חיסון תוך אפי ננו-עטוף נגד דלקת ריאות S. עם אולטרסאונד
היתרון של חיסוני S. pneumoniae עטופים בננו-חלקיקים
Mott et al. (2013) קבעו את היעילות של מתן intranasal של 234 ± 87.5nm פולי לקטי חומצה גליקולית ננו-חלקיקי מבנה החיסון בהקמת הגנה מפני זיהום פנאומוקוק נשימתי ניסיוני. ננו-חלקיקים העוטפים דלקת ריאות סטרפטוקוקוס (Streptococcus pneumoniae) שהומתו בחום (NP-HKSP) נשמרו בריאות 11 ימים לאחר מתן האף בהשוואה ל-NP ריק. חיסון עם NP-HKSP יצר התנגדות משמעותית נגד ס. דלקת ריאות זיהום לעומת מתן HKSP בלבד. הגנה מוגברת נמצאה בקורלציה עם עלייה משמעותית בתגובת ציטוקינים IFN-c הקשורה לאנטיגן ספציפי ל-Th1 על ידי לימפוציטים ריאתיים. מחקר זה מבסס את יעילותה של טכנולוגיה מבוססת NP כגישה לא פולשנית וממוקדת לחיסון אף-ריאה נגד זיהומי ריאות.
פרוטוקול הכנת ננו-חלקיקים אולטראסוניים
ליזה קולית
1×106 ננו-חלקיקים העוטפים מוות בחום סטרפטוקוקוס דלקת ריאות (NP-HKSP) עברו ליזה על ידי סוניקציה ב-200μl של מלח חוצץ פוספט (PBS), ו-70 מ"ג של חומצה פולי-לקטית-קו-גליקולית (PLGA) הומסו ב-1 מ"ל של אתיל אצטט. שתי תמיסות אלה עורבבו והתערבלו במהירות מרבית במשך דקה אחת כדי ליצור תחליב מים בשמן ראשוני.
אנקפסולציה קולית
שיטת תחליב כפול: התחליב הראשוני עורבב עם 3 מ"ל של תמיסת אלכוהול פוליוויניל 1% (PVA). פתרון זה היה sonicated באמצעות מעבד קולי UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, גרמניה) באמפליטודה של 40% למשך 2 דקות במצב רציף (100% מחזור), בבקבוקון זכוכית נקי שקוע בקרח לפיזור חום, להכנת HKSP המכיל ננו-חלקיקי PLGA. התמיסה דוללה עוד יותר ל-20 מ"ל במים אוטוקלאביים (מסנן 0.22μ מעוקר) וערבבה במשך שעה בטמפרטורת החדר תחת ואקום עדין כדי לאדות אתיל אצטט. לאחר מכן התמיסה עברה צנטריפוגה כדי לאסוף NPs, ותהליך זה חזר על עצמו פעמיים כדי להסיר עודפי PVA. גלולת הננו-חלקיקים הושעתה מחדש ב-500μl של מים אוטוקלאביים והתייבשה בהקפאה. הננו-חלקיקים הסופיים אוחסנו בטמפרטורה של -20°C עד לשימוש נוסף.
גודל חלקיקים של הרג חום סטרפטוקוקוס דלקת ריאות-ננו-חלקיקי PLGA עטופים. גודל החלקיקים של תרחיף מימי של ננו-חלקיקים הנמדד על ידי פיזור אור דינמי מראה את הגודל הממוצע ואת התפלגות גאוס של חלקיקים באצווה.
מקור: Mott et al.: משלוח תוך אפי של חיסון מבוסס ננו-חלקיקים מגביר את ההגנה מפני ס. דלקת ריאות. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
הומוגנייזר קולי UIP2000hdT (2kW) עם כור אצווה מעורבב ברציפות
מעבדים קוליים עבור ניסוחים פרמצבטיים
Hielscher Ultrasonic הוא זמן רב מנוסה בתכנון, ייצור, הפצה ושירות של homogenisers קולי ביצועים גבוהים עבור תעשיית התרופות והמזון.
הכנת ליפוזומים באיכות גבוהה, ננו-חלקיקי שומנים מוצקים, ננו-חלקיקים פולימריים ומתחמי ציקלודקסטרין הם תהליכים, אשר מערכות קוליות Hielscher משמשים עם אמינות גבוהה פלט באיכות מעולה. אולטרסאונד Hielscher מאפשרים שליטה מדויקת על כל הפרמטרים בתהליך, כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ ואנרגיית סוניקציה. התוכנה החכמה מעצבת באופן אוטומטי את כל פרמטרי הסוניק (שעה, תאריך, משרעת, אנרגיה נטו, אנרגיה כוללת, טמפרטורה, לחץ) בכרטיס SD המובנה.
- תחליב בעל ביצועים גבוהים
- שליטה מדויקת בגודל החלקיקים ובעומס
- עומס גבוה של חומרים פעילים
- שליטה מדויקת בפרמטרים של התהליך
- תהליך מהיר
- בקרת טמפ' לא תרמית ומדויקת
- מדרגיות ליניארית
- יכולת שחזור
- סטנדרטיזציה של תהליכים / GMP
- גשושיות וכורים אוטומטיים
- CIP / SIP
הטבלה הבאה נותנת לך אינדיקציה ליכולת העיבוד המשוערת של האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | קצב זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500 מ"ל | 10 עד 200 מ"ל/דקה | UP100H |
| 10 עד 2000 מ"ל | 20 עד 400 מ"ל/דקה | UP200Ht, UP400ST |
| 00.1 עד 20 ליטר | 00.2 עד 4L/דקה | UIP2000hdT |
| 10 עד 100 ליטר | 2 עד 10 ליטר/דקה | UIP4000hdT |
| נ.א. | 10 עד 100 ליטר/דקה | UIP16000 |
| נ.א. | גדול | אשכול של UIP16000 |
צרו קשר! / שאל אותנו!
ספרות/מקורות
- 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.
עובדות שכדאי לדעת
נשאי תרופות ננו-מובנים
נשאי תרופות בגודל ננומטרי כגון ננו-תחליבים, ליפוזומים, ננו-חלקיקי שומנים מוצקים, ננו-חלקיקים פולימריים ונשאי שומנים ננו-מובנים משמשים לניסוח תרופות עם פונקציות משופרות כגון זמינות ביולוגית משופרת, תאימות ביולוגית מוגברת, אספקה ממוקדת, מחצית חיים חיובית בדם, ורעילות נמוכה מאוד או ללא רעילות לרקמות בריאות. Ultrasonication היא טכניקה יעילה מאוד כדי לנסח צורות שונות של nanotherapeutics. קרא עוד על יישומים קוליים בייצור תרופות!
ליפוזומים
ליפוזום הוא שלפוחית בצורת כדורית בעלת לפחות דו-שכבה שומנית אחת, אשר עוטפת את ליבת החומרים ההידרופוביים. שניהם, הגודל, כמו גם האופי ההידרופובי וההידרופילי, הופכים ליפוזומים למערכות אספקת תרופות חזקות, למשל ויטמין C ליפוזומלי. מאפייני הליפוזומים מושפעים באופן משמעותי מהרכב השומנים, מטען פני השטח, הגודל וטכניקת ההכנה. לחץ כאן כדי ללמוד עוד על הכנה קולית של ליפוזומים!
ננו-אמולסיות
ננו-תחליבים או תחליבים תת-מיקרוניים הם תחליבים בעלי גודל טיפה בין 20-200 ננומטר והתפלגות טיפות צרה. הטיפות בגודל ננומטרי מציעות מספר יתרונות למתן אוראלי, כמו גם לאספקה מקומית / טרנסדרמלית של חומרים פרמצבטיים וביו-אקטיביים, למשל ננו-תחליבים CBD. הטיפות בגודל ננומטרי עם היכולת להמיס ביעילות תרופות ליפופיליות, כמו גם קצב הספיגה המשופר, הופכים ננו-אמולסיות לצורת מתן נפוצה לזמינות ביולוגית גבוהה. פורמולציות ננו-מתחלבות יכולות לשמש גם לשחרור מורחב של תרופות ליפופיליות או הידרופיליות.
קרא עוד על ייצור קולי של ננו-תחליבים!
ננו-חלקיקי שומנים מוצקים
ננו-חלקיק שומנים מוצק (SLN) הוא ננו-חלקיק כדורי בקוטר ממוצע בין 10 ל-1000 ננומטר. לננו-חלקיקי שומנים מוצקים יש מטריצה של ליבת שומנים מוצקים שבה מולקולות ליפופיליות (חומרים פעילים) יכולות להיות מסיסות כך שהננו-חלקיק פועל כנשא תרופות. ליבת השומנים מיוצבת על ידי חומר מתחלב או פעילי שטח. עם יישומים למתן פרנטרלי ופה, כמו גם מתן תרופות עיניות, ריאתיות ומקומיות, ננו-חלקיקי שומנים מוצקים משמשים לשיפור יעילות הטיפול ולהפחתת תופעות לוואי מערכתיות.
קרא עוד על סינתזה בסיוע אולטרה-סאונד של ננו-חלקיקים מוצקים-שומנים!
נשאי שומנים ננו-מובנים
בדומה לננו-חלקיקי שומנים מוצקים (SLNs), נשאי שומנים ננו-מובנים (NLCs) הם צורה נוספת של ננו-חלקיקים מבוססי שומנים. נשאי שומנים ננו-מובנים (NLC) הם ננו-חלקיקי שומנים מוצקים מעובדים המורכבים מתערובת של שומנים מוצקים ונוזליים ומציעים יציבות ויכולת העמסה משופרות.
ניתן להכין נשאי שומנים ננומטריים באמצעות תחליב על-קולי מתדוד.
גבישים בגודל ננומטרי
התגבשות על-קולית ומשקעים היא דרך רבת עוצמה לעטוף חומרים בעלי מסיסות מים ירודה לתוך גביש מצופה. Zheng et al. (2020) מדווחים על אנקפסולציה על-קולית של כורכומין, תרכובת ביו-אקטיבית עם יתרונות בריאותיים רבים, אך זמינות ביולוגית ירודה עקב מסיסות נמוכה במים. צוות המחקר פיתח ננו-מעטפת פוליאלקטרוליטים שכבה אחר שכבה (LbL) כדי לעטוף את מולקולות הכורכומין. הם מציינים כי "בניגוד לשיטות האמולסיה הנפוצות, אנקפסולציית LbL בסיוע קולי שלנו יכולה להשיג ננו-חלקיקים בגודל קטן בהרבה. עבור כורכומין, השגנו ננו-חלקיקים גבישיים בגודל ממוצע של 80 ננומטר, ופוטנציאל ξ של +30 mV או -50 mV, מה שהבטיח יציבות של ננו-קולואידים אלה במשך חודשים (נשמר בתמיסת תרופות רוויות). היווצרות קונכיות עם שתי שכבות של פוליאלקטרוליטים תואמים ביולוגית אפשרה שחרור איטי של תרופות במשך כ-20 שעות".
פרוטוקול התגרענות כורכומין: אבקת כורכומין הומסה בתמיסת 60% אתנול/מים. לאחר פירוק מלא של כורכומין, פוליקציות מימיות, פולי(allylamine hydrochloride), PAH, או פרוטומין סולפט מתכלה, (PS) נוספו. לאחר מכן, הפתרון היה sonicated עם UIP1000, 1kW חזק ulötrasonicator מ Hielscher Ultrasonic, ב 100 וואט לכל מ"ל של פתרון. במהלך אולטרה-סוניקציה, מים נוספו לאט לתמיסה. בשל תוספת המים, הממס הופך קוטבי יותר, מה שמפחית את מסיסות הכורכומין. כאשר ריכוז שיווי המשקל עולה על סף המסיסות מתקבל סופר-רוויה של כורכומין ומתחיל נוקלציה גבישית. תחת ultrasonication כוח גבוה, צמיחת חלקיקי התרופה נעצרת בשלבים הראשוניים.
קרא עוד על משקעים קוליים והתגבשות של ננו-גבישים!