અલ્ટ્રાસોનિક્સ વડે S. Pneumoniae સામેની નૅનો-સંપુટિત અંતર્નાસિક રસી
નૅનોકણોમાં સંપુટિત S. pneumoniae રસીઓનો લાભ
Mott અને સહલેખકો (2013)એ પ્રાયોગિક શ્વસનતંત્રના ન્યુમોકોકલ ચેપ સામે રક્ષણ સ્થાપિત કરવામાં 234 ± 87.5nm કદની પોલી લેક્ટિક-કો-ગ્લાયકોલિક એસિડ નૅનોકણ રસી સંરચનાના અંતર્નાસિક વિતરણની અસરકારકતા નિર્ધારિત કરી હતી. ઉષ્માથી નિષ્ક્રિય કરાયેલા Streptococcus pneumoniae ને સંપુટિત કરતા નૅનોકણો (NP-HKSP), ખાલી NPની તુલનામાં, નાક દ્વારા આપ્યા પછી 11 દિવસ સુધી ફેફસાંમાં જળવાઈ રહ્યા હતા. NP-HKSP વડે રસીકરણથી S. pneumoniae ના ચેપ સામે, માત્ર HKSP આપવાની તુલનામાં, નોંધપાત્ર પ્રતિકાર ઉત્પન્ન થયો હતો. વધેલું રક્ષણ ફેફસાંના લિમ્ફોસાઇટ્સ દ્વારા થતી પ્રતિજન-વિશિષ્ટ, Th1-સંબંધિત IFN-c સાઇટોકાઇન પ્રતિક્રિયામાં નોંધપાત્ર વધારા સાથે સહસંબંધિત હતું. આ અભ્યાસ ફેફસાંના ચેપ સામે નાસિકા અને ફેફસાંના રસીકરણ માટે બિનઆક્રમક અને લક્ષિત અભિગમ તરીકે NP-આધારિત ટેક્નોલોજીની અસરકારકતા સ્થાપિત કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક નૅનોકણો તૈયાર કરવાની કાર્યવિધિ
અલ્ટ્રાસોનિક લયન
1×106 નૅનોકણો, જેમાં ઉષ્માથી નિષ્ક્રિય કરાયેલા Streptococcus pneumoniae સંપુટિત હતા (NP-HKSP), તેમનું 200µl ફોસ્ફેટ-બફર્ડ સેલાઇન (PBS)માં સોનિકેશન દ્વારા લયન કરવામાં આવ્યું હતું, અને 70 mg પોલી લેક્ટિક-કો-ગ્લાયકોલિક એસિડ (PLGA)ને 1 ml ઇથાઇલ એસિટેટમાં ઓગાળવામાં આવ્યો હતો. પ્રાથમિક પાણી-ઇન-તેલ ઇમલ્શન બનાવવા માટે આ બંને દ્રાવણોને મિશ્રિત કરીને મહત્તમ ઝડપે 1 min સુધી વોર્ટેક્સ કરવામાં આવ્યાં હતાં.
અલ્ટ્રાસોનિક સંપુટન
દ્વિ-ઇમલ્શન પદ્ધતિ: ત્યારબાદ પ્રાથમિક ઇમલ્શનને 1 % પોલિવિનાઇલ આલ્કોહોલ (PVA)ના 3 ml દ્રાવણ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવ્યું હતું. આ દ્રાવણને અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસર UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, જર્મની) વડે 40 % કંપનવિસ્તાર પર સતત મોડમાં (100% ચક્ર) 2 min સુધી સોનિકેટ કરવામાં આવ્યું હતું. HKSPને સંપુટિત કરતા PLGA નૅનોકણો તૈયાર કરવા માટે આ પ્રક્રિયા ઉષ્મા દૂર કરવા બરફમાં ડુબાડેલી સ્વચ્છ કાચની વાયલમાં કરવામાં આવી હતી. દ્રાવણને ઓટોક્લેવ કરેલા પાણીથી (0.22µ ફિલ્ટર વડે નિર્જંતુકૃત) વધુ પાતળું કરીને 20ml કરવામાં આવ્યું હતું અને ઇથાઇલ એસિટેટનું બાષ્પીભવન કરવા માટે ઓરડાના તાપમાને હળવા શૂન્યાવકાશ હેઠળ 1 h સુધી હલાવવામાં આવ્યું હતું. ત્યારબાદ NPs એકત્ર કરવા માટે દ્રાવણનું અપકેન્દ્રણ કરવામાં આવ્યું હતું, અને વધારાનો PVA દૂર કરવા માટે આ પ્રક્રિયા બે વાર પુનરાવર્તિત કરવામાં આવી હતી. નૅનોકણોની ગોળીને 500µl ઓટોક્લેવ કરેલા પાણીમાં ફરીથી નિલંબિત કરીને હિમશુષ્ક કરવામાં આવી હતી. અંતિમ નૅનોકણોને આગળના ઉપયોગ સુધી -20°C પર સંગ્રહિત કરવામાં આવ્યા હતા.
ઉષ્માથી નિષ્ક્રિય કરાયેલા Streptococcus pneumoniaeને સંપુટિત કરતા PLGA નૅનોકણોનું કણકદ. ગતિશીલ પ્રકાશ પ્રકીર્ણન દ્વારા માપવામાં આવેલું નૅનોકણોના જલીય નિલંબનનું કણકદ બેચમાંના કણોનું સરેરાશ કદ અને ગાઉસિયન વિતરણ દર્શાવે છે.
સ્રોત: Mott અને સહલેખકો: નૅનોકણ આધારિત રસીનું અંતર્નાસિક વિતરણ S. pneumoniae સામેનું રક્ષણ વધારે છે. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝર UIP2000hdT (2kW) સતત હલાવવામાં આવતા બેચ રિએક્ટર સાથે
ઔષધીય ફોર્મ્યુલેશનો માટે અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરો
Hielscher Ultrasonic ઔષધ અને ખાદ્ય ઉદ્યોગ માટે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરોની ડિઝાઇન, ઉત્પાદન, વિતરણ અને સર્વિસમાં લાંબા સમયનો અનુભવ ધરાવે છે.
ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા લિપોસોમ, ઘન લિપિડ નૅનોકણો, પોલિમરીય નૅનોકણો અને સાયક્લોડેક્સ્ટ્રિન સંકુલો તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયાઓમાં Hielscher અલ્ટ્રાસોનિક પ્રણાલીઓનો ઉપયોગ ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા અને ઉત્કૃષ્ટ ગુણવત્તાવાળા પરિણામો સાથે થાય છે. Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરો કંપનવિસ્તાર, તાપમાન, દબાણ અને સોનિકેશન ઊર્જા જેવા તમામ પ્રક્રિયા પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણ રાખવાની સુવિધા આપે છે. બુદ્ધિશાળી સોફ્ટવેર તમામ સોનિકેશન પરિમાણો (સમય, તારીખ, કંપનવિસ્તાર, ચોખ્ખી ઊર્જા, કુલ ઊર્જા, તાપમાન, દબાણ)ને આંતર્નિર્મિત SD-કાર્ડ પર આપમેળે નોંધે છે.
- ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળું ઇમલ્સિફિકેશન
- કણકદ અને ભરાવ પર ચોક્કસ નિયંત્રણ
- સક્રિય પદાર્થોનો ઉચ્ચ ભરાવ
- પ્રક્રિયા પરિમાણો પર ચોક્કસ નિયંત્રણ
- ઝડપી પ્રક્રિયા
- બિનતાપીય, તાપમાન પર ચોક્કસ નિયંત્રણ
- રેખીય રીતે માપવૃદ્ધિ કરવાની ક્ષમતા
- પુનરુત્પાદકતા
- પ્રક્રિયાનું માનકીકરણ / GMP
- ઓટોક્લેવ કરી શકાય તેવા પ્રોબ અને રિએક્ટરો
- CIP / SIP
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરોની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો સંકેત આપે છે:
| બેચનું આયતન | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલા UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિક હોમોજેનાઇઝરો – પ્રયોગશાળાના માપ થી પાઇલટ અને ઔદ્યોગિક માપ સુધી.
સાહિત્ય/સંદર્ભો
- Brittney Mott; Sanjay Thamake; Jamboor Vishwanatha; Harlan P. Jones (2013): Intranasal delivery of nanoparticle-based vaccine increases protection against S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
- Zhiguo Zheng; Xingcai Zhang; Daniel Carbo; Cheryl Clark; Cherie-Ann Nathan; Yuri Lvov (2010): Sonication-assisted synthesis of polyelectrolyte-coated curcumin nanoparticles. Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids, 01 Jun 2010, 26(11):7679-7681.
જાણવા યોગ્ય તથ્યો
નૅનોસંરચિત ઔષધવાહકો
નૅનો-ઇમલ્શન, લિપોસોમ, ઘન લિપિડ નૅનોકણો, પોલિમરીય નૅનોકણો અને નૅનોસંરચિત લિપિડ વાહકો જેવા નૅનોકદના ઔષધવાહકોનો ઉપયોગ સુધારેલી જૈવઉપલબ્ધતા, વધેલી જૈવસુસંગતતા, લક્ષિત વિતરણ, લોહીમાં અનુકૂળ અર્ધઆયુષ્ય અને સ્વસ્થ પેશીઓ માટે અત્યંત ઓછી અથવા શૂન્ય વિષાક્તતા જેવી વધારેલી કાર્યક્ષમતાઓ ધરાવતી ઔષધીય બનાવટો તૈયાર કરવા માટે થાય છે. અલ્ટ્રાસોનિકેશન એ નૅનોચિકિત્સાકીય બનાવટોના વિવિધ સ્વરૂપો તૈયાર કરવાની અત્યંત કાર્યક્ષમ તકનીક છે. ઔષધ ઉત્પાદનમાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપયોગો વિશે વધુ વાંચો!
લિપોસોમ
લિપોસોમ એ ઓછામાં ઓછું એક લિપિડ દ્વિસ્તર ધરાવતી ગોળાકાર પુટિકા છે, જે જલવિરાગી પદાર્થોના કેન્દ્રભાગને સંપુટિત કરે છે. કદ તેમજ જલવિરાગી અને જલસ્નેહી સ્વભાવ બંને લિપોસોમને શક્તિશાળી ઔષધ વિતરણ પ્રણાલીઓ બનાવે છે, ઉદાહરણ તરીકે લિપોસોમલ વિટામિન C. લિપોસોમના ગુણધર્મો પર લિપિડની રચના, સપાટીનો વિદ્યુતભાર, કદ અને તૈયારીની તકનીકની નોંધપાત્ર અસર પડે છે. લિપોસોમની અલ્ટ્રાસોનિક તૈયારી વિશે વધુ જાણવા અહીં ક્લિક કરો!
નૅનો-ઇમલ્શન
નૅનો-ઇમલ્શન અથવા સબમાઇક્રોન ઇમલ્શન એ 20–200nm વચ્ચેનું ટીપાંનું કદ અને ટીપાંનું સાંકડું કદવિતરણ ધરાવતાં ઇમલ્શન છે. નૅનોકદનાં ટીપાં મૌખિક રીતે આપવા માટે તેમજ ઔષધીય અને જૈવસક્રિય પદાર્થોના સ્થાનિક / ત્વચાપાર વિતરણ માટે અનેક લાભો આપે છે, ઉદાહરણ તરીકે CBD નૅનો-ઇમલ્શન. લિપિડસ્નેહી ઔષધોને કાર્યક્ષમ રીતે ઓગાળવાની ક્ષમતા ધરાવતાં નૅનોકદનાં ટીપાં તેમજ વધેલો શોષણ દર નૅનો-ઇમલ્શનને ઉચ્ચ જૈવઉપલબ્ધતા માટે વારંવાર ઉપયોગમાં લેવાતું ઔષધ આપવાનું સ્વરૂપ બનાવે છે. નૅનો-ઇમલ્સિફાઇડ ફોર્મ્યુલેશનોનો ઉપયોગ લિપિડસ્નેહી અથવા જલસ્નેહી ઔષધોના વિસ્તૃત સમયગાળા સુધીના મુક્તિકરણ માટે પણ થઈ શકે છે.
નૅનો-ઇમલ્શનના અલ્ટ્રાસોનિક ઉત્પાદન વિશે વધુ વાંચો!
ઘન લિપિડ નૅનોકણો
ઘન લિપિડ નૅનોકણ (SLN) એ 10 અને 1000 નૅનોમીટર વચ્ચેનો સરેરાશ વ્યાસ ધરાવતો ગોળાકાર નૅનોકણ છે. ઘન લિપિડ નૅનોકણોમાં ઘન લિપિડની કેન્દ્રિય મેટ્રિક્સ હોય છે, જેમાં લિપિડસ્નેહી અણુઓને (સક્રિય પદાર્થોને) દ્રાવ્ય બનાવી શકાય છે, જેથી નૅનોકણ ઔષધવાહક તરીકે કાર્ય કરે છે. લિપિડના કેન્દ્રભાગને ઇમલ્સિફાઇંગ એજન્ટ અથવા પૃષ્ઠસક્રિય પદાર્થ વડે સ્થિર કરવામાં આવે છે. પેરેંટરલ અને મૌખિક રીતે ઔષધ આપવા તેમજ આંખ, ફેફસાં અને સ્થાનિક ઔષધ વિતરણના ઉપયોગોમાં, સારવારની અસરકારકતા વધારવા અને સમગ્ર શરીર પર થતી આડઅસરો ઘટાડવા માટે ઘન લિપિડ નૅનોકણોનો ઉપયોગ થાય છે.
અલ્ટ્રાસોનિક સહાયથી ઘન લિપિડ નૅનોકણોના સંશ્લેષણ વિશે વધુ વાંચો!
નૅનોસંરચિત લિપિડ વાહકો
ઘન લિપિડ નૅનોકણો (SLNs)ની જેમ, નૅનોસંરચિત લિપિડ વાહકો (NLCs) એ લિપિડ આધારિત નૅનોકણોનું અન્ય એક સ્વરૂપ છે. નૅનોસંરચિત લિપિડ વાહકો (NLC) એ ઘન અને પ્રવાહી લિપિડના મિશ્રણથી બનેલા સંશોધિત ઘન લિપિડ નૅનોકણો છે અને તેઓ સુધારેલી સ્થિરતા તથા ભરાવ ક્ષમતા આપે છે.
નૅનોસંરચિત લિપિડ વાહકો અલ્ટ્રાસોનિક ઇમલ્શન પદ્ધતિ દ્વારા તૈયાર કરી શકાય છે.
નૅનોકદના સ્ફટિકો
અલ્ટ્રાસોનિક સ્ફટિકીકરણ અને અવક્ષેપણ એ પાણીમાં ઓછી દ્રાવ્યતા ધરાવતા પદાર્થોને આવરણયુક્ત સ્ફટિકમાં સંપુટિત કરવાની અત્યંત અસરકારક રીત છે. Zheng અને સહલેખકો (2020) કર્ક્યુમિનના અલ્ટ્રાસોનિક સંપુટનનો અહેવાલ આપે છે. કર્ક્યુમિન અનેક સ્વાસ્થ્યલાભ ધરાવતું જૈવસક્રિય સંયોજન છે, પરંતુ પાણીમાં ઓછી દ્રાવ્યતાને કારણે તેની જૈવઉપલબ્ધતા ઓછી છે. સંશોધક ટીમે કર્ક્યુમિનના અણુઓને સંપુટિત કરવા માટે પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટનું સ્તર-દર-સ્તર (LbL) નૅનોકવચ નિર્માણ વિકસાવ્યું હતું. તેઓ જણાવે છે કે “[u]સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતી ઇમલ્શન પદ્ધતિઓથી ભિન્ન રીતે, અમારું અલ્ટ્રાસોનિક સહાયિત LbL સંપુટન ઘણાં નાના કદના નૅનોકણો મેળવી શકે છે. કર્ક્યુમિન માટે, અમે 80 nm સરેરાશ કદ અને +30 mV અથવા -50 mV ξ-વિભવ ધરાવતા સ્ફટિકીય નૅનોકણો મેળવ્યા હતા, જેના કારણે આ નૅનોકોલોઇડ્સની સ્થિરતા મહિનાઓ સુધી જળવાઈ રહી હતી (સંતૃપ્ત ઔષધ દ્રાવણમાં રાખવામાં આવ્યા હતા). જૈવસુસંગત પોલિઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનાં બે દ્વિસ્તરો ધરાવતાં કવચોના નિર્માણથી આશરે 20 કલાક દરમિયાન ઔષધનું ધીમું મુક્તિકરણ શક્ય બન્યું હતું.”
કર્ક્યુમિનના સ્ફટિકબીજ નિર્માણની કાર્યવિધિ: કર્ક્યુમિન પાઉડરને 60 % ઇથેનોલ / પાણીના દ્રાવણમાં ઓગાળવામાં આવ્યો હતો. કર્ક્યુમિન સંપૂર્ણપણે ઓગળી ગયા પછી જલીય પોલિકેશન, પોલી(એલિલએમાઇન હાઇડ્રોક્લોરાઇડ), PAH, અથવા જૈવવિઘટનક્ષમ પ્રોટોમાઇન સલ્ફેટ, (PS) ઉમેરવામાં આવ્યા હતા. ત્યારબાદ દ્રાવણને Hielscher Ultrasonicના 1kW શક્તિશાળી અલ્ટ્રાસોનિકેટર UIP1000 વડે દ્રાવણના પ્રતિ mL દીઠ 100watts પર સોનિકેટ કરવામાં આવ્યું હતું. અલ્ટ્રાસોનિકેશન દરમિયાન દ્રાવણમાં ધીમે ધીમે પાણી ઉમેરવામાં આવ્યું હતું. ઉમેરાયેલા પાણીને કારણે દ્રાવક વધુ ધ્રુવીય બને છે, જે કર્ક્યુમિનની દ્રાવ્યતા ઘટાડે છે. જ્યારે સમતુલા સાંદ્રતા દ્રાવ્યતાની સીમા વટાવે છે, ત્યારે કર્ક્યુમિનની અતિસંતૃપ્ત અવસ્થા પ્રાપ્ત થાય છે અને સ્ફટિકબીજ નિર્માણ શરૂ થાય છે. ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેશન હેઠળ ઔષધકણોની વૃદ્ધિ પ્રારંભિક તબક્કાઓમાં જ અટકી જાય છે.
નૅનોસ્ફટિકોના અલ્ટ્રાસોનિક અવક્ષેપણ અને સ્ફટિકીકરણ વિશે વધુ વાંચો!