Produits pharmaceutiques encapsulés dans des nanoparticules lipidiques à l'aide d'ultrasons
Les vecteurs de médicaments de taille nanométrique sont largement utilisés pour délivrer des composés pharmaceutiquement actifs dans les cellules ciblées. Afin d'encapsuler les substances actives dans un vecteur de médicaments à haute biodisponibilité, des nanoparticules lipidiques solides sont utilisées. La nano-émulsification et l'encapsulation ultrasoniques sont des techniques fiables pour produire de grandes quantités de nanovecteurs de haute qualité, tels que les nanoparticules lipidiques solides, les vecteurs lipidiques nanostructurés et les liposomes.
Nano-émulsification et encapsulation par ultrasons
La sonication est capable de perturber les phases huileuse et aqueuse et de mélanger de minuscules gouttelettes d'huile à l'eau. Étant donné que le processus d'émulsification ultrasonique peut être contrôlé avec précision, l'émulsification ultrasonique et le processus ultérieur de formation de nanoparticules solides-lipidiques sont capables de produire des nanoparticules chargées. La sonication peut produire des gouttelettes de taille significativement plus faible que les méthodes d'émulsion conventionnelles.
La nano-émulsification et l'encapsulation par ultrasons pouvant être contrôlées avec précision, la technique de sonication permet un contrôle exact de la taille des nanoparticules de lipides solides et de leur charge.
La nano-émulsification ultrasonique est utilisée pour produire des nano-émulsions chargées, des liposomes et des nanoparticules solides-lipidiques. La sonication produit une distribution étroite des gouttelettes et des particules nanostructurées.
Alors que les nanoparticules lipidiques solides (SLN) de plus grande taille peuvent être chargées d'une concentration plus élevée de substances actives, les SNL de petite taille présentent une cinétique d'absorption considérablement accrue et un temps de circulation plus long dans l'organisme humain.
Les homogénéisateurs Hielscher Ultrasonics vous permettent de contrôler entièrement les paramètres du processus tels que l'amplitude, la température, la pression, le temps de sonication et l'apport d'énergie. Cela vous permet de développer une recette personnalisée pour votre propre formulation de nanoparticules lipidiques solides. La préparation ultrasonique de nanoparticules lipidiques est compatible avec de multiples sources de lipides et émulsifiants.
La sonication permet d'obtenir une distribution étroite et très uniforme de la taille des particules, ce qui se traduit par une grande stabilité pendant le stockage.
UIP1000hdT avec réacteur à flux de verre pour la production de nanoparticules lipidiques solides
Préparation ultrasonique de nanoparticules de lipides solides
(Kumar et al. 2019)
- Émulsification à haute performance
- Contrôle précis de la taille et de la charge des particules lipidiques
- Charge élevée en substances actives
- Contrôle exact des paramètres du processus
- Processus rapide
- Non thermique, contrôle précis de la température
- évolutivité linéaire
- reproductibilité
- Normalisation des processus / BPF
- Sondes et réacteurs autoclavables
- CIP / SIP
Étapes de la production ultrasonique de nanoparticules lipidiques solides
(Kumar et al. 2019)
Que sont les nanoparticules de lipides solides ?
Les nanoparticules lipidiques solides (SLN) sont une forme courante de vecteurs de médicaments nanostructurés, qui peuvent encapsuler des composés bioactifs ou pharmaceutiques. Elles peuvent améliorer l'administration de médicaments dans les lymphatiques intestinaux et améliorer la pénétration dans les tissus pour un taux d'administration élevé des produits thérapeutiques. Les SNL peuvent piéger des médicaments lipophiles dans leur noyau lipidique, tandis que l'enrobage de surfactants rend les nanoparticules solubles dans l'eau et leur confère ainsi une biodisponibilité élevée. Les SNL ont une forme sphérique et se composent d'un noyau lipidique solide stabilisé par un agent émulsifiant (surfactant, co-surfactants).
Les sources de lipides et de triglycérides les plus courantes sont la tricaprine, la trilaurine, la trimyristine, la tripalmitine, la tristéarine, le monostéarate de glycéryle, le béhénate de glycéryle, le palmitostéarate de glycéryle, le palmitate de cétyle, l'acide stéarique, l'acide palmitique, l'acide décanoïque, l'acide béhénique, les esters de glycol, les acylglycérols, les cires, etc.
En tant que tensioactif dans les nanoparticules lipidiques solides, on utilise souvent des lécithines (par ex. lécithine de soja, lécithine de tournesol, lécithine d'œuf), phospholipides, phosphatidylcholine, sphingomyélines, sels biliaires (taurocholate de sodium), stérols (cholestérol), poloxamère 188, 182 et 407, poloxamine 908, Tyloxapol, polysorbate 20, 60 et 80, cholate de sodium, glycocholate de sodium, sel sodique de l'acide taurocholique, taurocholate de sodium, taurocholate de sodium, 60 et 80, cholate de sodium, glycocholate de sodium, sel sodique de l'acide taurocholique, sel sodique de l'acide taurodéoxycholique, butanol, acide butyrique, sulfosuccinate de dioctyle et de sodium, acide monooctylphosphorique sodique, entre autres.
Les nanoparticules lipidiques solides étant constituées de lipides physiologiquement similaires à ceux que l'on trouve dans le corps humain, elles sont considérées comme bien tolérées. Elles peuvent être administrées par voie orale, intraveineuse et cutanée.
Ultrasons haute performance pour les nanoparticules lipidiques solides
Les systèmes de Hielscher Ultrasonics sont largement utilisés dans la production de produits pharmaceutiques et de compléments alimentaires pour formuler des nanoparticules et des liposomes lipidiques solides de haute qualité chargés de substances pharmaceutiques, de vitamines, d'antioxydants, de peptides et d'autres composés bioactifs. Pour répondre aux demandes de ses clients, Hielscher fournit des appareils à ultrasons allant de l'homogénéisateur de laboratoire compact mais puissant et des appareils à ultrasons de table à des systèmes à ultrasons entièrement industriels pour la production de grandes quantités de formulations pharmaceutiques. Une large gamme de sonotrodes et de réacteurs à ultrasons est disponible pour garantir une configuration optimale pour votre production de liposomes. La robustesse de l'équipement ultrasonique de Hielscher lui permet de fonctionner 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, dans des conditions difficiles.
Afin de permettre à nos clients de respecter les bonnes pratiques de fabrication (BPF) et d'établir des processus normalisés, tous les appareils numériques à ultrasons sont équipés d'un logiciel intelligent permettant un réglage précis des paramètres de sonification, un contrôle continu du processus et l'enregistrement automatique de tous les paramètres importants du processus sur une carte SD intégrée. La qualité élevée des produits dépend du contrôle des processus et des normes de traitement constamment élevées. Les ultrasons Hielscher vous aident à contrôler et à normaliser votre processus !
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :
| Volume du lot | Débit | Dispositifs recommandés |
|---|---|---|
| 1 à 500mL | 10 à 200mL/min | UP100H |
| 10 à 2000mL | 20 à 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 à 20L | 0.2 à 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 à 100L | 2 à 10L/min | UIP4000hdT |
| n.d. | 10 à 100L/min | UIP16000 |
| n.d. | plus grande | groupe de UIP16000 |
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Homogénéisateurs ultrasoniques haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.
Littérature/références
- Basarkar A., Devineni D., Palaniappan R., Singh J. (2007) : Préparation, caractérisation, cytotoxicité et efficacité de transfection des nanoparticules cationiques de poly (D, L-lactide- co-glycolide) et d'acide poly (D, L-lactique) pour la délivrance contrôlée d'ADN plasmidique. Int J Pharm 343 : 247-254.
- Zhao K., Li W., Huang T., Luo X., Chen G., Zhang Y., Guo Ch..,
Dai Ch., Jin Z., Zhao Y., Cui H., Wang Y. (2013) : Préparation et efficacité d'un vaccin ADN contre le virus de la maladie de Newcastle encapsulé dans des nanoparticules de PLGA. PLoS ONE 8(12), 2013.
Qu'il faut savoir
Nanoparticules lipidiques solides comme vecteurs de médicaments
Les nanoparticules lipidiques solides ont généralement une forme sphérique avec un diamètre moyen compris entre 10 et 1000 nanomètres. Les nanoparticules lipidiques solides possèdent une matrice lipidique solide dans laquelle les molécules lipophiles peuvent être solubilisées. Le noyau lipidique peut être constitué de différents composés gras, le terme "lipide" étant utilisé dans un sens plus large qui inclut les triglycérides (par exemple la tristéarine), les diglycérides (par exemple le bahénate de glycérol), les monoglycérides (par exemple le monostéarate de glycérol), les acides gras (par exemple l'acide stéarique), les stéroïdes (par exemple le cholestérol), et les cires (par exemple le palmitate de cétyle). Le noyau lipidique est stabilisé par des agents émulsifiants (surfactants) (le plus souvent une combinaison d'agents émulsifiants) qui sont choisis en fonction du mode d'administration.
Vaccins ARN
Les vaccins ARN utilisent des brins d'ARN messager (ARNm) synthétiques qui codent pour des protéines de la surface du virus. Ces brins d'ARNm sont encapsulés dans des nanoparticules lipidiques solides afin de provoquer une réponse du système immunitaire humain au virus.