नैनोसंरचित लिपिड औषधि वाहकों का अल्ट्रासोनिक सूत्रीकरण

नैनोसंरचित लिपिड वाहक (NLCs) नैनो-आकार की औषधि वितरण प्रणालियों का एक उन्नत रूप हैं, जिनमें एक लिपिड क्रोड और जल में घुलनशील आवरण होता है। NLCs में उच्च स्थिरता होती है, वे सक्रिय जैव-अणुओं को अपघटन से बचाते हैं और औषधि का सतत विमोचन प्रदान करते हैं। औषधि से लदे नैनोसंरचित लिपिड वाहकों के उत्पादन के लिए अल्ट्रासोनिकेशन एक विश्वसनीय, कुशल और सरल तकनीक है।

नैनोसंरचित लिपिड वाहकों की अल्ट्रासोनिक तैयारी

नैनोसंरचित लिपिड वाहकों (NLCs) में जलीय माध्यम में ठोस लिपिड, तरल लिपिड और पृष्ठसक्रिय पदार्थ होते हैं, जिससे उन्हें अच्छी घुलनशीलता और जैवउपलब्धता के गुण मिलते हैं। उच्च जैवउपलब्धता और औषधि के सतत विमोचन वाली स्थिर औषधि वाहक प्रणालियों के सूत्रीकरण के लिए NLCs का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। NLCs के अनुप्रयोगों का दायरा व्यापक है, जिसमें मौखिक से लेकर पैरेंटेरल प्रशासन तक, तथा स्थानीय/त्वचापार, नेत्रीय (आँख संबंधी) और फुफ्फुसीय प्रशासन शामिल हैं।
सक्रिय यौगिकों से लदे नैनोसंरचित लिपिड वाहकों को तैयार करने के लिए अल्ट्रासोनिक परिक्षेपण और पायसीकरण एक विश्वसनीय और कुशल तकनीक है। अल्ट्रासोनिक NLC तैयारी का प्रमुख लाभ यह है कि इसमें कार्बनिक विलायक, बड़ी मात्रा में पृष्ठसक्रिय पदार्थ या योजक यौगिकों की आवश्यकता नहीं होती। अल्ट्रासोनिक NLC सूत्रीकरण अपेक्षाकृत सरल विधि है, क्योंकि पिघलते हुए लिपिड को पृष्ठसक्रिय पदार्थ के विलयन में मिलाया जाता है और फिर उसका सोनिकेशन किया जाता है।

अल्ट्रासोनिक रूप से लोड किए गए नैनोसंरचित लिपिड वाहकों के उदाहरणात्मक प्रोटोकॉल

सोनिकेशन द्वारा Dexamethasone से लदे NLCs
अल्ट्रासोनिकेशन के अंतर्गत नेत्रीय उपयोग की संभावना वाली एक गैर-विषैली NLC प्रणाली तैयार की गई, जिसके परिणामस्वरूप संकीर्ण आकार वितरण, Dexamethasone को भीतर रोककर रखने की उच्च दक्षता और बेहतर प्रवेश प्राप्त हुआ। NLC प्रणालियों की अल्ट्रासोनिक तैयारी में Hielscher UP200S अल्ट्रासोनिकेटर तथा घटकों के रूप में Compritol 888 ATO, Miglyol 812N और Cremophor RH60 का उपयोग किया गया।
ठोस लिपिड, तरल लिपिड और पृष्ठसक्रिय पदार्थ को एक तापनयुक्त चुंबकीय विलोडक का उपयोग करके 85ºC पर पिघलाया गया। फिर पिघले हुए लिपिड मिश्रण में Dexamethasone मिलाया गया और उसे परिक्षेपित किया गया। शुद्ध जल को 85ºC पर गर्म किया गया और दोनों प्रावस्थाओं का सोनिकेशन (70% आयाम पर 10 min तक) Hielscher UP200S अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र से किया गया। NLC प्रणाली को बर्फ के स्नान में ठंडा किया गया।
अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार NLCs संकीर्ण आकार वितरण, DXM को भीतर रोककर रखने की उच्च दक्षता और बेहतर प्रवेश प्रदर्शित करते हैं।
शोधकर्ता पृष्ठसक्रिय पदार्थ की कम सांद्रता और लिपिड की कम सांद्रता (जैसे, पृष्ठसक्रिय पदार्थ के लिए 2.5% और कुल लिपिड के लिए 10%) के उपयोग की अनुशंसा करते हैं, क्योंकि तब महत्वपूर्ण स्थिरता मापदंड (Z_ave, ZP, PDI) और औषधि लोडिंग क्षमता (EE%) उपयुक्त होते हैं, जबकि पायसीकारक की सांद्रता निम्न स्तरों पर रह सकती है।
(तुलना करें: Kiss et al. 2019)

सोनिकेशन द्वारा रेटिनिल पामिटेट से लदे NLCs
रेटिनॉइड झुर्रियों के त्वचारोग संबंधी उपचारों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक घटक है। रेटिनॉल और रेटिनिल पामिटेट रेटिनॉइड समूह के दो यौगिक हैं, जिनमें एपिडर्मिस की मोटाई बढ़ाने की क्षमता होती है और जो झुर्रियाँ कम करने वाले एजेंट के रूप में प्रभावी हैं।
NLC सूत्रीकरण अल्ट्रासोनिकेशन विधि का उपयोग करके तैयार किया गया। सूत्रीकरण में 7.2% सेटिल पामिटेट, 4.8% ओलिक अम्ल, 10% Tween 80, 10% ग्लिसरीन और 2% रेटिनिल पामिटेट था। रेटिनिल पामिटेट से लदे NLCs के उत्पादन के लिए निम्नलिखित चरण अपनाए गए: पिघले हुए लिपिडों के मिश्रण को पृष्ठसक्रिय पदार्थ, सह-पृष्ठसक्रिय पदार्थ, ग्लिसरीन और विआयनीकृत जल के साथ 60–70°C पर मिलाया जाता है। इस मिश्रण को उच्च अपरूपण वाले मिक्सर से 9800rpm पर 5 min तक हिलाया जाता है। पूर्व-पायस बनने के बाद, तुरंत एक प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र का उपयोग करके 2 min तक इस पूर्व-पायस का सोनिकेशन किया जाता है। फिर प्राप्त NLC को कमरे के तापमान पर 24 h तक रखा गया। पायस को कमरे के तापमान पर 24 h तक संग्रहीत किया गया और नैनोकणों का आकार मापा गया। NLC सूत्रीकरण में कणों का आकार 200–300nm की सीमा में पाया गया। प्राप्त NLC का रंग हल्का पीला है, गोलिकाओं का आकार 258±15.85 nm है और बहुपरिक्षेपण सूचकांक 0.31±0.09 है। नीचे दिया गया TEM चित्र अल्ट्रासोनिक रूप से तैयार रेटिनिल पामिटेट से लदे NLCs को दर्शाता है।
(तुलना करें: Pamudji et al. 2015)

सोनिकेशन द्वारा Zingiber zerumbet से लोड किए गए NLCs
नैनोसंरचित लिपिड वाहक ठोस लिपिड, तरल लिपिड और पृष्ठसक्रिय पदार्थ के मिश्रण से बने होते हैं। ये पानी में कम घुलनशील जैवसक्रिय पदार्थों को शरीर में पहुँचाने और उनकी जैवउपलब्धता को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाने के लिए उत्कृष्ट औषधि वितरण प्रणालियाँ हैं।
Zingiber zerumbet से लोड किए गए NLCs तैयार करने के लिए निम्नलिखित चरण अपनाए गए। एक समांगी, स्वच्छ लिपिड प्रावस्था प्राप्त करने के लिए 1% ठोस लिपिड, अर्थात ग्लिसरिल मोनोस्टियरेट, और 4% तरल लिपिड, अर्थात वर्जिन नारियल तेल, को मिलाकर 50°C पर पिघलाया गया। इसके बाद, लिपिड प्रावस्था में 1% Zingiber zerumbet तेल मिलाया गया, जबकि तापमान लगातार ग्लिसरिल मोनोस्टियरेट के गलन तापमान से 10°C ऊपर बनाए रखा गया। जलीय प्रावस्था तैयार करने के लिए आसुत जल, Tween 80 और सोया लेसिथिन को सही अनुपात में एक साथ मिलाया गया। पूर्व-इमल्शन मिश्रण बनाने के लिए जलीय मिश्रण को तुरंत लिपिड मिश्रण में मिलाया गया। फिर उच्च अपरूपण वाले होमोजेनाइज़र से 11,000 rpm पर 1 min तक पूर्व-इमल्शन का समांगीकरण किया गया। इसके बाद, प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर से 50% आयाम पर 20 min तक पूर्व-इमल्शन का सोनिकेशन किया गया। अंत में, कणों के एकत्रीकरण को रोकने के लिए निलंबन को ठंडे स्नान में तेजी से ठंडा करने हेतु NLC परिक्षेपण को बर्फ-पानी के स्नान में कमरे के तापमान (25±1°C) तक ठंडा किया गया। NLCs को 4°C पर भंडारित किया गया।
Zingiber zerumbet से लोड किए गए NLCs का आकार नैनोमीटर में 80.47±1.33, स्थिर बहुपरिक्षेपण सूचकांक 0.188±2.72 और ज़ीटा विभव आवेश -38.9±2.11 होता है। संपुटीकरण दक्षता दर्शाती है कि लिपिड वाहक Zingiber zerumbet तेल को 80% से अधिक दक्षता के साथ संपुटित कर सकता है।
(cf. Rosli et al. 2015)

सोनिकेशन द्वारा Valsaratan से लोड किए गए NLCs
Valsaratan एक एंजियोटेंसिन II रिसेप्टर अवरोधक है, जिसका उपयोग उच्च रक्तचापरोधी औषधि में किया जाता है। पानी में कम घुलनशीलता के कारण Valsartan की जैवउपलब्धता केवल लगभग 23% है। अल्ट्रासोनिक गलन-इमल्सीकरण विधि के उपयोग से उल्लेखनीय रूप से बेहतर जैवउपलब्धता वाले, Valsaratan से लोड किए गए NLCs तैयार करना संभव हुआ।
सरल प्रक्रिया में, Val के तैलीय विलयन को पिघले हुए लिपिड पदार्थ की एक निश्चित मात्रा के साथ लिपिड के गलनांक से 10°C अधिक तापमान पर मिलाया गया। Tween 80 और सोडियम डीऑक्सीकोलेट की निश्चित भार मात्राओं को घोलकर एक जलीय पृष्ठसक्रिय विलयन तैयार किया गया। इसके बाद पृष्ठसक्रिय विलयन को उसी तापमान तक गर्म किया गया और इमल्शन बनाने के लिए प्रोब-सोनिकेशन द्वारा 3 min तक तैलीय लिपिड-औषधि विलयन के साथ मिलाया गया। फिर बने हुए इमल्शन को चुंबकीय विलोडन द्वारा 10 min तक ठंडे पानी में परिक्षेपित किया गया। बने हुए NLCs को अपकेंद्रीकरण द्वारा अलग किया गया। अधिप्लावी द्रव से नमूने लिए गए और एक सत्यापित HPLC विधि से उनमें Val की सांद्रता का विश्लेषण किया गया।
अल्ट्रासोनिक गलन-इमल्सीकरण विधि के कई लाभ हैं, जिनमें न्यूनतम तनावकारी परिस्थितियों के साथ सरलता और विषैले कार्बनिक विलायकों का अभाव शामिल हैं। प्राप्त अधिकतम अंतर्बंधन दक्षता 75.04% थी।
(cf. Albekery et al. 2017)

paclitaxel, clotrimazol, domperidone, puerarin और meloxicam जैसे अन्य सक्रिय यौगिकों को भी अल्ट्रासोनिक तकनीकों का उपयोग करके ठोस लिपिड नैनोकणों और नैनोसंरचित लिपिड वाहकों में सफलतापूर्वक समाविष्ट किया गया। (cf. Bahari and Hamishehkar 2016)

नैनो लिपिड वाहकों (NLCs) के फॉर्मूलेशन की तैयारी विधि के रूप में अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग शीत या उष्ण समांगीकरण तकनीक के तौर पर किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक समांगीकरण से कण आकार का संकीर्ण वितरण प्राप्त होता है, जिससे NLCs की स्थिरता और भंडारण संबंधी गुणों में सुधार होता है।

अल्ट्रासोनिक शीत समांगीकरण

जब नैनोसंरचित लिपिड वाहक तैयार करने के लिए शीत समांगीकरण तकनीक का उपयोग किया जाता है, तो औषधीय रूप से सक्रिय अणुओं, अर्थात दवा, को पिघले हुए लिपिड में घोला जाता है और फिर तरल नाइट्रोजन या शुष्क बर्फ का उपयोग करके तेजी से ठंडा किया जाता है। ठंडा होने के दौरान लिपिड ठोस हो जाते हैं। फिर ठोस लिपिड द्रव्यमान को पीसकर नैनोकणों के आकार तक लाया जाता है। लिपिड नैनोकणों को पृष्ठसक्रिय पदार्थ के ठंडे विलयन में फैलाया जाता है, जिससे एक ठंडा पूर्व-निलंबन बनता है। अंत में, इस निलंबन का कमरे के तापमान पर सोनिकेशन किया जाता है, जिसके लिए अक्सर अल्ट्रासोनिक प्रवाह सेल रिएक्टर का उपयोग किया जाता है।
चूँकि पदार्थों को केवल पहले चरण में एक बार गर्म किया जाता है, इसलिए अल्ट्रासोनिक शीत समांगीकरण का उपयोग मुख्यतः ताप-संवेदनशील दवाओं के फॉर्मुलेशन में किया जाता है। चूँकि कई जैवसक्रिय अणु और औषधीय यौगिक ऊष्मा से विघटित होने के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए अल्ट्रासोनिक शीत समांगीकरण का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। शीत समांगीकरण तकनीक का एक अतिरिक्त लाभ जलीय प्रावस्था से बचना है, जिससे जलरागी अणुओं का संपुटन आसान हो जाता है; अन्यथा ये अणु गर्म समांगीकरण के दौरान तरल लिपिड प्रावस्था से जलीय प्रावस्था में विभाजित होकर जा सकते हैं।

अल्ट्रासोनिक गर्म समांगीकरण

जब सोनिकेशन का उपयोग गर्म समांगीकरण तकनीक के रूप में किया जाता है, तो पूर्व-इमल्शन प्राप्त करने के लिए पिघले हुए लिपिड और सक्रिय यौगिक (अर्थात औषधीय रूप से सक्रिय घटक) को तीव्रता से हिलाते हुए गर्म पृष्ठसक्रिय पदार्थ में फैलाया जाता है। गर्म समांगीकरण प्रक्रिया के लिए यह महत्वपूर्ण है कि दोनों विलयनों, अर्थात लिपिड/दवा निलंबन और पृष्ठसक्रिय पदार्थ, को एक ही तापमान तक गर्म किया गया हो (ठोस लिपिड के गलनांक से लगभग 5–10°C ऊपर)। दूसरे चरण में, तापमान बनाए रखते हुए पूर्व-इमल्शन को उच्च प्रदर्शन वाले सोनिकेशन से उपचारित किया जाता है।

नैनोसंरचित लिपिड वाहकों के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर

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