Ultrazvučna formulacija nanostrukturiranih lipidnih nosača lijekova

Nanostrukturirani lipidni nosači (NLC) napredni su oblik sustava za isporuku lijekova nano veličine koji imaju lipidnu jezgru i ljusku topljivu u vodi. NLC imaju visoku stabilnost, štite aktivne biomolekule od razgradnje i nude produženo otpuštanje lijeka. Ultrasonication je pouzdana, učinkovita i jednostavna tehnika za proizvodnju napunjenih nanostrukturiranih lipidnih nosača.

Ultrazvučna priprema nanostrukturiranih lipidnih nosača

Nanostrukturni lipidni nosači (NLC) sadrže kruti lipid, tekući lipid i surfaktant u vodenom mediju, što im daje dobru topljivost i karakteristike bioraspoloživosti. NLC se široko koriste za formuliranje stabilnih sustava nosača lijeka s visokom bioraspoloživošću i kontinuiranim otpuštanjem lijeka. NLC imaju širok raspon primjena u rasponu od oralne do parenteralne primjene uključujući topikalno/transdermalno, oftalmološku (okularnu) i plućnu primjenu.
Ultrazvučna disperzija i emulgiranje je pouzdana i učinkovita tehnika za pripremu nanostrukturiranih lipidnih nosača napunjenih aktivnim spojevima. Ultrazvučni NLC pripravak ima veliku prednost što ne zahtijeva organsko otapalo, velike količine surfaktanta ili aditivnih spojeva. Ultrazvučna NLC formulacija je relativno jednostavna metoda budući da se topljivi lipid dodaje u otopinu surfaktanta i zatim sonicira.

Ogledni protokoli za ultrazvučno opterećene nanostrukturne lipidne nosače

NLC-ovi napunjeni deksametazonom putem sonikacije
Netoksični potencijalni oftalmološki NLC sustav pripremljen je ultrazvučnom obradom, što je rezultiralo uskom raspodjelom veličine, visokom učinkovitošću hvatanja deksametazona i poboljšanim prodiranjem. NLC sustavi su ultrazvučno pripremljeni pomoću a Hielscher UP200S ultrasonicator i Compritol 888 ATO, Miglyol 812N i Cremophor RH60 kao komponente.
Čvrsti lipid, tekući lipid i površinski aktivna tvar otopljeni su korištenjem grijaće magnetske miješalice na 85ºC. Zatim je deksametazon dodan otopljenoj smjesi lipida i dispergiran. Čista voda je zagrijana na 85ºC i dvije faze su sonikirane (pri 70% amplitude tijekom 10 minuta) s Hielscher UP200S ultrazvučni homogenizator. NLC sustav je ohlađen u ledenoj kupelji.
Ultrazvučno pripremljeni NLC pokazuju usku distribuciju veličine, visoku učinkovitost zarobljavanja DXM-a i poboljšanu penetraciju.
Istraživači preporučuju upotrebu niske koncentracije surfaktanta i niske koncentracije lipida (npr. 2,5% za tenzid i 10% za ukupni lipid) jer tada kritični parametri stabilnosti (Z_ave, ZP, PDI) i kapacitet punjenja lijeka (EE%) su prikladni dok koncentracija emulgatora može ostati na niskim razinama.
(usp. Kiss i dr. 2019.)

NLC s retinil palmitatom putem sonikacije
Retinoid je široko korišten sastojak u dermatološkim terapijama bora. Retinol i retinil palmitat dva su spoja iz skupine retinoida koji imaju sposobnost induciranja debljine epidermisa i učinkoviti su kao sredstvo protiv bora.
NLC formulacija je pripremljena metodom ultrazvučne obrade. Formulacija je sadržavala 7,2% cetil palmitata, 4,8% oleinske kiseline, 10% Tween 80, 10% glicerina i 2% retinil palmitata. Sljedeći su koraci poduzeti za proizvodnju NLC-ova napunjenih retinil palmitatom: Smjesa rastaljenih lipida pomiješana je s surfaktantom, ko-surfaktantom, glicerinom i deioniziranom vodom na 60-70°C. Ova smjesa je miješana mješalicom visokog smicanja pri 9800 okretaja u minuti 5 minuta. Nakon što se formira predemulzija, ova predemulzija se odmah sonicira pomoću ultrazvučnog homogenizatora tipa sonde 2 minute. Zatim je dobiveni NLC držan na sobnoj temperaturi 24 sata. Emulzija je pohranjena na sobnoj temperaturi 24 sata i izmjerena je veličina nanočestica. NLC formula pokazala je veličinu čestica u rasponu od 200-300 nm. dobiveni NLC ima blijedožuti izgled, veličinu kuglice od 258±15,85 nm i indeks polidisperznosti od 0,31±0,09. TEM slika u nastavku prikazuje ultrazvučno pripremljene NLC-ove napunjene retinil palmitatom.
(usp. Pamudji et al. 2015.)

Zingiber zerumbet-napunjeni NLC-ovi putem sonikacije
Nanostrukturirani lipidni nosači sastoje se od mješavine krutog lipida, tekućeg lipida i surfaktanta. To su izvrsni sustavi za isporuku lijekova za primjenu bioaktivnih tvari s slabom topljivošću u vodi i značajno povećanje njihove bioraspoloživosti.
Sljedeći su koraci poduzeti za formuliranje NLC-ova napunjenih Zingiber zerumbetom. 1% čvrstog lipida, tj. gliceril monostearat i 4% tekućeg lipida, tj. djevičanskog kokosovog ulja, pomiješani su i otopljeni na 50°C kako bi se dobila homogena, bistra lipidna faza. Nakon toga je lipidnoj fazi dodano 1% Zingiber zerumbet ulja, dok je temperatura kontinuirano održavana 10°C iznad temperature taljenja gliceril monostearata. Za pripremu vodene faze, destilirana voda, Tween 80 i sojin lecitin pomiješani su u ispravnom omjeru. Vodena smjesa je odmah dodana u smjesu lipida da se dobije smjesa pre-emulzije. Pre-emulzija je zatim homogenizirana korištenjem homogenizatora visokog smicanja pri 11.000 okretaja u minuti tijekom 1 minute. Nakon toga, pre-emulzija je sonicirana korištenjem ultrazvučnog uređaja tipa sonde pri amplitudama od 50% tijekom 20 minuta. Konačno, NLC disperzija je ohlađena u kupelji s ledenom vodom na sobnu temperaturu (25±1°C) kako bi se suspenzija ugasila u hladnu kupelj kako bi se spriječilo nakupljanje čestica. NLC su pohranjeni na 4°C.
NLC-ovi napunjeni Zingiber zerumbetom pokazuju nanometarsku veličinu od 80,47±1,33, stabilan indeks polidisperznosti od 0,188±2,72 i zeta potencijalni naboj od -38,9±2,11. Učinkovitost inkapsulacije pokazuje sposobnost lipidnog nosača da inkapsulira Zingiber zerumbet ulje s više od 80% učinkovitosti.
(usp. Rosli i dr. 2015.)

NLC s valsaratanom putem sonikacije
Valsaratan je blokator receptora angiotenzina II koji se koristi u antihipertenzivnim lijekovima. Valsartan ima nisku bioraspoloživost od cca. 23% samo zbog svoje slabe topljivosti u vodi. Korištenje ultrazvučne metode taljenja-emulzifikacije omogućilo je pripremu NLC-ova napunjenih valsaratanom koji imaju značajno poboljšanu bioraspoloživost.
Jednostavno, uljna otopina Vala pomiješana je s određenom količinom otopljenog lipidnog materijala na temperaturi 10°C iznad tališta lipida. Vodena otopina surfaktanta pripravljena je otapanjem određenih težina Tween 80 i natrijevog deoksikolata. Otopina surfaktanta je dalje zagrijana do istog temperaturnog stupnja i pomiješana s uljnom otopinom lijeka lipida sonikacijom kroz 3 minute. da nastane emulzija. Zatim je nastala emulzija dispergirana u ohlađenoj vodi magnetskom miješalicom 10 min. Nastali NLC su odvojeni centrifugiranjem. Uzorci iz supernatanta su uzeti i analizirani na koncentraciju Val korištenjem validirane HPLC metode.
Ultrazvučna metoda taljenja i emulgiranja ima brojne prednosti, uključujući jednostavnost s minimalnim stresnim uvjetima i bez toksičnih organskih otapala. Maksimalna postignuta učinkovitost zarobljavanja bila je 75,04%
(usp. Albekery et al. 2017.)

Drugi aktivni spojevi kao što su paklitaksel, klotrimazol, domperidon, puerarin i meloksikam također su uspješno ugrađeni u čvrste lipidne nanočestice i nanostrukturirane lipidne nosače pomoću ultrazvučnih tehnika. (usp. Bahari i Hamishehkar 2016.)

Ultrazvuk kao metoda pripreme za formulaciju nano lipidnih nosača (NLC) može se koristiti kao tehnika hladne ili vruće homogenizacije. Ultrazvučna homogenizacija rezultira uskom raspodjelom veličine čestica, što poboljšava stabilnost NLC-a i svojstva skladištenja.

Ultrazvučna hladna homogenizacija

Kada se koristi tehnika hladne homogenizacije za pripremu nanostrukturiranih lipidnih nosača, farmakološki aktivne molekule, tj. lijek, otapaju se u lipidnoj talini i potom brzo hlade tekućim dušikom ili suhim ledom. Tijekom hlađenja lipidi se skrućuju. Čvrsta lipidna masa se zatim melje do veličine nanočestica. Nanočestice lipida dispergiraju se u hladnoj otopini surfaktanta, dajući hladnu predsuspenziju. Konačno, ova se suspenzija sonicira, često koristeći ultrazvučni protočni reaktor, na sobnoj temperaturi.
Budući da se tvari zagrijavaju samo jednom u prvom koraku, ultrazvučna hladna homogenizacija se uglavnom koristi za formuliranje lijekova osjetljivih na toplinu. Budući da su mnoge bioaktivne molekule i farmaceutski spojevi skloni toplinskoj degradaciji, ultrazvučna hladna homogenizacija široko je korištena primjena. Daljnja prednost tehnike hladne homogenizacije je izbjegavanje vodene faze, što olakšava inkapsulaciju hidrofilnih molekula, koje bi inače mogle preći iz tekuće lipidne faze u vodenu fazu tijekom vruće homogenizacije.

Ultrazvučna vruća homogenizacija

Kada se sonikacija koristi kao tehnika vruće homogenizacije, rastaljeni lipidi i aktivni spoj (tj. farmakološki aktivni sastojak) dispergiraju se u vrućem površinski aktivnom sredstvu uz intenzivno miješanje kako bi se dobila predemulzija. Za proces vruće homogenizacije važno je da su obje otopine, suspenzija lipida/lijeka i surfaktant zagrijane na istu temperaturu (približno 5–10°C iznad tališta čvrstog lipida). U drugom koraku, predemulzija se zatim tretira sonikacijom visokih performansi uz održavanje temperature.

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za nanostrukturirane nosače lipida

Snažni ultrazvučni sustavi tvrtke Hielscher Ultrasonics koriste se diljem svijeta u farmaceutskoj R&D i proizvodnja za proizvodnju visokokvalitetnih nano nosača lijekova kao što su čvrste lipidne nanočestice (SLN), nanostrukturirani lipidni nosači (NLC), nanoemulzije i nanokapsule. Kako bi zadovoljio zahtjeve svojih kupaca, Hielscher isporučuje ultrazvučne uređaje od kompaktnog, ali snažnog ručnog laboratorijskog homogenizatora i stolnih ultrazvučnih uređaja do potpuno industrijskih ultrazvučnih sustava za proizvodnju velikih količina farmaceutskih formulacija. Širok raspon ultrazvučnih sonotroda i reaktora dostupan je kako bi se osigurala optimalna postavka za vašu proizvodnju nanostrukturiranih nosača lipida (NLC). Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima.
Kako bismo našim kupcima omogućili ispunjavanje Dobre proizvođačke prakse (GMP) i uspostavu standardiziranih procesa, svi digitalni ultrazvučni uređaji opremljeni su inteligentnim softverom za precizno postavljanje parametara sonikacije, kontinuiranu kontrolu procesa i automatsko bilježenje svih važnih procesnih parametara na izgrađenom uređaju. -na SD kartici. Visoka kvaliteta proizvoda ovisi o kontroli procesa i kontinuirano visokim standardima obrade. Hielscher ultrasonicators vam pomažu da nadgledate i standardizirate svoj proces!

Hielscher Ultrasonics’ industrijski ultrazvučni procesori mogu isporučiti vrlo visoke amplitude. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima.
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja: