अल्ट्रासोनिक्स से S. Pneumoniae के विरुद्ध नैनो-अंतःसंपुटित इंट्रानेज़ल टीका
नैनोकणों में अंतःसंपुटित S. pneumoniae टीकों का लाभ
Mott et al. (2013) ने प्रायोगिक श्वसन-संबंधी न्यूमोकोकल संक्रमण के विरुद्ध सुरक्षा स्थापित करने में 234 ± 87.5nm के पॉली लैक्टिक-को-ग्लाइकोलिक अम्ल नैनोकण टीका संरूप की नाक के माध्यम से दी गई खुराक की प्रभावकारिता निर्धारित की। ताप से निष्क्रिय किए गए Streptococcus pneumoniae को अंतःसंपुटित करने वाले नैनोकण (NP-HKSP), खाली NP की तुलना में, नाक के माध्यम से दिए जाने के 11 दिन बाद भी फेफड़ों में बने रहे। केवल HKSP दिए जाने की तुलना में, NP-HKSP से प्रतिरक्षण ने S. pneumoniae के संक्रमण के विरुद्ध उल्लेखनीय प्रतिरोध उत्पन्न किया। बढ़ी हुई सुरक्षा का संबंध फुफ्फुसीय लिम्फोसाइटों की प्रतिजन-विशिष्ट, Th1-संबद्ध IFN-c साइटोकाइन प्रतिक्रिया में उल्लेखनीय वृद्धि से था। यह अध्ययन फुफ्फुसीय संक्रमणों के विरुद्ध नासिका-फुफ्फुसीय प्रतिरक्षण के लिए एक गैर-आक्रामक और लक्षित दृष्टिकोण के रूप में NP-आधारित प्रौद्योगिकी की प्रभावकारिता स्थापित करता है।
अल्ट्रासोनिक नैनोकण तैयारी का प्रोटोकॉल
अल्ट्रासोनिक लयन
1×106 ताप से निष्क्रिय किए गए Streptococcus pneumoniae को अंतःसंपुटित करने वाले नैनोकणों (NP-HKSP) का 200µl फॉस्फेट-बफरयुक्त लवणीय विलयन (PBS) में सोनिकेशन द्वारा लयन किया गया, और 70 mg पॉली लैक्टिक-को-ग्लाइकोलिक अम्ल (PLGA) को 1 ml एथिल एसीटेट में घोला गया। इन दोनों विलयनों को मिलाया गया और प्राथमिक जल-इन-तेल पायस बनाने के लिए 1 min तक अधिकतम गति पर वॉर्टेक्स किया गया।
अल्ट्रासोनिक अंतःसंपुटन
द्वि-पायस विधि: इसके बाद प्राथमिक पायस को 1 % पॉलीविनाइल अल्कोहल (PVA) विलयन के 3 ml के साथ मिलाया गया। इस विलयन का सोनिकेशन अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, जर्मनी) का उपयोग करके 40 % आयाम पर 2 min तक सतत मोड (100% चक्र) में किया गया। HKSP को अंतःसंपुटित करने वाले PLGA नैनोकण तैयार करने के लिए यह प्रक्रिया ऊष्मा अपव्यय हेतु बर्फ में डुबोई गई एक साफ काँच की शीशी में की गई। विलयन को आगे ऑटोक्लेव किए गए जल (0.22µ फ़िल्टर द्वारा निर्जीवीकृत) से तनु करके 20ml किया गया और एथिल एसीटेट को वाष्पित करने के लिए कमरे के तापमान पर हल्के निर्वात में 1 h तक हिलाया गया। इसके बाद NPs एकत्र करने के लिए विलयन को अपकेंद्रित किया गया और अतिरिक्त PVA हटाने के लिए यह प्रक्रिया दो बार दोहराई गई। नैनोकणों के अवसाद को 500µl ऑटोक्लेव किए गए जल में पुनः निलंबित करके हिम-शुष्कित किया गया। अंतिम नैनोकणों को आगे उपयोग किए जाने तक -20°C पर संग्रहित किया गया।
ताप से निष्क्रिय किए गए Streptococcus pneumoniae को अंतःसंपुटित करने वाले PLGA नैनोकणों का कण आकार। नैनोकणों के जलीय निलंबन का गतिक प्रकाश प्रकीर्णन द्वारा मापा गया कण आकार, बैच में कणों का औसत आकार और गाउसीय वितरण दर्शाता है।
स्रोत: Mott et al.: नैनोकण-आधारित टीके को नाक के माध्यम से देने से बढ़ती है S. pneumoniae के विरुद्ध सुरक्षा। J Nanopart Res (2013) 15:1646.
अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UIP2000hdT (2kW) निरंतर हिलाए जाने वाले बैच रिएक्टर के साथ
औषधीय फॉर्मूलेशनों के लिए अल्ट्रासोनिक प्रोसेसर
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उच्च गुणवत्ता वाले लिपोसोमों, ठोस लिपिड नैनोकणों, बहुलकीय नैनोकणों और साइक्लोडेक्सट्रिन संकुलों की तैयारी ऐसी प्रक्रियाएँ हैं जिनमें Hielscher अल्ट्रासोनिक प्रणालियों का उपयोग उच्च विश्वसनीयता और उत्कृष्ट गुणवत्ता वाले उत्पाद प्राप्त करने के लिए किया जाता है। Hielscher अल्ट्रासोनिकेटर आयाम, तापमान, दाब और सोनिकेशन ऊर्जा जैसे सभी प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रण प्रदान करते हैं। बुद्धिमान सॉफ़्टवेयर सभी सोनिकेशन मापदंडों (समय, तिथि, आयाम, शुद्ध ऊर्जा, कुल ऊर्जा, तापमान, दाब) को अंतर्निर्मित SD-कार्ड पर स्वचालित रूप से दर्ज करता है।
- उच्च-प्रदर्शन पायसीकरण
- कण आकार और लोड पर सटीक नियंत्रण
- सक्रिय पदार्थों का उच्च लोड
- प्रक्रिया मापदंडों पर सटीक नियंत्रण
- तीव्र प्रक्रिया
- गैर-तापीय, सटीक तापमान नियंत्रण
- रैखिक रूप से पैमाना बढ़ाने की क्षमता
- पुनरुत्पादकता
- प्रक्रिया मानकीकरण / GMP
- ऑटोक्लेव किए जा सकने वाले प्रोब और रिएक्टर
- CIP / SIP
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | UIP16000 का समूह |
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साहित्य/संदर्भ
- 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.
जानने योग्य तथ्य
नैनो-संरचित औषधि वाहक
नैनो-पायस, लिपोसोम, ठोस-लिपिड नैनोकण, बहुलकीय नैनोकण और नैनो-संरचित लिपिड वाहक जैसे नैनो-आकार के औषधि वाहकों का उपयोग बेहतर जैवउपलब्धता, बढ़ी हुई जैवसंगतता, लक्षित वितरण, रक्त में अनुकूल अर्धायु और स्वस्थ ऊतकों के प्रति अत्यंत कम या शून्य विषाक्तता जैसी उन्नत कार्यात्मक विशेषताओं वाली औषधियाँ तैयार करने के लिए किया जाता है। अल्ट्रासोनिकेशन विभिन्न प्रकार के नैनो-चिकित्सीय उत्पाद तैयार करने की एक अत्यंत दक्ष तकनीक है। औषधि उत्पादन में अल्ट्रासोनिक अनुप्रयोगों के बारे में और पढ़ें!
लिपोसोम
लिपोसोम एक गोलाकार पुटिका है जिसमें कम से कम एक लिपिड द्विपरत होती है, जो जलविरागी पदार्थों के क्रोड को अंतःसंपुटित करती है। आकार तथा जलविरागी और जलस्नेही प्रकृति, दोनों ही लिपोसोमों को प्रभावशाली औषधि वितरण प्रणालियाँ बनाते हैं, उदाहरण के लिए लिपोसोमल विटामिन C। लिपोसोमों की विशेषताएँ लिपिड संरचना, सतही आवेश, आकार और तैयारी की तकनीक से काफी प्रभावित होती हैं। लिपोसोमों की अल्ट्रासोनिक तैयारी के बारे में अधिक जानने के लिए यहाँ क्लिक करें!
नैनो-पायस
नैनोपायस या सबमाइक्रॉन पायस ऐसे पायस हैं जिनकी बूंदों का आकार 20–200nm के बीच होता है और बूंदों का आकार वितरण संकीर्ण होता है। नैनो-आकार की बूंदें औषधीय और जैवसक्रिय पदार्थों को मुख के माध्यम से देने तथा त्वचा पर लगाने / त्वचा के पार पहुँचाने में कई लाभ प्रदान करती हैं, उदाहरण के लिए CBD नैनोपायस। वसास्नेही औषधियों को कुशलतापूर्वक घोलने की क्षमता वाली नैनो-आकार की बूंदें और बढ़ी हुई अवशोषण दर, नैनो-पायसों को उच्च जैवउपलब्धता के लिए प्रायः उपयोग किया जाने वाला औषधि प्रशासन रूप बनाते हैं। नैनो-पायसीकृत फॉर्मूलेशनों का उपयोग वसास्नेही या जलस्नेही औषधियों के विस्तारित विमोचन के लिए भी किया जा सकता है।
नैनो-पायसों के अल्ट्रासोनिक उत्पादन के बारे में और पढ़ें!
ठोस-लिपिड नैनोकण
ठोस लिपिड नैनोकण (SLN) एक गोलाकार नैनोकण है जिसका औसत व्यास 10 और 1000 नैनोमीटर के बीच होता है। ठोस लिपिड नैनोकणों में एक ठोस लिपिड क्रोड मैट्रिक्स होता है, जिसमें वसास्नेही अणुओं (सक्रिय पदार्थों) को विलेय किया जा सकता है, ताकि नैनोकण औषधि वाहक के रूप में कार्य करे। लिपिड क्रोड को पायसीकारक या पृष्ठसक्रिय पदार्थ द्वारा स्थिर किया जाता है। पैरेंटेरल और मुख के माध्यम से औषधि प्रशासन तथा नेत्रीय, फुफ्फुसीय और त्वचा पर स्थानीय औषधि वितरण में उपयोग किए जाने वाले ठोस-लिपिड नैनोकण उपचार की प्रभावकारिता बढ़ाने और पूरे शरीर पर पड़ने वाले दुष्प्रभावों को कम करने के लिए प्रयुक्त होते हैं।
ठोस-लिपिड नैनोकणों के अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त संश्लेषण के बारे में और पढ़ें!
नैनो-संरचित लिपिड वाहक
ठोस लिपिड नैनोकणों (SLNs) की तरह, नैनो-संरचित लिपिड वाहक (NLCs) लिपिड-आधारित नैनोकणों का एक अन्य रूप हैं। नैनो-संरचित लिपिड वाहक (NLC) संशोधित ठोस लिपिड नैनोकण होते हैं जो ठोस और तरल लिपिडों के मिश्रण से बने होते हैं तथा बेहतर स्थिरता और लोडिंग क्षमता प्रदान करते हैं।
नैनो-संरचित लिपिड वाहकों को अल्ट्रासोनिक पायसीकरण विधि द्वारा तैयार किया जा सकता है।
नैनो-आकार के क्रिस्टल
अल्ट्रासोनिक क्रिस्टलीकरण और अवक्षेपण, जल में कम विलेयता वाले पदार्थों को एक लेपित क्रिस्टल में अंतःसंपुटित करने का एक अत्यंत प्रभावशाली तरीका है। Zheng et al. (2020) कर्क्यूमिन के अल्ट्रासोनिक अंतःसंपुटन की रिपोर्ट करते हैं। कर्क्यूमिन अनेक स्वास्थ्य लाभों वाला एक जैवसक्रिय यौगिक है, लेकिन जल में कम विलेयता के कारण इसकी जैवउपलब्धता कम होती है। अनुसंधान दल ने कर्क्यूमिन अणुओं को अंतःसंपुटित करने के लिए पॉलीइलेक्ट्रोलाइट का परत-दर-परत (LbL) नैनो-आवरण बनाने की विधि विकसित की। उनका कहना है कि “[u]सामान्यतः उपयोग की जाने वाली पायसीकरण विधियों के विपरीत, हमारा अल्ट्रासोनिक-सहायता प्राप्त LbL अंतःसंपुटन बहुत छोटे आकार के नैनोकण प्राप्त कर सकता है। कर्क्यूमिन के लिए, हमने 80 nm के औसत आकार और +30 mV या -50 mV के ξ-विभव वाले क्रिस्टलीय नैनोकण प्राप्त किए, जिससे इन नैनोकोलॉइडों की स्थिरता महीनों तक सुनिश्चित हुई (संतृप्त औषधि विलयन में रखे जाने पर)। जैवसंगत पॉलीइलेक्ट्रोलाइटों की दो द्विपरतों वाले आवरण बनने से लगभग 20 घंटे तक धीमा औषधि विमोचन संभव हुआ।”
कर्क्यूमिन नाभिकन प्रोटोकॉल: कर्क्यूमिन पाउडर को 60 % एथेनॉल / जल विलयन में घोला गया। कर्क्यूमिन के पूरी तरह घुलने के बाद, जलीय बहुधनायन, पॉली(ऐलिलअमीन हाइड्रोक्लोराइड), PAH, या जैवनिम्नीकरणीय प्रोटोमीन सल्फेट, (PS) मिलाए गए। इसके बाद Hielscher Ultrasonic के 1kW शक्ति वाले अल्ट्रासोनिकेटर UIP1000 से, प्रति mL विलयन पर 100watts की शक्ति पर विलयन का सोनिकेशन किया गया। अल्ट्रासोनिकेशन के दौरान विलयन में धीरे-धीरे जल मिलाया गया। मिलाए गए जल के कारण विलायक अधिक ध्रुवीय हो जाता है, जिससे कर्क्यूमिन की विलेयता कम हो जाती है। जब साम्य सांद्रता विलेयता सीमा से अधिक हो जाती है, तो कर्क्यूमिन की अतिसंतृप्ति प्राप्त होती है और क्रिस्टल नाभिकन शुरू हो जाता है। उच्च शक्ति वाले अल्ट्रासोनिकेशन में, औषधि कणों की वृद्धि प्रारंभिक चरणों में ही रुक जाती है।
नैनो-क्रिस्टलों के अल्ट्रासोनिक अवक्षेपण और क्रिस्टलीकरण के बारे में और पढ़ें!