היגישר טכנולוגיית אולטרה סאונד

טיפול אולטרסאונד של חלקיקים עבור תרופות

אולטראסאונד היא טכנולוגיה חדשנית המשמשת בהצלחה sonochemical סִינתֶזָה, דגלומרציה, פְּזִירָה, מתחמק, Functionalization והפעלה של חלקיקים. במיוחד בתחום הננו-טכנולוגיה, את ultrasonication היא טכניקה חיונית לצורך סינתזה ועיבוד של חומרים בגודל ננו. מאז ננוטכנולוגיה צברה עניין מדעי מצטיינים זו, חלקיקים בגודל ננו מנוצלים להפליא רבים בתחומים מדעיים ותעשייתיים. סניף פארמה גילה את הפוטנציאל הגבוה של חומר גמיש משתנה זה, מדי. כתוצאה מכך, חלקיקים מעורבים לתוך יישומים פונקציונליים שונים בתעשיית התרופות, אלה כוללים:

  • משלוח סמים (מוביל)
  • מוצרי אבחון
  • אריזת מוצר
  • גילוי סמן ביולוגי

ננו ב תרופות

במיוחד, משלוח תרופות דרך חלקיקים הוא כבר שיטה מוכחת עבור אספקת סוכנים פעילים אשר כבר מנוהל לפני הפה או על ידי הזרקה. (באווה 2008) Nano ניסח סמים יכול להיות dosed ו נמסר הרבה יותר יעיל כמו טכניקות חדשות לפתוח לחלוטין דרכים חדשות של טיפולים רפואיים. טכנולוגיה זו עתירת פוטנציאל מסייע באספקת תרופות, חום, או חומרים פעילים אחרים לתאים ספציפיים, כלומר תאים חולים. על ידי זה ישיר משלוח התרופה, תאים בריאים אינם מוטרדים על ידי תופעות סמים. שדה אחד, בתרופות הננו-פורמולציות הללו, כבר מראים שהתוצאות המבטיחות שלהם הן הטיפול בסרטן. בטיפול בסרטן זה היתרון הגדול של חומרים בגודל ננו כי מינונים גבוהים של מולקולות סמים ניתן להעביר ישירות לתאי הגידול להשפעות מקסימליות תוך מזעור תופעות לוואי לאיברים אחרים. (Liu et al885) יתרון זה התוצאות בגודל ננו על ידי כך החלקיקים מסוגלים לעבור קירות התא ואת הקרומים ולשחרר את התרופה של סוכנים פעילים ישירות על תאים ממוקדים.

ננו עיבוד

כמו ננו מוגדר חלקיקים עם ממד פחות מ 100nm זה אומר כי הייצור והעיבוד של חומרים אלה דורשים מאמצים גבוהים.
כדי ליצור ולעבד חלקיקים, agglomerates צריך להיות שבור וכוחות מליטה צריך היה להתגבר. קולי cavitation היא טכנולוגיה ידועה כדי deagglomerate ולפזר ננו. המגוון של ננו וצורות פותח שינויי סעפת עבור מחקר תרופות. צינורות פחמן (CNT) יש נפח פנימי גדול המאפשר יותר מולקולות התרופה להיות encapsulated, ויש להם משטחים פנימיים וחיצוניים נפרדים עבור פונקציונליזציה. (Hilder et al 2008) על ידי זה, CNTs מסוגלים לבצע מולקולות שונות כגון סוכנים פעילים, DNA, חלבונים, פפטידים, מיקוד ligands וכו 'לתוך התאים. CNTs הוכרו כמו ננו מובהק רכשו את מעמדו של אחד השדות הפעילים ביותר של ננו ו ננוטכנולוגיה. MWCNT מורכב של 30-30 שכבות graphitic קונצנטריים, בקטרים ​​של אשר נע בין 10 ל 50 ננומטר אורך יותר מ 10 מיקרומטר. מצד שני, SWCNT הוא הרבה יותר דק, עם קוטר הנעים בין 1.0 ל 1.4 ננומטר. (Srinivasan 2008) חלקיקים כמו גם צינורות יכולים להזין תאים והוא יכול להילקח על ידי אותם לחלוטין. ב funtionalized במיוחד פחמן Nanotubes (F-CNTs) ידועים כדי לשפר את מסיסות ולאפשר מיקוד יעיל הגידול. לפי זה, F-CNTs, SWNTs ו MWNTs נמנעים מלהיות ציטוטוקסי (רעילים = לתאים) ולשנות את הפונקציה של המערכת החיסונית. לדוגמה, צינורות פחמן חד-דופנות (SWCNTs) של טוהר גבוה ניתן לייצר בדרך sonochemical: SWCNTs הטוהר גבוהה ניתן להשיג בתמיסה נוזלית ידי sonicating אבקת סיליקה עבור 20 דקות. בטמפרטורת החדר ובלחץ הסביבה. (סריניבאסאן 2005)

Sonochemically מוכן צינורות פחמן חד-דופנות (SWNTs / SWCNTs)

תמונה 1: ייצור Sonochemical של SWCNTs. אבקת סיליקה בתמיסה של תערובת ferrocene-קסילן כבר sonicated עבור 20 דקות. בטמפרטורת החדר ובלחץ הסביבה. Sonication מייצרת SWCNTS-טוהר גבוה על פני השטח של אבקת סיליקה. (ג'אונג et al. 2004)

פונקציונלי פחמן (F-צינוריות) יכול גם לשמש מערכות העברת החיסון. התפיסה הבסיסית היא לקשר בין אנטיגן כדי צינורות פחמן תוך שמירת הקונפורמציה שלו, ובכך, גרימת תגובת נוגדן עם סגוליות התקינות.
חלקיקים קרמיים, נגזרו לדוגמא, מאת סיליקה, טיטניה או אלומינה, כוללת משטח חלקיקים נקבובי שגורם להם נושאת סמים אידיאלית.

סינתזת אולטרסאונד ו משקעים של חלקיקים

יכול להיווצר חלקיקים מלמטה למעלה בסינתזה או משקעים. סונוכימיה היא אחת הטכניקות המוקדמות המשמשות להכנת תרכובות nanosize. Suslick בעבודתו המקורית, sonicated Fe (CO) 5 או כנוזל מסודר או בתמיסת deaclin וקבל חלקיקי ברזל אמורפי גודל 10-20nm. באופן כללי, תערובת רוויה מתחילה להרכיב חלקיקים מוצקים מתוך חומר מרוכז מאוד. Ultrasonication משפר את ערבוב של סמנים טרום מגדיל את העברת מסה על פני החלקיקים. זה מוביל בגודל חלקיקים קטן אחידה גבוהה יותר.

homogenizers אולטרסאונד מאפשר לקבל פיזור, deagglomeration ו mfunctionalization יעיל של חומרים ננו.

Pic. 1: מכשיר המעבדה של Hielscher UP50H עבור sonication של נפחים קטנים, לדוגמה: בפיזור MWNTs.

Functionalization אולטרסאונד של חלקיקים

כדי להשיג חלקיקים עם מאפיינים ספציפיים פונקציות, את פני השטח של החלקיקים צריך להיות שונה. ננו שונים כמו פולימרים חלקיקים, ליפוזומים, dendrimers, צינורות פחמן, נקודות קוונטיות וכו 'ניתן פונקציונליות בהצלחה לשימוש יעיל בתחום התרופות.
כדי functionalize המשטח השלם של כל חלקיק בודד, שיטת פיזור טובה נדרשת. כאשר התפזרו, חלקיקים בדרך כלל מוקפים שכבת גבול של מולקולות נמשכות אל פני החלקיקים. על מנת קבוצות פונקציונליות חדשות להגיע אל פני החלקיקים, שכבת הגבול הזה צריך להיות שבור או להסירו. מטוסי נוזל הנובעות cavitation קולי יכול להגיע למהירות של עד 1000km / hr. מתח זה עוזר להתגבר על הכוחות למשוך ונושא את המולקולות התפקודיות אל פני החלקיקים. בשנת sonochemistry, אפקט זה משמש כדי לשפר את הביצועים של זרזים מפוזרים.

דוגמה מעשית:

Ultrasonic פונקציונליות של SWCNT ידי PL-PEG: Zeineldin et al. (2009) הוכיח כי פיזור של צינורות פחמן יחיד (SWNTs) על ידי ultrasonication עם פוספוליפיד-פוליאתילן גליקול (PL-PEG) שברי אותו, ובכך להפריע ליכולתה לחסום ספיגה לא ספציפית על ידי תאים. עם זאת, מפולג PL-PEG מקדם ספיגה ספציפית הסלולר של SWNTs ממוקד לשני סוגים שונים של קולטנים לידי ביטוי על ידי תאים סרטניים. טיפול Ultrasonic בנוכחות PL-PEG היא שיטה נפוצה המשמש לפיזור או פונקציונלי צינורות פחמן ואת שלמות PEG חשוב לקידום ספיגת הסלולר הספציפי של צינורות ליגנד פונקציונלי. מאז פיצול הוא תוצאה אפשרית של ultrasonication, טכניקה נפוץ לפזר SWNTs, זה אולי דאגה עבור יישומים מסוימים כגון משלוח סמים.

ציוד לפיזור אולטרסאונד כגון UP400S ultrasonicator הם הכלי המושלם להתפזר SWCNTs Fragmente כדי להכין חומרים פרמצבטיים.

איור 2:. פיזור אולטרה סאונד של SWCNTs עם PL-PEG (Zeineldin ואח 2009.)

גיבוש Liposome אולטרסאונד

יישום מוצלח נוסף של אולטרסאונד הוא הכנת ליפוזומים וננו-ליפוזומים. ליפוזום מבוססי סמים ומערכות אספקת גנים לשחק תפקיד משמעותי טיפולים רבגוניים, אלא גם בתחום הקוסמטיקה ותזונה. ליפוזומים הם נושאי טוב, כמו סוכני מים מסיסים במים ניתן להציב במרכז מימיות של ליפוזומים או, אם הסוכן הוא מסיס בשומן, בשכבת השומנים. ליפוזומים יכולים להיווצר על ידי שימוש של ultrasonics. החומר הבסיסי לפריכות ליפוזום הוא מולקולות אמפיליות הנגזרות או מבוססות על שומנים מממברניים ביולוגיים. להיווצרות שלפוחית ​​unilamellar קטן (SUV), פיזור השומנים הוא sonicated בעדינות – לְמָשָׁל עם מכשיר כף היד הקולי UP50H (50W, 30kHz), את VialTweeter או הכור הקולי UTR2002 – באמבט קרח. המשך כגון טיפול קולי נמשך כ. 5 - 15 דקות. שיטה נוספת להפקת שלפוחית ​​unilamellar הקטנה היא sonication של ליפוזומים שלפוחית ​​רבים-שבשבת.
דינו-Pirvu ואח. (2010) מדווח על קבלת transferosomes ידי sonicating ספקים רב-לשוניים בטמפרטורת החדר.
Hielscher אולטרסוניקה מציעה מכשירים קוליים שונים, sonotrodes ואביזרים כדי לענות על הדרישה של כל מיני תהליכים.

אנקפסולציה אולטרסאונד של סוכנים לתוך ליפוזומים

ליפוזומים עובד כנשאים עבור סוכנים פעילים. אולטראסאונד הוא כלי יעיל כדי להכין ויוצר את ליפוזומים עבור ולכידתו של סוכנים פעילים. לפני אנקפסולציה, את ליפוזומים נוטים ליצור אשכולות בשל האינטראקציה תשלום תשלום השטח של ראשי הקוטב פוספוליפידים (Míckova et al. 2008), כמו כן הם צריכים להיפתח. כדוגמה, ז'ו ואח. (2003) לתאר את אנקפסולציה של אבקת ביוטין ב ליפוזומים ידי ultrasonication. כמו אבקת ביוטין נוספה לתוך פתרון השעית שלפוחית, הפתרון כבר sonicated עבור כ. 1 שעה. לאחר טיפול זה, ביוטין נלכד בתוך ליפוזומים.

אמולסיות liposomal

כדי להגביר את האפקט וטיפוח של לחות או אנטי אייג'ינג קרמים, משחות, ג'לים ונוסחאות cosmeceutical אחרים, מתחלב מתווספים תפוצות liposomal לייצב כמויות גבוהות של שומנים. אבל החקירות הראו כי היכולת של ליפוזומים מוגבלת בדרך כלל. עם תוספת של מתחלבים, האפקט הזה יופיע קודם לכן ואת מתחלבים נוספות לגרום להחלשת הזיקה מחסום של phosphatidylcholine. חלקיקים – מורכב phosphatidylcholine ושומנים - הם התשובה לבעיה זו. חלקיקים אלו נוצרים על ידי טיפת שמן שמכוסית בשכבה של phosphatidylcholine. שימוש חלקיקים מאפשר ניסוחים המסוגלים לספוג יותר שומנים ולהישאר יציבה, כך מתחלבים נוספים אינם נחוצים.
Ultrasonication היא שיטה מוכחת לייצור nanoemulsions ו nanodispersions. אולטראסאונד אינטנסיבי מאוד מספק את הכוח הדרוש כדי לפזר שלב נוזלי (שלב מפוזרים) בטיפות קטנות בשלב השני (שלב מתמשך). באזור פיזור, בועות cumitation שיגור לגרום גלי הלם אינטנסיבי בנוזל המקיף וכתוצאה מכך היווצרות של סילון נוזלי של מהירות נוזלית גבוהה. על מנת לייצב את טיפות החדש של שלב לפזר נגד ההתאמה, מתחלבים (חומרים פעילים פני השטח, פעילי שטח) ומייצבים מתווספים תחליב. כמו ההתכנסות של טיפות לאחר הפרעה משפיע על התפלגות גודל טיפה הסופי, התייצבות מייצבים ביעילות משמשים כדי לשמור על התפלגות גודל טיפה הסופי ברמה כי הוא שווה את ההפצה מיד לאחר שינויי טיפות באזור קולי פיזור.

דיספרסיות liposomal

דיפוזיות ליפוזומליות, אשר מבוססות על phosphatidylichlorine בלתי רוויות, חוסר יציבות נגד חמצון. ייצוב הפיזור ניתן להשיג על ידי נוגדי חמצון, כגון על ידי קומפלקס של ויטמינים C ו- E.
Ortan ואח. (2002) השיגו במחקרם בדבר הכנת הקולי של Anethum graveolens שמן חיוני ליפוזומים תוצאות טובות. לאחר sonication, המימד של ליפוזומים היו בין 70-150 ננומטר, ועל MLV בין 230-475 ננומטר; הערכים אלה היו כ מתמידים גם לאחר 2 חודשים, אבל inceased לאחר 12 חודש, בעיקר פיזור SUV (ראה היסטוגרמות להלן). מדידת היציבות, בנוגע לאובדן שמן אתרים והפצת גודל, גם הראתה כי תפוצות liposomal שומרות את התוכן של שמן ידיף. הדבר מצביע על כך ולכידתו של שמן חיוני ליפוזומים הגדילה את יציבות שמן.

אולטרסונית שלפוחית ​​רבה שבשבת שהכינה (MLV) ואת השלפוחית ​​חד שבשבת Uni (SUV) מראות יציבות טובה לגבי אובדן שמן אתרים ואת התפלגות גודל חלקיקים.

איור 3:. Ortan ואח. (2009): יציבות של תפוצות MLV ו SUV אחרי 1 לשנה. ניסוחים liposomal אוחסנו ב ºC 4 ± 1.

לחץ כאן כדי לקרוא עוד על ההכנה ליפוזום הקולית!

אפקטי אולטרסאונד

לצד ייצור קולי של חלקיקי, עיבוד של חומרים אלה הוא שדה רחב עבור יישומים של ultrasonication. את האגלומרטים יש לשבור, יש לחלק את החלקיקים ו / או להתפזר, את המשטחים צריך להיות מופעל או פונקציונלי, ואת טיפות ננו חייב להיות emulsified. עבור כל הצעדים האלה עיבוד, אולטרסאונד היא שיטה חיונית מוכחת. אולטראסאונד בעל הספק גבוה יוצר תופעות אינטנסיביות. כאשר סוניקטינג נוזלים בעוצמות גבוהות, גלי קול המתפשטים לתוך התקשורת נוזלי לגרום לסירוגין בלחץ גבוה (דחיסה) ו בלחץ נמוך (נטייה) מחזורי, עם שיעורי בהתאם לתדירות. במהלך מחזור הלחץ הנמוך, גלים אולטראסוניים בעוצמה גבוהה יוצרים בועות ואקום קטנות או חללים בנוזל. כאשר הבועות משיגות נפח שבו הם כבר לא יכולים לספוג אנרגיה, הם מתמוטטים באלימות במהלך מחזור לחץ גבוה. תופעה זו נקראת cavitation.
ההתפוצצות של תוצאות בועות cavitation ב מערבולות-מיקרו מיקרו-סילוני עד 1000km / hr. חלקיקים גדולים כפופים משטח שחיקה (דרך התמוטטות cavitation בנוזל המקיף) או הפחתת גודל חלקיקים (עקב ביקוע באמצעות התנגשות בין חלקיקים או קריסת בועות cavitation נוצרה על פני השטח). זה מוביל האצה חדה של דיפוזיה, תהליכי המסה-העברת ותגובות שלב מוצק עקב שינוי גודל ומבנה הגביש. (Suslick 1998)

ציוד עיבוד קולי

Hielscher היא הספקית העליונה של איכות גבוהה ומעבדי קולי ביצועים גבוהים עבור מעבדת יישום תעשייתי. התקנים בטווח מ 50 וואט עד ל 16,000 וואט לאפשר לכל אחד למצוא מעבד הקולי הנכון לכל נפח וכל תהליך. לפי ביצועים הגבוהים שלהם, אמינות, חוסן ויכולת הפעלה קלה, הטיפול הקולי הוא טכניקה חיונית להכנה והעיבוד של ננו. מצויד CIP (נקי-in-place) ו SIP (לעקר-in-place), התקנים אולטראסאונד של Hielscher להבטיח ייצור יעיל ובטוח פי סטנדרטים התרופות. ניתן כל התהליכים הספציפיים הקוליים לבדוק בקלות מידה במעבדה או ספסל-עליון. התוצאות של ניסויים אלה הם לשחזור לחלוטין, כך הסולם למעלה הבאה היא ליניארית ויכולה להיעשות בקלות בלי מאמץ נוסף לגבי אופטימיזציה בתהליך.

סונו-סינתזה יכולה להתבצע כקבוצה או כתהליך מתמשך.

Pic. 2: כור תא זרימת Ultrasonic לאפשר עיבוד רציף.

ספרות / הפניות

  • Bawa, ראג ' (2008): ננו-חלקיק מבוססי Therapeutics בבני אדם: סקר. ב: חוק ננו-טכנולוגיה & עסקים, קיץ 2008.
  • דינו-Pirvu, כריסטינה; Hlevca, כריסטינה; Ortan, אלינה; Prisada, רזבאן (2010): שלפוחית ​​אלסטיים כנשאים לתרופות למרות העור. ב: Farmacia Vol.58, 2/2010. בוקרשט.
  • Hilder, טמזין .; היל, ג'יימס מ (2008): Encapsulation של cisplatin תרופה נגד סרטן לתוך צינורות. ICONN 2008. http://ro.uow.edu.au/infopapers/704
  • ג'אונג, סו-Hwan; Ko, Ju-הייאה; פארק, ג'ינג-בונג; פרק, Wanjun (2004): מסלול Sonochemical כדי חד-דופנות פחמן בתנאי הסביבה. בתוך: Journal of האגודה האמריקנית לכימיה 126/2004; עמ. 15,982-15,983.
  • Ko, Weon Bae; פארק, ביאנג איון; לי, יאנג מין; הונג, סונג הו (2009): סינתזה של פולנה [C60]-חלקיקי זהב באמצעות שאינם יוניים surfac, מ80 ו brij 97. ב: יומן המחקר עיבוד קרמי 10, 1/2009; עמ' 6-10.
  • ליו, דז'ואנג; חן, קאי; . דייויס, קורין שרלוק, שרה; . סאו, קאיא; צ'אן קסייואן; דאי, Hongjie (2008): משלוח תרופות עם צינוריות פחמן עבור vivo טיפול בסרטן. ב: סרטן המחקר 68; 2008.
  • Mícková, A; Tománková, K.; Kolárová, H.; Bajgar, R. Kolár, P.; Sunka, P.; פלנקנר, ז. Jakubová, R.; בנס, י. Kolácná, L; Plánka, A.; Amler, E. (2008): Ultrasonic הלם גל כמנגנון בקרה עבור ליפוזום סמים משלוח המערכת לשימוש אפשרי ב פיגום מושתל אצל בעלי חיים עם פגמים ארטיקולריים הסחוס. ב: Acta Veterianaria Brunensis Vol. 77, 2008; עמ. 285-280.
  • נהאר, M .; דוטה, T .; מורוגסן, S .; Asthana, A .; מישרה, D .; מראג'קומאר, V .; טרה, M .; סרף, S .; ג'אין, נ ק (2006): חלקיקים פולימריים פונקציונליים: כלי יעיל ומבטיח למסירה של bioactives פעיל. ב: ביקורות קריטיות מערכות Carrier ותרופות טיפוליות, Vol. 23, 4/2006; עמ. 259-318.
  • Ortan, אלינה; Campeanu, Gh .; דינו-Pirvu, כריסטינה; פופסקו, לידיה (2009): מבחנים המתייחסים ולכידתו של Anethum graveolens שמן חיוני ליפוזומים. בתוך: כרך מכתבי ביוטכנולוגיה Poumanian. 14, 3/2009; עמ. 4411-4417.
  • סריניבאסאן, ג (2008): צינורות פחמן בטיפול בסרטן. ב: נוכחי למדע, Vol.93, מס '3, 2008.
  • סריניבאסאן, ג (2005) A "Sound" שיטה לסינתזה של צינורות פחמן חד-דופנות בתנאי סביבה. ב: נוכחי למדע, Vol.88, מס '1, 2005. עמ' 12-13..
  • Suslick, קנת ס (1998): קירק-Othmer האנציקלופדיה של טכנולוגיה כימית; 4th Ed. ג'יי ויילי & בנים: ניו יורק, Vol. 26, 1998 עמ. 517-541.
  • Zeineldin, Reema; אל-חייק, מרואן; הדסון, לורי ג '(2009): ליושר פוליאתילן גליקול ב קולטן מסוים הכוונת של פחמן לתאים סרטניים. ב: Nano Letters 9/2009; עמ. 751-757.
  • ז'ו, חי פנג; Li, יוני באי (2003): הכרה ביוטין פונקציונלית ליפוזומים. בתוך: כרך מכתבי כימיקלים סיני. 14, 8/2003; עמ. 832-835.

צור קשר / בקש מידע נוסף

דבר איתנו על דרישות העיבוד שלך. נמליץ פרמטרי ההתקנה ועיבוד המתאימים ביותר עבור הפרויקט שלכם.





הינכם מתבקשים לשים לב מדיניות פרטיות.