नायोसोम का अल्ट्रासोनिक फॉर्मुलेशन

नायोसोम नैनो-आकार की पुटिकाएँ हैं, जिनका उपयोग दवाओं (जैसे कैंसर की दवाओं) और अन्य जैवसक्रिय पदार्थों के वाहक के रूप में किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक पायसीकरण, उच्च औषधि भार वाले छोटे नायोसोम तैयार करने की एक सरल और तीव्र विधि है।

सक्रिय अवयवों के लिए नैनो-वाहक के रूप में नायोसोम पुटिकाएँ

नायोसोम एक गैर-आयनिक पृष्ठसक्रिय पदार्थ पर आधारित पुटिका है, जिसे मुख्यतः गैर-आयनिक पृष्ठसक्रिय पदार्थ और सहायक पदार्थ के रूप में कोलेस्ट्रॉल को शामिल करके बनाया जाता है। लिपोसोम की तुलना में नायोसोम रासायनिक अपघटन या ऑक्सीकरण के प्रति अधिक स्थिर होते हैं और उनकी भंडारण अवधि लंबी होती है। नायोसोम की तैयारी में प्रयुक्त पृष्ठसक्रिय पदार्थों के कारण वे जैवनिम्नीकरणीय, जैवसंगत और गैर-प्रतिरक्षाजनक होते हैं। नायोसोम परासरणीय रूप से सक्रिय और रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं तथा लिपोसोम की तुलना में अधिक लंबी भंडारण अवधि प्रदान करते हैं। आकार और परतों की संख्या के आधार पर तैयारी की विभिन्न विधियाँ उपलब्ध हैं, जैसे सोनिकेशन, प्रतिलोम चरण वाष्पीकरण, पतली फिल्म का जलयोजन या झिल्ली-पार pH प्रवणता द्वारा औषधि ग्रहण प्रक्रिया। छोटे और एकसमान आकार वाली एकल-परतीय पुटिकाएँ बनाने के लिए नायोसोम की अल्ट्रासोनिक तैयारी पसंदीदा तकनीक है।

अल्ट्रासोनिक नायोसोम फॉर्मुलेशन

नायोसोम तैयार करने के लिए पृष्ठसक्रिय पदार्थ और कोलेस्ट्रॉल के कार्बनिक विलयन तथा जैवसक्रिय यौगिक, अर्थात् दवा, युक्त जलीय विलयन से जल में तेल (o/w) का पायस तैयार करना आवश्यक है। तेल और पानी जैसे अमिश्रणीय द्रवों को मिलाने के लिए अल्ट्रासोनिक पायसीकरण श्रेष्ठ तकनीक है। दोनों चरणों की बूँदों पर अपरूपण बल लगाकर और उन्हें नैनो-आकार तक तोड़कर एक नैनो-पायस प्राप्त किया जाता है। इसके बाद कार्बनिक विलायक को वाष्पित किया जाता है, जिससे चिकित्सीय पदार्थों से भरे नायोसोम बनते हैं, जो जलीय चरण में परिक्षेपित रहते हैं। यांत्रिक विलोड़न की तुलना में, अल्ट्रासोनिक नायोसोम फॉर्मुलेशन तकनीक एक तीव्र प्रक्रिया में छोटे औसत आकार और कम बहुविक्षेपण सूचकांक वाले नायोसोम बनाकर उत्कृष्ट प्रदर्शन करती है। सामान्यतः छोटी पुटिकाओं का उपयोग बेहतर माना जाता है, क्योंकि वे बड़े कणों की तुलना में शरीर की निष्कासन प्रक्रियाओं से अधिक प्रभावी ढंग से बचने की प्रवृत्ति रखती हैं और रक्तप्रवाह में अधिक समय तक बनी रहती हैं। (देखें Bragagni et al. 2014)
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नायोसोम की अल्ट्रासोनिक तैयारी के प्रोटोकॉल

सोनिकेशन का उपयोग करके नायोसोम के फॉर्मुलेशन पर व्यापक शोध किया गया है, इसलिए अल्ट्रासोनिक नायोसोम उत्पादन के लिए अनेक वैज्ञानिक रूप से सत्यापित प्रोटोकॉल उपलब्ध हैं।
नीचे सोनिकेशन का उपयोग करके नायोसोम तैयार करने और उनमें पदार्थ भरने के कुछ फॉर्मुलेशन प्रोटोकॉल का संक्षिप्त अवलोकन दिया गया है।

Withania somnifera के अर्कों से भरे नायोसोम
Chinembiri et al. (2017) ने त्वचा पर लगाने के उद्देश्य से Withania somnifera के अपरिष्कृत अर्क को नायोसोम में फॉर्मुलेट किया। जैवसक्रिय यौगिकों को विलायक इंजेक्शन द्वारा संपुटित किया गया। इसके लिए कार्बनिक और जलीय चरणों को लगातार चुंबकीय रूप से विलोड़ित किया गया और कार्बनिक विलायक के निकल जाने तक तापमान 60°C ± 2°C पर बनाए रखा गया। प्राप्त फॉर्मुलेशन को ठंडा किया गया और Hielscher UP200ST सोनिकेटर का उपयोग करके बर्फ पर उसका सोनिकेशन किया गया। नायोसोम का औसत आकार लगभग 165.9 ± 9.4 था और उनमें withanolide A की उच्च अंतर्ग्रहण दक्षता (EE%) पाई गई।

डॉक्सोरुबिसिन से भरे नायोसोम
कैंसररोधी दवा डॉक्सोरुबिसिन से भरे N-palmitoyl glucosamine नायोसोम (Glu) तैयार करने के लिए NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), कोलेस्ट्रॉल (58 mg) और Solulan C24 (54 mg) के मिश्रण को डॉक्सोरुबिसिन विलयन (1.5 mg/ml, 2 ml, PBS में तैयार) में 90°C पर 1 h तक हिलाया गया, जिसके बाद 10 min तक प्रोब सोनिकेशन किया गया (अधिकतम के 75% पर)।
Palmitoyl glycol chitosan (GCP) पुटिकाएँ, पहले वर्णित विधि (11) के अनुसार, डॉक्सोरुबिसिन विलयन (1.5 mg/ml) में glycol chitosan (10 mg) और कोलेस्ट्रॉल (4 mg) का प्रोब सोनिकेशन करके तैयार की गईं। (Dufes et al. 2004)

नायोसोम तैयार करने की वैकल्पिक विधियाँ

नायोसोम तैयार करने की वैकल्पिक विधियों, जैसे विपरीत चरण वाष्पीकरण तकनीक या झिल्ली-पार pH प्रवणता द्वारा औषधि अवशोषण प्रक्रिया, में अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग शामिल है। दोनों तकनीकों का उपयोग मुख्यतः बहुपर्तीय पुटिकाएँ (MLVs) तैयार करने के लिए किया जाता है। नीचे दोनों तकनीकों और उनमें शामिल सोनिकेशन चरण का संक्षिप्त विवरण दिया गया है।

विपरीत चरण वाष्पीकरण द्वारा नायोसोम तैयार करने में सोनिकेशन

विपरीत चरण वाष्पीकरण (REV) विधि में, नायोसोमल फ़ॉर्मूलेशन के घटकों को ईथर और क्लोरोफ़ॉर्म के मिश्रण में घोलकर औषधि युक्त जलीय चरण में मिलाया जाता है। मिश्रण को सूक्ष्म बूंदों वाले इमल्शन में बदलने के लिए अल्ट्रासोनिक पायसीकरण का उपयोग किया जाता है। इसके बाद, कार्बनिक चरण को वाष्पित किया जाता है। कार्बनिक विलायक के वाष्पीकरण के दौरान प्राप्त नायोसोम बड़े आकार की एकपर्तीय पुटिकाएँ होते हैं।

झिल्ली-पार pH प्रवणता द्वारा औषधि अवशोषण प्रक्रिया

झिल्ली-पार pH प्रवणता (भीतर अम्लीय) द्वारा औषधि अवशोषण प्रक्रिया (रिमोट लोडिंग के साथ) के लिए, पृष्ठसक्रिय पदार्थ और कोलेस्ट्रॉल को क्लोरोफ़ॉर्म में घोला जाता है। इसके बाद विलायक को निर्वात में वाष्पित किया जाता है, जिससे गोल तली वाले फ़्लास्क की दीवार पर एक पतली परत बनती है। निलंबन को वॉर्टेक्स करके इस परत को 300 mM साइट्रिक अम्ल (pH 4.0) से जलयोजित किया जाता है। बहुपर्तीय पुटिकाओं को तीन बार जमाया और पिघलाया जाता है, और इसके बाद प्रोब प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर का उपयोग करके उनका सोनिकेशन किया जाता है। इस नायोसोमल निलंबन में 10 mg/ml औषधि वाला जलीय विलयन मिलाकर वॉर्टेक्स किया जाता है। फिर 1M डाइसोडियम फ़ॉस्फ़ेट से नमूने का pH बढ़ाकर pH 7.0–7.2 किया जाता है। इसके बाद, मिश्रण को 10 मिनट तक 60°C पर गर्म किया जाता है। इस तकनीक से बहुपर्तीय पुटिकाएँ प्राप्त होती हैं। (तुलना करें: Kazi et al. 2010)

अल्ट्रासोनिक विधि से नायोसोम का आकार घटाना

नायोसोम का आकार आमतौर पर 10nm से 1000nm के बीच होता है। तैयारी की तकनीक के आधार पर, नायोसोम अक्सर अपेक्षाकृत बड़े होते हैं और समुच्चय बनाने की प्रवृत्ति रखते हैं। हालाँकि, लक्षित प्रकार की वितरण प्रणाली के लिए नायोसोम का विशिष्ट आकार एक महत्वपूर्ण कारक है। उदाहरण के लिए, नैनोमीटर परास में नायोसोम का बहुत छोटा आकार पूरे शरीर में औषधि वितरण के लिए सबसे उपयुक्त होता है, जहाँ औषधि को कोशिकीय लक्ष्य स्थल तक पहुँचने के लिए कोशिका झिल्लियों को पार करना होता है, जबकि बड़े नायोसोम की अनुशंसा अंतःपेशीय और शरीर की गुहाओं के भीतर औषधि वितरण या नेत्र संबंधी अनुप्रयोगों के लिए की जाती है। अत्यधिक प्रभावशाली नायोसोम तैयार करने के दौरान अल्ट्रासोनिक विधि से उनका आकार घटाना एक सामान्य चरण है। अल्ट्रासोनिक अपरूपण बल नायोसोम के समूहों को तोड़कर उन्हें समान आकार वाले नैनो-नायोसोम के रूप में परिक्षेपित करते हैं।

प्रोटोकॉल – अल्ट्रासोनिक विधि से LipoNiosomes का आकार घटाना

Naderinezhad et al. (2017) ने जैवसंगत LipoNiosomes (नायोसोम और लाइपोसोम का संयोजन) तैयार किए, जिनमें Tween 60: कोलेस्ट्रॉल: DPPC (55 : 30 : 15 : 3 के अनुपात में) के साथ 3% DSPE-mPEG था। तैयार LipoNiosomes का आकार घटाने के लिए, जलयोजन के बाद उन्होंने अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, जर्मनी) का उपयोग करके कणों का समूहन न्यूनतम करने हेतु निलंबन का 45 min तक सोनिकेशन किया (15 सेकंड चालू और 10 सेकंड बंद, 100 watts पर आयाम 70%)। pH-प्रवणता विधि के लिए, CUR, पृष्ठसक्रिय पदार्थों और लिपिड की सूखी परतों को 1300 mL अमोनियम सल्फ़ेट (pH 1⁄4 4) से 63 C पर 47 min तक जलयोजित किया गया। फिर छोटी पुटिकाएँ बनाने के लिए बर्फ़ के स्नान के ऊपर नैनोकणों का सोनिकेशन किया गया।

नायोसोम तैयार करने के लिए अल्ट्रासोनिकेटर

Hielscher Ultrasonic को औषधि, खाद्य और सौंदर्य प्रसाधन उद्योगों के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिक होमोजेनाइज़र के डिज़ाइन, निर्माण, वितरण और सेवा का लंबा अनुभव है।
उच्च गुणवत्ता वाले नियोसोम, लिपोसोम, ठोस लिपिड नैनोकण, बहुलकीय नैनोकण, साइक्लोडेक्सट्रिन संकुल और अन्य नैनोसंरचित औषधि वाहकों की तैयारी ऐसी प्रक्रियाएँ हैं, जिनमें Hielscher सोनिकेटर अपनी उच्च विश्वसनीयता, एकसमान शक्ति निर्गम और सटीक नियंत्रणीयता के कारण उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं। 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।
Hielscher सोनिकेटर की मज़बूती भारी कार्यभार और कठिन परिवेशों में 24/7 संचालन की सुविधा देती है।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटर की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है: