig.1: Sonochemical produksyon ng SWCNTs. kwats pulbos sa isang solusyon ng timpla ng ferrocene-xylene ay ay sonicated para sa 20 pagre sa temperatura ng kuwarto at sa ilalim ng ambient presyon. Sonication ay nagbubunga ng mataas na kadalisayan ng SWCNTS sa ibabaw ng mga kwats pulbos. (Jeong et al. 2004)

Functionalized Carbon Nanotubes (k-CNTs) maaari ding kumilos bilang sistema ng paghahatid ng bakuna. Ang pangunahing konsepto ay ang mag-link ng mga antigen sa carbon nanotubes samantalang pinanatili ang tulad nito, at sa gayon ay, pampalaglag ng antibody tugon kasama ang tamang specificity.
Karamik nanoparticles, i.e. hinango mula kwats, titania o alumina, ay nagtatampok sa isang buhaghag tinga na ibabaw na gumagawa sa kanila ng isang ideal na drug carrier.

Ultrasonic Synthesis at ulan ng Nanoparticles

Nabuo ang nanoparticles pataas ng synthesis o ulan. Sonochemie ang isa sa mga pinakaunang pamamaraan na ginamit upang maghanda ng mga nanosize compounds. Suslick sa kanyang orihinal na akda, sonicated Fe (CO) 5 bilang isang malinis at maayos na likido o sa isang deaclin solusyon at nakuha na ang 10-20nm laki amorposong bakal nanoparticles. Sa pangkalahatan, nagsisimula ng supersaturated na magkahalong pagbubuo ng mga solidong particle mula sa isang mataas na puro materyal. Ultrasound ay nagpapabuti sa paghahalo ng mga bago kursor at pinatataas ang masa-paglipat sa ibabaw ng tinga. Ito ay humahantong sa mas maliit na sukat ng tinga at mataas na pagkakapare-pareho.

Ultrasonic homogenizers ay nagpapahintulot para sa isang epektibong dispersing, deagglomeration at mfunctionalization ng mga materyales ng nano.

Pic. 1: Hielscher ni lab kagamitang UP50H para sa mga sonication ng maliit na Volume, e.g. dispersing MWNTs.

Ultrasonic Functionalization ng Nanoparticles

Para makakuha ng mga nanoparticles sa partikular na mga katangian at gawain, sa ibabaw ng mga particle na nasusugan. Gaya ng iba 't ibang nanosystems polymeric nanoparticles, liposomes, dendrimers, carbon nanotubes, kabuuan tuldok at iba pa ay matagumpay na functionalized para sa mahusay na paggamit sa pharmaceutics.
Upang functionalize ang kumpletong na ibabaw ng bawat indibidwal na tinga, isang magandang pagkakakalat pamamaraan na ito ay kinakailangan. Kapag mapalis, particle ay karaniwang napapaligiran ng isang layer ng boundary ng molecule na akit sa ibabaw ng tinga. Sa order para sa bagong grupo ng functional upang makakuha ng sa ibabaw ng tinga, ang ito hangganan layer ay kailangang Nadudurog o tinanggal. Ang likidong jet na nagreresulta mula sa ultrasonic cavitation ay maaaring maabot ang mga bilis ng hanggang sa 1000km/hr. Ang stress ay tumutulong upang madaig ang mga attracting pwersa at nagdadala ng mga functional na mga molecule sa ibabaw ng bahagyang. Sa Sonochemie, ang epekto ay ginagamit upang mapabuti ang pagganap ng mga nakakalat na katalista.

Praktikal na halimbawa:

Ultrasonic Functionalization ng SWCNTs ni pako PL-ng: Zeineldin et al. (2009) ipinapakita na ang pagkakakalat ng solong maliliit carbon nanotubes (SWNTs) ng Ultrasound sa phospholipid-polyethylene glycol (PL-pako ng) pinagputolputol ito, at sa gayon ay nakakasagabal sa ang kakayahan nitong harangan ang nonspecific uptake ng selula. Gayunman, nagtataguyod ng unfragmented PL-pako ng partikular na cellular uptake ng SWNTs na naka-target sa dalawang magkaibang klase ng receptors na nagpahayag ng mga selula ng kanser. Ultrasonic paggamot piling PL-pako ng isang karaniwang paraan na ginagamit para itataboy o functionalize ang carbon nanotubes at ang integridad ng pako ng ay mahalaga sa pagtataguyod ng mga partikular na cellular uptake ng functionalized ng ligand nanotubes. Dahil ang fragmentation ay malamang resulta ng Ultrasound, isang pamamaraan na karaniwang ginagamit na magkalat ng SWNTs, ito marahil ang isang pag-aalala para sa ilang application tulad ng paghahatid ng bawal na gamot.

Ultrasonic dispersing kagamitan tulad ng ultrasonicator UP400S ay ang perpektong kasangkapan upang itaboy at fragmente SWCNTs upang maihanda ang mga pharmaceutical na mga sangkap.

Larawan 2: Ultrasonic pagkakakalat ng SWCNTs may PL-pako ng (Zeineldin et al. 2009)

Ultrasonic Liposome pagbubuo

Isa pang matagumpay na aplikasyon ng ultratunog ay ang paghahanda ng liposomes at nano-liposomes. Batay sa liposome droga at gene delivery system ay maglaro ng isang makabuluhang papel sa Makapupung therapy, ngunit din sa pagpapaganda at nutrisyon. Liposomes ay mahusay carrier, habang natutunaw aktibong ahente ng tubig ay maaaring mailagay ang mga liposomes aqueous center o, kung ang ahente ay natutunaw, sa mga patong ng kontrolin ang taba. Liposomes ay maaaring binuo sa pamamagitan ng paggamit ng makabagong. Ang pangunahing materyal para liposome preperation ay amphilic ang mga molecule nagmula o batay sa biyolohikal na lamad lipid. Para sa pagbuo ng mga maliliit na unilamellar bulutong (SUV), ang pagkakakalat ng kontrolin ay sonicated malumanay – e.g. may handheld ultrasonic aparato UP50H (50W, 30kHz), ang VialTweeter o cell UTR200 – sa isang ice bath. Ang tagal ng isang ultrasonic paggamot ay tumatagal ng approx. 5 – 15 minuto. Ang isa pang paraan upang makabuo ng maliit na unilamellar bulutong ay ang sonication ng mga multi-kulay lamellar bulutong liposomes.
Єdinu-Pirvu et al. (2010) ulat sa pagkakamit ng transferosomes pamamagitan ng sonicating ng MLVs sa kuwarto temperatura.
Hielscher Ultrasonics ay nag-aalok ng iba 't ibang ultrasonic aparato, mga sonotrodes at mga accessories upang matugunan ang pangangailangan ng lahat ng mga uri ng proseso.

Ultrasonic na encapsulation ng mga ahente sa liposomes

Liposomes ay gumagana bilang carrier para sa mga aktibong ahente. Ultratunog ay isang epektibong kasangkapan upang maghanda at bumuo ng mga liposomes para sa entrapment ng aktibong ahente. Bago encapsulation, ang mga liposomes ay madalas na mga kumpol ng form dahil sa mga ibabaw bayad bayad pagkakaugnay ng phospholipid polar ulo (Míckova et al. 2008), bukod pa rito, sila ay may upang mabuksan. Nakukuha sa pamamagitan ng halimbawa, ilarawan Zhu et al. (2003) ang encapsulation ng biotin pulbos sa liposomes sa pamamagitan ng Ultrasound. Habang ang biotin pulbos ay idinagdag sa mga vesicle suspensyon solusyon, ang solusyon ay ay sonicated para sa mga Mehikano sa 1 oras. Pagkatapos ng paggamot na ito, biotin ay entrapped sa mga liposomes.

Liposomal Emulsions

Upang pahusayin ang pangangalaga na epekto ng moisturizing o anti-aging cremes, lotions, gels at iba pang mga formulations ng cosmeceutical, emulsifier ay idinagdag sa ang liposomal na dispersions upang patatagin ang mas mataas na halaga ng lipid. Ngunit ipinakita sa pagsisiyasat na ang capability ng liposomes ay karaniwang limitado. Sa karagdagan ng emulsifiers, epekto na ito ay lilitaw na kanina at maging sanhi ng karagdagang emulsifiers isang paghina sa mga harang affinity ng phosphatidylcholine. Nanoparticles – binubuo ng phosphatidylcholine at lipid – ang sagot sa problemang ito. Mga nanoparticles ay nabuo sa pamamagitan ng isang patak ng langis langis na na sakop ng isang monolayer ng phosphatidylcholine. Ang paggamit ng nanoparticles ay nagpapahintulot sa formulations na may kakayahang sumipsip ng higit pang mga lipid at manatiling matatag, na hindi kailangan ang karagdagang emulsifiers.
Ultrasound ay isang subok na paraan para sa ang produksyon ng nanoemulsions at nanodispersions. Suplay mataas na masinsinang ultratunog sa kapangyarihang kailangan upang itaboy ang isang likidong phase (nagsisipangalat phase) sa maliit droplets sa isang ikalawang yugto (tuloy-tuloy phase). Sa dispersing zone, imploding cavitation bula ay maging sanhi ng masinsinang shock waves sa nakapaligid na mga likido at magresulta sa pagbuo ng likido jet ng mataas na bilis ng likido. Upang patatagin ang mga bagong tatag na droplets ng yugto ng disperse laban sa bumbilyang, emulsifiers (ibabaw aktibong sangkap, surfactants) at stabilizers ay idinagdag sa ang emulsyon. Bilang mga bumbilyang ng mga droplets matapos pagkagambala ay nakakaimpluwensya sa huling patak ng langis ang laki pamamahagi, mahusay stabilizing emulsifiers ay ginagamit upang mapanatili ang huling patak ng langis ang laki pamamahagi sa isang antas na katumbas ng pamamahagi agad pagkatapos ng pagkagambala ng patak ng langis sa ultrasonic dispersing zone.

Liposomal Dispersions

Liposomal dispersions, na kung saan ay batay sa unsaturated phosphatidylchlorine, kakulangan sa katatagan laban sa oksihenasyon. Ang pagpapapanatag ng ang pagkakakalat makakamit sa antioxidants, tulad ng isang complex ng bitamina C at E.
Ortan et al. (2002) nakamit sa kanilang pag-aaral hinggil sa ultrasonic paghahanda ng Anethum graveolens essential oil sa liposomes mabubuting resulta. Pagkatapos sonication, ay ang sukat ng liposomes ang pagitan ng 70-150 nm, at para sa mga MLV sa pagitan ng 230-475 nm; mga pinahahalagahan ay humigit-kumulang na palagiang din pagkatapos ng 2 buwan, ngunit ang inceased matapos ang 12 buwan, lalo na sa SUV pagkakakalat (tingnan sa ibaba ang histograms). Ipinakita rin ang pagsukat ng katatagan, hinggil sa mahahalagang langis pagkawala at laki na pamamahagi, na liposomal dispersions pinananatili ang nilalaman ng pabagu-bago ng langis. Ito ay nagmumungkahi na ang entrapment ng mahahalagang langis sa liposomes nadagdagan ang katatagan ng langis.

Ultrasonically inihanda multi-kulay lamellar bulutong (MLV) at solong uni-lamellar bulutong (SUV) ay nagpapakita ng isang mahusay na katatagan hinggil sa pagkawala ng mahahalagang langis at ang pamamahagi ng laki ng tinga.

Larawan 3: Ortan et al. (2009): dispersions ng katatagan ng MLV at SUV matapos ang 1 taon. Liposomal mga formulations ay naka-imbak sa 4±1 ºC.

Mag-click dito upang magbasa nang higit pa tungkol sa ultrasonic liposome paghahanda!

Epekto ng ultrasonic

Tabi ng ultrasonic produksyon ng nanoparticles, ang pagpoproseso ng mga sangkap na ito ay isang malawak na larangan para sa mga application ng Ultrasound. Ang agglomerates dapat bagbag, magkaroon ng particle sa detangled at/o mapalis, sa ibabaw ay may naka-o functionalized, at nano-droplets dapat emulsified. Para sa lahat ang mga hakbang ng pagproseso, ultratunog ay isang subok na paraan ng mahalaga. Mataas na kapangyarihan na ultratunog ay bumubuo ng matinding epekto. Kapag sonicating ang mga likido sa mataas ng paglabas, ang mga alon ng tunog na palaganapin sa likidong media ay magreresulta sa alternating high-pressure (compression) at mga cycles ng mababa ang presyon (rarefaction), kasama ang mga rate depende sa dalas. Sa panahon ng siklo ng mababang presyon ng dugo, ang mataas na iting ultrasonic waves ay lumikha ng mga maliit na vacuum bula o kahungkagan sa likido. Kapag ang mga bula ay matatamo ng isang aklat na kung saan ay hindi na nila saluhin ang enerhiya, marahas nilang pagbagsak sa panahon ng isang siklo ng mataas na presyon. Pangkaraniwang bagay na ito ay termed cavitation.
Ang implosion ng mga cavitation bula ang mga resulta sa micro-turbulences at micro-jet ng hanggang sa 1000km/hr. malalaking partikulo ay napapailalim sa ibabaw ng pagguho (sa pamamagitan ng cavitation pagbagsak sa karatig likido) o pagbabawas ng laki ng tinga (dahil fission sa pamamagitan banggaan ng kasukatang tinga o pagbagsak ng mga bula ng cavitation binuo sa ibabaw). Ito ay humahantong sa matalim pagpabibilis ng pagpapalaganap, proseso ng paglipat ng masa at solidong phase reaksyon dahil sa laki ng crystallite at istraktura pagbabago. (Suslick 1998)

Ultrasonic Processing kagamitan

Hielscher ay ang nangungunang supplier ng mataas na kalidad at mataas na pagganap ng ultrasonic processors para sa lab at pang-industriya na aplikasyon. Ang mga kagamitan sa hanay mula sa 50 watts hanggang sa 16,000 watts Hayaang hanapin ang tama ultrasonic processor para sa dami ng bawat at bawat proseso. Pamamagitan ng kanilang mataas na pagganap, kahusayan, robustness at madaling operasyon, ang ultrasonic paggamot ay isang mahalagang pamamaraan para sa paghahanda at pagpoproseso ng mga nanomaterials. Equipped sa CIP (malinis na lugar) at SIPSIP (pakuluin lugar), ang Hielscher ultrasonic aparato matiyak ang ligtas at mahusay na produksyon ayon sa mga pamantayan sa pharmaceutical. Lahat ng partikular na ultrasonic proseso ay maaaring maging madaling nasubukan sa sa laboratoryo o upuan-itaas scale. Ang mga resulta ng mga pagsubok na ito ay ganap na maaaring ipa-photocopy, kaya na ang mga sumusunod na scale-up ay Dire-diretso at ay maaaring madaling gawin nang walang karagdagang pagsisikap hinggil sa mga prosesong optimization.

Sono-synthesis ay maaaring natupad bilang isang bulto o bilang patuloy na proseso.

Pic. 2: payagan ang ultrasonic daloy ng cell reaktor para sa pagproseso ng tuloy-tuloy.

Panitikan/mga reperensya

  • Bawa, Raj (2008): nanoparticle-batay terapeutika sa mga tao: isang survey. Sa: Nanotechnology batas & Negosyo, Summer 2008.
  • Єdinu-Pirvu, Cristina; Hlevca, Cristina; Ortan, Alina; Prisada, Razvan (2010): Nababanat bulutong bilang gamot carrier kahit ang balat. Sa: Farmacia Vol.58, 2/2010. Bucharest.
  • Hilder, Tamsyn A.; Burol, James M. (2008): Encapsulation ng mga gamot na anticancer cisplatin sa nanotubes. ICONN 2008. http://ro.uow.edu.au/infopapers/704
  • Jeong, kaya-Hwan; Ko, Ju-sumailalim sa tipikal; Park, Jing-Bong; Park, Wanjun (2004): Isang Sonochemical ruta sa solong-maliliit na Carbon Nanotubes sa ilalim ng Ambient kondisyon. Sa: Mga Journal ng American Chemical Society 126/2004; pp. 15982-15983.
  • Ko, Weon Bae; Park, Byoung Eun; Lee, Young min; Hwang, Sung Ho (2009): pagbubuo ng fullerene [C60]-Gold nanoparticles gamit ang mga di-ionic surfactantspolysorbate 80 at putik 97. Sa: journal ng karamik processing research tomo 10, 1/2009; pp. 6-10.
  • Liu, Zhuang; Chen, a; Davis, Corrine; Sherlock, Sarah; Cao, Qizhen; Chen Xiaoyuan; Dai, Hongjie (2008): ang mga gamot sa paghahatid na may carbon nanotubes para sa vivo cancer paggamot. Sa: cancer research 68; 2008.
  • Mícková, A.; Tománková, K.; Kolárová, H.; Bajgar, R.; Kolár, P.; Sunka, P.; Plencner, M.; Jakubová, R.; Benes, J.; Kolácná, L.; Plánka, A.; Amler, E. (2008): Ultrasonic Shock-alon bilang isang mekanismo ng kontrol para sa mga sistema ng paghahatid ng Liposome Drug para sa posibleng paggamit sa plantsa Implanted sa hayop na may mga depekto sa Iatrogenic Articular kartilago. Sa: Acta Veterianaria Brunensis Vol. 77, 2008; pp. 285-280.
  • Nahar, M.; Dutta, T.; Murugesan, S.; Asthana, A.; Mishra, D.; Rajkumar, V.; Tare, M.; Gamot S.; Jain, N. K. (2006): Functional polymeric nanoparticles: isang mahusay at maaasahan na tool para sa mga aktibong paghahatid ng bioactives. Sa: Kritikal na review sa panterapeutika Drug Carrier Systems, Vol. 23, 4/2006; pp. 259-318.
  • Ortan, Alina; Campeanu, Gh.; Єdinu-Pirvu, Cristina; Popescu, Lidia (2009): Ng mga pag-aaral hinggil sa entrapment ng Anethum graveolens essential oil sa liposomes. Sa: Poumanian Biotechnological titik tomo 14, 3/2009; pp. 4411-4417.
  • Srinivasan, C. (2008): Carbon nanotubes sa cancer therapy. Sa: Kasalukuyang agham, Vol.93, blg. 3 soudan, 2008.
  • Srinivasan, c. (2005) A 'SOUND' pamamaraan para sa pagbubuo ng solong-maliliit na carbon nanotubes sa ilalim ng ambient kondisyon. Sa: Kasalukuyang agham, Vol.88, No.1, 2005. pp. 12-13.
  • Suslick, Kenneth S. (1998): Kirk-Othmer Encyclopedia ng kemikal teknolohiya; 4th ed. J. Wiley & Anak: New York, tomo 26, 1998 pp. 517-541.
  • Zeineldin, Reema; Al-Haik, Marwan; Hudson, Laurie G. (2009): Papel ng Polyethylene Glycol integridad sa pag-target ng tiyak na Receptor ng Carbon Nanotubes sa mga selula ng kanser. Sa: Nano liham 9/2009; pahina 751-757.
  • Zhu, Hai Feng; Li, Jun Bai (2003): Pagkilala sa functionalized ng Biotin Liposomes. Sa: Kemikal na Chinese Letters tomo 14, 8/2003; pp. 832-835.

Makipag-ugnay sa amin / tanungin para sa karagdagang impormasyon

Makipag-usap sa amin tungkol sa iyong mga kinakailangan sa pagproseso. Inirerekomenda namin ang mga pinaka-angkop setup at pagproseso parameter para sa inyong proyekto.





Mangyaring tandaan natin Patakaran sa privacy.