Obrada ultrazvukom nanočestica za Pharmaceuticals

Sonikatori imaju ključnu ulogu u farmaceutskim istraživanjima i proizvodnji pružajući snažna i kontrolirana sredstva za postizanje smanjenja veličine čestica, razbijanja stanica i homogenizacije. Sonikatori koriste ultrazvučne valove za stvaranje kavitacije, što rezultira stvaranjem i kolapsom mikroskopskih mjehurića. Ovaj fenomen stvara intenzivne sile smicanja i udarne valove, učinkovito razbijajući čestice ili ometajući stanice.

Evo nekih ključnih aspekata upotrebe sonikatora u farmaceutskoj primjeni:

  • Smanjenje veličine čestica: Sonikatori se koriste za smanjenje veličine čestica aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) ili drugih spojeva. Mala i ujednačena veličina čestica ključna je za povećanje bioraspoloživosti, brzine otapanja i ukupne učinkovitosti farmaceutskih formulacija.
  • Prekid ćelije: U biofarmaceutskim istraživanjima, sonikatori se koriste za razbijanje stanica kako bi se oslobodile unutarstanične komponente. Ovo je osobito važno za ekstrakciju proteina, enzima i drugih biomolekula iz mikrobnih stanica ili kultiviranih stanica sisavaca.
  • Homogenizacija: Homogenizacija farmaceutskih formulacija neophodna je za osiguranje jednolike raspodjele sastojaka. Sonikatori pomažu u postizanju homogenosti razbijanjem aglomerata i ravnomjernim raspršivanjem komponenti.
  • Formiranje nanoemulzije i liposoma: Sonikacija se koristi za stvaranje stabilnih nanoemulzija i liposoma u farmaceutskim formulacijama. Ovi sustavi za isporuku nanomjera koriste se za isporuku lijeka kako bi se povećala topljivost i bioraspoloživost.
  • Kontrola kvalitete i optimizacija procesa: Sonikacija je vrijedan alat za kontrolu kvalitete u farmaceutskoj proizvodnji. Pomaže u optimiziranju procesa osiguravajući dosljednu distribuciju veličine čestica i homogenost, pridonoseći ponovljivosti od serije do serije.
  • Formulacija i razvoj lijekova: Tijekom formulacije i razvoja lijeka, sonikatori se koriste za pripremu stabilnih suspenzija, emulzija ili disperzija. Ovo je ključno za dizajniranje farmaceutskih proizvoda sa željenim fizičkim i kemijskim svojstvima.

Zahtjev za informacijama




Primijetite naše pravila o privatnosti,


Ultrazvučno uznemireni reaktor za poboljšanu sintezu peptida.

Ultrazvučno miješani reaktor za poboljšanu i ubrzanu sintezu. Slika prikazuje ultrasonicator UP200St u staklenom reaktoru s miješanjem.

Nanomaterijala u Pharmaceuticals

Ultrazvučne tehnologije igraju ključnu ulogu u pripremi, obradi i funkcionalizaciji nanomaterijala u farmaceutskom istraživanju i proizvodnji. Intenzivni učinci ultrazvuka velike snage, uključujući akustičnu kavitaciju, doprinose razbijanju aglomerata, raspršivanju čestica i emulgiranju nano-kapljica. Hielscherovi visokoučinkoviti sonikatori pružaju pouzdano i učinkovito rješenje za farmaceutske standarde, osiguravajući sigurnu proizvodnju i olakšavajući povećanje bez dodatnih napora optimizacije.

obrada nanomaterijala

Nanomaterijali, posebice nanočestice, revolucionirali su isporuku lijekova u farmaceutskim proizvodima, nudeći dokazanu metodu za davanje aktivnih tvari oralno ili putem injekcija. Ova tehnologija poboljšava učinkovitost doziranja i isporuke lijekova, otvarajući nove puteve za medicinske tretmane. Sposobnost isporuke lijekova, topline ili drugih aktivnih tvari izravno specifičnim stanicama, posebice bolesnim stanicama, označava značajan napredak.

U terapiji raka, nano-formulirani lijekovi pokazali su obećavajuće rezultate, iskorištavajući prednost čestica nano-veličine za isporuku visokih doza lijeka izravno u tumorske stanice, maksimizirajući terapijske učinke uz minimaliziranje nuspojava na druge organe. Veličina nanomjera omogućuje tim česticama prolaz kroz stanične stijenke i membrane, oslobađajući aktivne tvari točno na ciljanim stanicama.

Obrada nanomaterijala, definiranih kao čestice dimenzija manjih od 100 nm, predstavlja izazove koji zahtijevaju veće napore. Ultrazvučna kavitacija pojavljuje se kao dobro uspostavljena tehnologija za deaglomeraciju i raspršivanje nanomaterijala. Ugljične nanocijevi (CNT), posebno ugljikove nanocijevi s više stijenki (MWCNT) i ugljikove nanocijevi s jednom stijenkom (SWCNT), pokazuju jedinstvena svojstva, nudeći veliki unutarnji volumen za kapsuliranje molekula lijeka i različite površine za funkcionalizaciju.
 

Sonochemically izrađeni pojedinačni stijenki atoma nanocjevčice (SWNTs / SWCNTs)

Sonokemijska proizvodnja SWCNT-a. Prašak silicijevog dioksida u otopini smjese ferocen-ksilen sonikiran je 20 minuta. na sobnoj temperaturi i pod tlakom okoline. Sonikacija proizvodi SWCNTS visoke čistoće na površini silicijevog praha. (Jeong i dr. 2004.)

 

Funkcionalizirane ugljikove nanocijevi (f-CNT) igraju ključnu ulogu u povećanju topljivosti, omogućujući učinkovito ciljanje tumora i izbjegavajući citotoksičnost. Ultrazvučne tehnike olakšavaju njihovu proizvodnju i funkcionalizaciju, kao što je sonokemijska metoda za SWCNT visoke čistoće. Štoviše, f-CNT mogu poslužiti kao sustavi za isporuku cjepiva, povezujući antigene s ugljikovim nanocjevčicama kako bi inducirali specifične reakcije antitijela.
Keramičke nanočestice dobivene od silicijevog dioksida, titanija ili glinice imaju porozne površine, što ih čini idealnim nosačima lijekova. Ultrazvučna sinteza i taloženje nanočestica, korištenjem sonokemije, pružaju pristup odozdo prema gore za pripremu spojeva nanoveličine. Proces poboljšava prijenos mase, što rezultira manjim veličinama čestica i većom ujednačenošću

Sinteza i ultrazvučni Taloženje nanočestica

Ultrasonication igra vitalnu ulogu u funkcionalizaciji nanočestica. Tehnika učinkovito razbija granične slojeve oko čestica, dopuštajući novim funkcionalnim skupinama da dođu do površine čestica. Na primjer, ultrazvučna funkcionalizacija ugljičnih nanocijevi s jednom stijenkom (SWCNT) s fragmentima PL-PEG ometa nespecifični unos stanica dok promiče specifični unos stanica za ciljane primjene.

Ultrazvučni homogeniziranje omogućiti učinkovite za dispergiranje, raspršivanje i mfunctionalization nano materijala.

Hielscher laboratorijski sonikator UP50H za sonication malim količinama, npr raspršivanje MWNTs.

Da bi se dobile nanočestice s specifičnim karakteristikama i funkcijama, površina čestica mora biti modificirana. Različiti nanosistemi poput polimernih nanočestica, liposoma, dendrimera, ugljikovih nanocjevčica, kvantnih točaka itd. Mogu se uspješno funkcionalizirati za učinkovito korištenje u farmaceutici.

Praktični primjer ultrazvučne funkcionalizacije čestica:

Ultrazvučna funkcionalizacija SWCNTs od PL-PEG: Zeineldin et al. (2009) pokazali su da disperzija jednostrukih zidnih ugljikovih nanocjevčica (SWNTs) ultrazvukom s fosfolipid-polietilen glikolom (PL-PEG) to fragmentira, čime se interferira sa svojom sposobnošću blokiranja nespecifičnog uzimanja stanica. Međutim, nefragmentirani PL-PEG potiče specifičnu staničnu primjenu ciljnih SWNTs na dvije različite skupine receptora izraženih od stanica raka. Ultrazvučno liječenje u prisustvu PL-PEG je uobičajena metoda koja se koristi za dispergiranje ili funkcionalizaciju ugljikovih nanocjevčica, a integritet PEG važan je za promicanje specifičnog staničnog uzimanja liganiziranih nanocjevčica. Budući da je fragmentacija vjerojatno posljedica ultrasonikacije, tehnike koja se obično koristi za raspršivanje SWNT, to je možda zabrinutost za određene primjene kao što je isporuka lijeka.
 

Sonikacija je vrlo učinkovita metoda za modificiranje i funkcionalizaciju nanočestica

Ultrazvučna disperzija SWCNT-a s PL-PEG (Zeineldin et al., 2009.)

 

Ultrazvučno liposoma Nastanak

Još jedna uspješna primjena ultrazvuka je priprema liposoma i nano-liposoma. Sustavi za isporuku lijekova i gena temeljeni na liposomima igraju značajnu ulogu u mnogostrukim terapijama, ali iu kozmetici i prehrani. Liposomi su dobri nosači, budući da se aktivni agensi topljivi u vodi mogu staviti u vodeni centar liposoma ili, ako je agens topiv u mastima, u lipidni sloj. Liposomi se mogu formirati uz pomoć ultrazvuka. Osnovni materijal za pripremu liposoma su amfilne molekule izvedene ili temeljene na lipidima biološke membrane. Za formiranje malih unilamelarnih vezikula (SUV), lipidna disperzija se nježno sonicira – npr. s ručnim ultrazvučnim uređajem UP50H (50W, 30kHz), VialTweeterom ili ultrazvučnim rogom za šalicu. Trajanje takvog ultrazvučnog tretmana traje cca. 5 – 15 minuta. Druga metoda za proizvodnju malih jednoslojnih vezikula je sonikacija liposoma višelamelarnih vezikula.
Dinu-Pirvu et al. (2010) navodi dobivanje transferosoma obrađivanjem MLV čija je na sobnoj temperaturi.
Hielscher Ultrasonics nudi razne ultrazvučnih uređaja, sonotroda i pribor kako bi se zadovoljile potrebe svih vrsta procesa.
Pročitajte više o ultrazvučno ekstrahiranom i inkapsuliranom ekstraktu Aloe vere!

Ultrazvučni enkapsulacija u liposome sredstava

Liposomi radi kao nosači za tvari. Ultrazvuk je učinkovito sredstvo za pripremu i formiranje liposoma za zadržavanje aktivnih sredstava. Prije kućištima, liposomi sklone tvoriti zbog punjenja naboja interakcije površine fosfolipida polarnih glave (Míckova i sur. 2008), nadalje moraju biti otvorena. Kao primjer, Zhu et al. (2003) opisuju kapsuliranje biotin praha u liposome ultrazvukom. Kao biotin praha doda se u otopinu vezikula suspenzija, otopina je sonicirana cca. 1 sat. Nakon te obrade, biotin zatvoreni u liposome.

liposomalni Emulzije

Kako bi se poboljšala učinak njege vlaži i protiv starenja kreme, losione, gelove i druge cosmeceutical formulacije, emulgator dodaju se u liposomskih disperzije stabilizirati veće količine lipida. No, istraživanja su pokazala da je sposobnost liposoma je obično ograničen. Uz dodatak emulgatora, taj učinak će se pojaviti ranije i dodatni emulgatori uzrokovati slabljenje na prepreci afiniteta fosfatidilkolin. nanočestice – sastavljen od fosfatidilkolina i lipida - su odgovor na ovaj problem. Ove nanočestice se formiraju kapljice ulja koji je pokriven jednog sloja fosfatidilkolin. Upotreba nanočestica omogućuje formulacije koje su u stanju apsorbirati više lipida i ostati stabilna, tako da dodatni emulgatori nisu potrebni.
Ultrasonication je dokazana metoda za proizvodnju nanoemulzija i nanodisperzija. Visoko intenzivna ultrazvuka opskrbljuje energiju koja je potrebna za raspršivanje tekuće faze (disperzna faza) u malim kapljicama u drugoj fazi (kontinuirana faza). U disperzivnoj zoni implodirajući kavitacijski mjehurići uzrokuju intenzivne udarne valove u okolnoj tekućini i dovode do stvaranja tekućih mlazova velike tekućinske brzine. Da bi se stabilizirale novoformirane kapljice disperzne faze protiv koalescencije, emulziji su dodani emulzifikatori (površinski aktivne tvari, surfaktanti) i stabilizatori. Budući da koalescencija kapljica nakon poremećaja utječe na konačnu distribuciju veličine kapljica, efikasno stabiliziranje emulgatora se koristi za održavanje konačne distribucije veličine kapljica na razini koja je jednaka raspodjeli neposredno nakon poremećaja kapljica u ultrazvučnoj disperznoj zoni.

liposomalni Disperzije

Liposomske disperzije, koje se temelje na nezasićenoj fosfatidilkloridu, nemaju stabilnost protiv oksidacije. Stabilizacija disperzije može se postići antioksidansima, kao što je kompleks vitamina C i E.
Ortan et al. (2002) ostvaren je u svojoj studiji koja se odnosi na ultrazvučnom pripremu Anethum graveolens eterično ulje u liposome dobre rezultate. Nakon sonikacije, dimenzija liposoma su između 70-150 nm, a MLV između 230-475 nm; Ove su vrijednosti približno konstantna i nakon 2 mjeseca, ali inceased nakon 12 mjeseca, a posebno u SUV disperzije (vidi histograma dolje). Mjerenje stabilnosti, što se tiče bitne gubitak ulja i raspodjele veličina, također je pokazala da liposomalne disperzije održava sadržaj hlapivih ulja. To sugerira da je zarobljavanje eteričnog ulja u liposome povećala stabilnost ulja.
 

Ultrazvučno pripremljeni više lamelarni vezikule (MLV) i jednog Uni-lamelama mjehurići (SUV) pokazuju dobru stabilnost u vezi bitnih gubitak ulja i raspodjele veličine čestica.

Stabilnost MLV i SUV disperzija nakon 1 godine. Liposomske formulacije pohranjene su na 4±1 ºC.
(Studija i grafički prikaz: ©Ortan et al., 2009.):

 
Kliknite ovdje da pročitate više o ultrazvučnom pripravku liposoma!

Sonikatori visokih performansi za farmaceutska istraživanja i proizvodnju

Hielscher Ultrasonics vaš je najbolji dobavljač visokokvalitetnih sonikatora visokih performansi za istraživanje i proizvodnju lijekova. Uređaji u rasponu od 50 W do 16.000 W omogućuju pronalaženje pravog ultrazvučnog procesora za svaki volumen i svaki proces. Zbog svojih visokih performansi, pouzdanosti, robusnosti i jednostavnog rada, ultrazvučna obrada je bitna tehnika za pripremu i obradu nanomaterijala. Opremljeni sa CIP (clean-in-place) i SIP (sterilize-in-place), Hielscher sonikatori jamče sigurnu i učinkovitu proizvodnju u skladu s farmaceutskim standardima. Svi specifični ultrazvučni procesi mogu se lako testirati u laboratoriju ili na stolnoj vagi. Rezultati ovih ispitivanja su potpuno ponovljivi, tako da je sljedeće povećanje linearno i lako se može napraviti bez dodatnih napora u pogledu optimizacije procesa.

Zašto Hielscher Ultrasonics?

  • visoka efikasnost
  • Najmodamoksna tehnologija
  • pouzdanost & robusnost
  • podesiva, precizna kontrola procesa
  • serija & u redu
  • za bilo koji volumen
  • inteligentni softver
  • pametne značajke (npr. programabilne, protokoliranje podataka, daljinsko upravljanje)
  • Jednostavan i siguran za rad
  • Slabo održavanje
  • CIP (čist na mjestu)

Hielscher Sonicators: dizajn, proizvodnja i savjetovanje – Kvaliteta proizvedena u Njemačkoj

Hielscher ultrasonicators su poznati po svojim najvišim standardima kvalitete i dizajna. Robusnost i jednostavan rad omogućuju glatku integraciju naših ultrasonicators u industrijske objekte. Grubim uvjetima i zahtjevnim okruženjima lako se bave Hielscher ultrasonicators.

Hielscher Ultrasonics je tvrtka s ISO certifikatom i poseban naglasak stavlja na ultrazvučne uređaje visokih performansi s najsuvremenijom tehnologijom i prilagođenošću korisnicima. Naravno, Hielscher ultrasonicators su CE sukladni i zadovoljavaju zahtjeve UL, CSA i RoHs.

Tablica u nastavku daje vam pokazatelj približne mogućnosti obrade naših ultrazvučnih uređaja:

Batch VolumenProtokPreporučeni uređaji
00,5 do 1,5 mlN.a.VialTweeter
1 do 500 mL10 do 200 mL / minUP100H
10 do 2000 ml20 do 400 mL / minUf200 ः t, UP400St
0.1 do 20L0.2 do 4L / minUIP2000hdT
10 do 100L2 do 10 l / minUIP4000hdT
15 do 150L3 do 15L/minUIP6000hdT
N.a.10 do 100 l / minUIP16000
N.a.većigrozd UIP16000

Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!

Zatražite dodatne informacije

Molimo upotrijebite donji obrazac kako biste zatražili dodatne informacije o ultrazvučnim procesorima, primjeni i cijeni. Bit će nam drago razgovarati s vama o vašem farmaceutskom procesu i ponuditi vam sonikator koji ispunjava vaše zahtjeve!









Molimo, imajte na umu da je pravila o privatnosti,


Ultrazvučna postavka ekstrakcije: Sonda tipa ultrasonicator UIP2000hdT (2000 vata) u farmaceutni reaktor od nehrđajućeg čelika.

Postavljanje ultrazvučnog procesa: Sonda tipa ultrasonicator UIP2000hdT (2000 vata) u reaktoru od nehrđajućeg čelika farmaceutske klase.



Literatura / Reference

Ultrazvučni homogenizatori visokog smicanja koriste se u laboratoriju, klupi, pilotskoj i industrijskoj obradi.

Hielscher Ultrasonics proizvodi ultrazvučne homogenizatore visokih performansi za miješanje aplikacija, disperziju, emulzifikaciju i ekstrakciju na laboratorijskim, pilotskim i industrijskim razmjerima.

Rado ćemo razgovarati o vašem procesu.

Stupimo u kontakt.