Zašto nanoformulirani lijekovi?

• Ultrazvučne nanoemulzije ističu se kao nosači lijekova zbog znatno većeg kapaciteta otapanja od jednostavnih micelnih otopina.
• Njihova termodinamička stabilnost nudi prednosti u odnosu na nestabilne sustave kao što su emulzije, disperzije i suspenzije makro veličine.
• Hielscher ultrasonicators koriste se za pripremu nanoemulzija s kapljicama do 10 nm – u maloj i industrijskoj proizvodnji.

Farmaceutske nanoformulacije proizvedene ultrazvukom

Budući da su farmakološki učinci uglavnom izravno povezani s razinama u plazmi, apsorpcija i bioraspoloživost aktivnih farmaceutskih sastojaka je ključna. Bioraspoloživost fitokemikalija kao što su kanabinoidi (tj. CBD, THC, CBG i drugi) ili kurkuminoidi ograničena je zbog slabe topljivosti, slabe propusnosti, niske sistemske dostupnosti, nestabilnosti, opsežnog metabolizma prvog prolaza ili razgradnje u GI traktu.
Nanoformulacije kao što su nano-emulzije, liposomi, micele, nano-kristali ili napunjene nanočestice koriste se u farmaceutskim proizvodima i dodacima za poboljšanu i/ili ciljanu isporuku lijekova. Poznato je da su nanoemulzije vrlo dobra sredstva za postizanje visoke bioraspoloživosti aktivnih farmaceutskih sastojaka (API) i fitokemijskih spojeva. Nadalje, nanoemulzije također mogu zaštititi API-je, koji mogu biti osjetljivi na hidrolizu i oksidaciju. API-ji i fitokemikalije (npr. kanabinoidi, kurkuminoidi) inkapsulirani u O/W nano-emulzijama testirani su u raznim znanstvenim ispitivanjima i dobro su dokazani kao nosači lijekova s superiornom stopom apsorpcije.

Ultrazvučna nanoemulzifikacija lijekova za oralnu primjenu

Bioraspoloživost oralno primijenjenih flavonoida, kao i mnogih drugih fenolnih aktivnih sastojaka, ozbiljno je ograničena ekstenzivnom glukuronidacijom prvog prolaza. Kako bi se prevladala ograničenja slabe bioraspoloživosti, nosači nano veličine kao što su nanoemulzije i liposomi opsežno su procijenjeni za različite lijekove i pokazali su izvrsne rezultate u poboljšanju apsorpcije.
paklitaksel: Nanoemulzije napunjene paklitakselom (lijek za kemoterapiju koji se koristi u liječenju raka) imale su veličinu kapljica između ~90,6 nm (najmanja srednja veličina čestica) i 110 nm.
„Rezultati farmakokinetičkih studija pokazali su da je inkapsulacija paklitaksela u nanoemulzijama značajno povećala oralnu bioraspoloživost paklitaksela. Povećana oralna bioraspoloživost, mjerena površinom ispod krivulje (AUC), paklitaksela u nanoemulzijama može se pripisati solubilizaciji lijeka u kapljicama ulja i/ili prisutnosti površinski aktivnih tvari na granici ulja i vode. . Poboljšana apsorpcija paklitaksela također se može pripisati zaštiti lijeka od kemijske kao i enzimske razgradnje. U literaturi je zabilježena poboljšana oralna bioraspoloživost različitih hidrofobnih lijekova u O/W tipu emulzija.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidi: Lu i sur. (2017, str. 53) izvješćuju o pripremi ultrazvučno ekstrahiranih kurkuminoida, koji su ultrazvučno emulgirani u nanoemulziju. Kurkuminoidi su ekstrahirani sonikacijom u etanolu. Za nano-emulzifikaciju, stavili su 5 ml ekstrakta kurkuminoida u bočicu i isparili etanol pod dušikom. Zatim je dodano 0,75 g lecitina i 1 mL Tween 80 i homogeno pomiješano, nakon čega je dodano 5,3 mL deionizirane vode. Smjesa je temeljito promiješana i nakon toga sonikirana.
Ultrazvučna nanoemulzifikacija rezultirala je jednoličnom kurkuminoidnom nanoemulzijom s prosječnom veličinom čestica od 12,1 nanometara i sfernim oblikom, što je utvrđeno TEM-om (vidi sliku u nastavku).

Slika: DLS distribucija veličine čestica (A) i TEM slika (B) disperzije kurkuminoida zajedno s distribucijom veličine čestica dobivenom izravno iz TEM slike (C).
(Slika i studija: © Lu et al., 2017.)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

Učinak farmaceutskih pomoćnih tvari i ultrazvučna nanoemulzifikacija

Dong i sur. istraživali su 21 farmaceutsku pomoćnu tvar i njihove učinke na bioraspoloživost modelnog flavonoida krizina. Pet pomoćnih tvari – Naime, Brij 35, Brij 58, labrasol, natrijev oleat i Tween20 značajno su inhibirali glukuronidaciju krizina. Natrijev oleat bio je najjači inhibitor glukuronidacije.

Mebudipin: Khani i sur. (2016.) izvješćuju o formulaciji nanoemulzije napunjene mebudipinom koja sadrži etil oleat, Tween 80, Span 80, polietilen glikol 400, etanol i DI vodu pripremljene su korištenjem ultrazvučnog uređaja tipa sonde. Otkrili su da je veličina čestica za optimalnu formulaciju 22,8 ± 4,0 nm, što je rezultiralo relativnom bioraspoloživošću nanoemulzije mebudipina koja je povećana za oko 2,6 puta. Rezultati pokusa in vivo pokazali su da je nanoemulzijska formulacija mogla značajno povećati bioraspoloživost mebudipina u usporedbi sa suspenzijom, otopinom topljivom u ulju i micelarnom otopinom.

Ultrazvučna nanoemulzija za isporuku lijekova u oči

Okularne nanoemulzije, npr. za isporuku oftalmoloških lijekova, pripremljene su kako bi se postigla bolja dostupnost, brže prodiranje i veća učinkovitost.
Ammar i suradnici (2009) formulirali su dorzolamid hidroklorid u nanoemulziji (raspon veličine od 8,4-12,8 nm) kako bi postigli povećane učinke u liječenju glaukoma, smanjenje broja primjena dnevno i bolju suradljivost pacijenata u usporedbi s na konvencionalne kapi za oči. Razvijene nanoemulzije pokazale su brzi početak djelovanja lijeka i produženi učinak, kao i povećanu bioraspoloživost lijeka u usporedbi s konvencionalnim tržišnim proizvodom.
visoke terapijske učinkovitosti

Morsi i sur. (2014.) pripremili su nanoemulzije napunjene acetazolamidom na sljedeći način: 1% w/w acetazolamida (ACZ) je sonikiran sa mješavinama surfaktanta/ko-surfaktanta/ulja do potpunog otapanja lijeka, zatim vodena faza koja sadrži 3% w/w dimetil sulfoksida ( DMSO) dodan je kap po kap za pripremu nanoemulzija koje sadrže 39% w/w vodene faze, dok je za pripremu nanoemulzija s 59% sadržaja vode korištena vodena faza koja sadrži 20% DMSO. DMSO je dodan kako bi se spriječilo bilo kakvo taloženje lijeka nakon dodavanja vodene faze. Nanoemulzije su pripremljene sa srednjom veličinom kapljica od 23,8-90,2 nm. Nanoemulzije pripremljene s višim udjelom vode od 59% pokazale su najveće otpuštanje lijeka.
Nanoemulgirani acetazolamid uspješno je formuliran u nanoemulzijski oblik koji je pokazao visoku terapijsku učinkovitost u liječenju glaukoma zajedno s produljenim učinkom.

Ultrazvučni uređaji visokih performansi za nanoemulzifikaciju i nanokapsulaciju

Hielscher Ultrasonics nudi ultrazvučne sustave od kompaktnih laboratorijskih homogenizatora do industrijskih rješenja "ključ u ruke". Za proizvodnju nanoemulzija najvišeg farmaceutskog stupnja ključan je pouzdan postupak emulgiranja. Hielscherov širok izbor sonotroda, protočnih ćelija i dodatnog umetka MultiPhase Cavitator MPC48 omogućuju našim kupcima postavljanje optimalnih uvjeta obrade za proizvodnju emulzija nano veličine standardizirane, pouzdane i dosljedne kvalitete. Hielscher ultrazvučni uređaji opremljeni su najsuvremenijim softverom za rad i kontrolu – osiguranje pouzdane proizvodnje standardiziranih lijekova i farmaceutskih dodataka prehrani.
Kontaktirajte nas danas kako biste otkrili mogućnosti ultrazvučno nano-formuliranih API-ja i fitokemikalija!