חומרים תרופתיים המכומסים בננו־חלקיקים ליפידיים באמצעות אולטרסאונד
נשאי תרופות בגודל ננומטרי נמצאים בשימוש נרחב להחדרת תרכובות פעילות מבחינה תרופתית לתאי המטרה. כדי לכמס את החומרים הפעילים בנשא תרופות בעל זמינות ביולוגית גבוהה, משתמשים בננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים. יצירת ננו־תחליבים וכימוס באמצעות אולטרסאונד הם טכניקה אמינה לייצור כמויות גדולות של ננו־נשאים באיכות גבוהה, כגון ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים, נשאים ליפידיים בעלי מבנה ננומטרי וליפוזומים.
יצירת ננו־תחליבים וכימוס באמצעות אולטרסאונד
סוניקציה מסוגלת לפרק את פאזות השמן והמים ולערבב טיפות שמן זעירות בתוך מים. מכיוון שניתן לשלוט במדויק בתהליך התחלוב האולטרסוני, התחלוב האולטרסוני והתהליך העוקב של יצירת ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים מאפשרים לייצר ננו־חלקיקים טעונים. סוניקציה יכולה לייצר טיפות קטנות במידה ניכרת בהשוואה לשיטות תחלוב מקובלות.
מכיוון שניתן לשלוט במדויק ביצירת ננו־תחליבים ובכימוס באמצעות אולטרסאונד, טכניקת הסוניקציה מאפשרת שליטה מדויקת בגודל הננו־חלקיק הליפידי המוצק ובטעינתו.
יצירת ננו־תחליבים באמצעות אולטרסאונד משמשת לייצור ננו־תחליבים טעונים, ליפוזומים וננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים. סוניקציה יוצרת התפלגות צרה של גודלי טיפות וחלקיקים בעלי מבנה ננומטרי.
בעוד שניתן לטעון ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים (SLNs) גדולים יותר בריכוז גבוה יותר של חומרים פעילים, חלקיקי SNLs קטנים מציגים קינטיקת ספיגה מהירה בהרבה וזמן שהייה ממושך יותר במחזור הדם בגוף האדם.
ההומוגנייזרים של Hielscher Ultrasonics מעניקים לכם שליטה מלאה בפרמטרים של התהליך, כגון משרעת, טמפרטורה, לחץ, זמן סוניקציה ותשומת אנרגיה. כך תוכלו לפתח מתכון מותאם אישית לפורמולציה הקניינית שלכם של ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים. ההכנה האולטרסונית של ננו־חלקיקים ליפידיים מתאימה למגוון מקורות ליפידים וחומרים מתחלבים.
סוניקציה יוצרת התפלגות צרה ואחידה מאוד של גודלי חלקיקים, ובכך מובילה ליציבות גבוהה במהלך האחסון.
UIP1000hdT עם ריאקטור זרימה מזכוכית לייצור ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים
הכנת ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים באמצעות אולטרסאונד
(Kumar et al. 2019)
- תחלוב בביצועים גבוהים
- שליטה מדויקת בגודל החלקיקים הליפידיים ובתכולת המטען שלהם
- תכולת מטען גבוהה של חומרים פעילים
- שליטה מדויקת בפרמטרים של התהליך
- תהליך מהיר
- ללא חימום, עם בקרת טמפרטורה מדויקת
- הגדלת קנה מידה ליניארית
- הדירות
- תקנון התהליך / GMP
- גשושיות וריאקטורים הניתנים לעיקור באוטוקלב
- CIP / SIP
שלבי הייצור האולטרסוני של ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים
(Kumar et al. 2019)
מהם ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים?
ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים (SLNs) הם צורה נפוצה של נשא תרופות בעל מבנה ננומטרי, שיכול לכמס תרכובות בעלות פעילות ביולוגית או תרכובות תרופתיות. הם יכולים לשפר את העברת התרופות למערכת הלימפה של המעי ואת החדירה לרקמות, להשגת שיעור העברה גבוה של החומרים הטיפוליים. חלקיקי SNLs יכולים ללכוד תרופות ליפופיליות בליבה הליפידית שלהם, בעוד שציפוי החומר פעיל השטח הופך את הננו־חלקיק למסיס במים ובכך מקנה להם זמינות ביולוגית גבוהה. לחלקיקי SNLs צורה כדורית, והם מורכבים מליבה ליפידית מוצקה המיוצבת באמצעות חומר מתחלב (חומר פעיל שטח וחומרים פעילי שטח מסייעים).
מקורות נפוצים לליפידים ולטריגליצרידים הם טריקפרין, טרילאורין, טרימיריסטין, טריפלמיטין, טריסטארין, גליצריל מונוסטאראט, גליצריל בהנאט, גליצריל פלמיטוסטאראט, צטיל פלמיטאט, חומצה סטארית, חומצה פלמיטית, חומצה דקנואית, חומצה בהנית, אסטרים של גליקול, אצילגליצרולים, שעוות ועוד.
כחומרים פעילי שטח בננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים משתמשים לעיתים קרובות בלציטינים (למשל לציטין סויה, לציטין חמניות ולציטין ביצה), פוספוליפידים, פוספטידילכולין, ספינגומיאלינים, מלחי מרה (נתרן טאורוכולאט), סטרולים (כולסטרול), פולוקסמר 188, 182 ו־407, פולוקסמין 908, Tyloxapol, פוליסורבט 20, 60 ו־80, נתרן כולאט, נתרן גליקוכולאט, מלח נתרן של חומצה טאורוכולית, מלח נתרן של חומצה טאורודאוקסיכולית, בוטנול, חומצה בוטירית, דיוקטיל נתרן סולפוסוקצינאט ומלח נתרן של חומצה מונואוקטילפוספורית, בין היתר.
מכיוון שננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים מורכבים מליפידים הדומים מבחינה פיזיולוגית לאלו המצויים בגוף האדם, הם נחשבים לנסבלים היטב. ניתן לתת אותם דרך הפה, דרך הווריד ובמריחה על העור.
מכשירי אולטרסאונד בעלי ביצועים גבוהים לננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים
המערכות של Hielscher Ultrasonics נמצאות בשימוש נרחב בייצור תרופות ותוספי תזונה להכנת פורמולציות של ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים וליפוזומים באיכות גבוהה, הטעונים בחומרים תרופתיים, ויטמינים, נוגדי חמצון, פפטידים ותרכובות אחרות בעלות פעילות ביולוגית. כדי לענות על דרישות לקוחותיה, Hielscher מספקת מכשירי אולטרסאונד החל מהומוגנייזר מעבדתי ידני קומפקטי אך רב־עוצמה ומכשירי אולטרסאונד שולחניים ועד למערכות אולטרסוניות תעשייתיות מלאות לייצור נפחים גדולים של פורמולציות תרופתיות. מגוון רחב של סונוטרודות אולטרסוניות וריאקטורים זמין להבטחת תצורה מיטבית לייצור הליפוזומים שלכם. העמידות של הציוד האולטרסוני של Hielscher מאפשרת הפעלה 24/7 בעומסי עבודה גבוהים ובסביבות תובעניות.
כדי לאפשר ללקוחותינו לעמוד בתנאי ייצור נאותים (GMP) ולבסס תהליכים מתוקננים, כל מכשירי האולטרסאונד הדיגיטליים מצוידים בתוכנה חכמה להגדרה מדויקת של פרמטר הסוניקציה, לבקרה רציפה של התהליך ולרישום אוטומטי של כל פרמטרי התהליך החשובים בכרטיס SD מובנה. איכות מוצר גבוהה תלויה בבקרת התהליך ובשמירה רציפה על תקני עיבוד גבוהים. מכשירי האולטרסאונד של Hielscher מסייעים לכם לנטר ולתקנן את התהליך שלכם!
הטבלה שלהלן מציגה את כושר העיבוד המשוער של מכשירי האולטרסאונד שלנו:
| נפח אצווה | ספיקת זרימה | מכשירים מומלצים |
|---|---|---|
| 1 עד 500mL | 10 עד 200mL/min | UP100H |
| 10 עד 2000mL | 20 עד 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 עד 20L | 0.2 עד 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 עד 100L | 2 עד 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 עד 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | גבוהה יותר | מערך של UIP16000 |
צרו איתנו קשר! / שאלו אותנו!
ספרות ומקורות
- Basarkar A., Devineni D., Palaniappan R., Singh J. (2007): Preparation, characterization, cytotoxicity and transfection efficiency of poly (D, L-lactide- co-glycolide) and poly (D, L-lactic acid) cationic nanoparticles for controlled delivery of plasmid DNA. 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): Preparation and Efficacy of Newcastle Disease Virus DNA Vaccine Encapsulated in PLGA Nanoparticles. PLoS ONE 8(12), 2013.
עובדות שכדאי לדעת
ננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים כנשאי תרופות
לננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים יש בדרך כלל צורה כדורית וקוטר ממוצע בין 10 ל־1000 ננומטר. לננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים יש מטריצת ליבה ליפידית מוצקה שבה ניתן להמיס מולקולות ליפופיליות. הליבה הליפידית יכולה להיות מורכבת מתרכובות שומן שונות, כלומר המונח ״ליפיד״ משמש במובן רחב יותר הכולל טריגליצרידים (למשל טריסטארין), דיגליצרידים (למשל glycerol bahenate), מונוגליצרידים (למשל גליצרול מונוסטאראט), חומצות שומן (למשל חומצה סטארית), סטרואידים (למשל כולסטרול) ושעוות (למשל צטיל פלמיטאט). הליבה הליפידית מיוצבת באמצעות חומרים מתחלבים (חומר פעיל שטח), לרוב בשילוב של כמה מהם, הנבחרים בהתאם לדרך המתן.
חיסוני RNA
חיסוני RNA משתמשים בגדילי RNA שליח (mRNA) סינתטיים המקודדים לחלבונים מפני השטח של הנגיף. גדילי mRNA אלו מכומסים בננו־חלקיקים ליפידיים מוצקים כדי לעורר תגובה של מערכת החיסון האנושית לנגיף.