A nioszómák ultrahangos formulációja
A nioszómák nanoméretű vezikulák, amelyek gyógyszerek (pl. rákgyógyszerek) és más bioaktív anyagok hordozójaként használhatók. Az ultrahangos emulgeálás egyszerű és gyors módszer kis nioszómák kialakítására nagy gyógyszerterheléssel.
Nioszóma vezikulumok, mint nano-hordozók a hatóanyagokhoz
A nioszóma egy nem ionos felületaktív anyag alapú vezikulum, amelyet többnyire nem ionos felületaktív anyag és koleszterin segédanyagként történő beépítése képez. A nioszómák stabilabbak a kémiai lebomlással vagy oxidációval szemben, és hosszú tárolási idővel rendelkeznek a liposzómákhoz képest. A nioszóma előállításához használt felületaktív anyagok miatt biológiailag lebonthatók, biokompatibilisek és nem immunogének. A nioszómák ozmotikusan aktívak, kémiailag stabilak és hosszabb tárolási időt kínálnak a liposzómákhoz képest. A mérettől és a lamelláritástól függően különböző előkészítési módszerek állnak rendelkezésre, mint például ultrahangos kezelés, fordított fázisú párolgás, vékonyréteg hidratálás vagy transzmembrán pH gradiens gyógyszerfelvételi folyamat. Az ultrahangos nioszóma készítmény az előnyben részesített technika az unilamelláris vezikulumok előállítására, amelyek kicsi és egyenletes méretűek.
Ultrahangos nioszóma készítmény
A nioszómák formulálásához olaj-víz (o / w) emulziót kell készíteni felületaktív anyag, koleszterin szerves oldatából és a bioaktív vegyületet, azaz a hatóanyagot tartalmazó vizes oldatból. Az ultrahangos emulgeálás a kiváló technika az elegyedhetetlen folyadékok, például olaj és víz keverésére. Mindkét fázis cseppjeinek levágásával és nanoméretre bontásával nanoemulziót kapunk. Ezt követően a szerves oldószert elpárologtatjuk, ami terápiás szerekkel töltött nioszómákat eredményez, amelyek vizes fázisban diszpergálódnak. A mechanikus keveréshez képest az ultrahangos nioszóma formulációs technika kiemelkedik azáltal, hogy kisebb átlagos dimenziójú nioszómákat képez és alacsonyabb polidiszperzitási indexet képez egy gyors folyamatban. A kisebb vezikulumok használata általában előnyösebb, figyelembe véve, hogy ezek jobban elkerülik a testtisztító mechanizmusokat, mint a nagyobb részecskék, és hosszabb ideig maradnak a véráramban. (vö. Bragagni et al. 2014)
Read more about sonication for improved niosome formulations!
- unilamelláris, kis, egyenletes hólyagok
- Egyszerű és gyors folyamat
- ismételhető
- Precízen vezérelhető
- Biztonságos
- könnyen méretezhető
Ultrahangos nioszóma előkészítési protokollok
A nioszóma készítményt szonikációval széles körben kutatták, így számos tudományosan validált protokoll áll rendelkezésre az ultrahangos nioszóma előállításához.
Az alábbiakban rövid áttekintést talál néhány formulációs protokollról, amelyek nioszómákat készítenek és töltenek be szonikálással.
Withania somnifera kivonatokkal töltött nioszómák
Chinembiri et al. (2017) a Withania somnifera nyers kivonatot helyi alkalmazásra szánt nioszómákba alakította. A bioaktív vegyületeket oldószeres injektálással kapszuláztuk. Ezért a szerves és vizes fázisokat folyamatosan mágnesesen kevertük, és a hőmérsékletet 60 ° C ± 2 ° C-on tartottuk, amíg a szerves oldószer el nem távozott. A kapott készítményt lehűtöttük és jégen ultrahanggal ultrahangoztuk a Hielscher UP200ST szonikátorral. A nioszómák átlagos mérete kb. 165,9 ± 9,4 között volt, és magas befogási hatékonyságot (EE%) mutattak az A-valanoliddal.
Doxorubicinnel töltött nioszómák
A doxorubicinnal, egy rákellenes gyógyszerrel töltött N-palmitoil-glükozamin nioszómákat (Glu) NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), koleszterin (58 mg) és Solulan C24 (54 mg) keverékének rázásával állítottuk elő doxorubicin oldatban (1,5 mg / ml, 2 ml, PBS-ben előállítva) 90 ° C-on 1 órán keresztül, majd szonda szonda szonikálással 10 percig (a max 75% -a).
A palmitoil-glikol-kitozán (GCP) vezikulumokat a korábban leírtak szerint (11) szondáztuk glikol-kitozán (10 mg) és koleszterin (4 mg) ultrahangos doxorubicin oldatban (1,5 mg / ml). (Dufes és mtsai. 2004)
UP400ST – 400W ultrahangos készülék nanohordozók, például nioszómák előállítására
Alternatív nioszóma előkészítési módszerek
Alternatív nioszóma formulációs módszerek, mint például a fordított fázisú párologtatási technika vagy a transzmembrán pH gradiens gyógyszerfelvételi folyamat ultrahangos energia alkalmazásával jár. Mindkét technikát elsősorban multilamelláris vezikulumok (MLV) megfogalmazására használják. Az alábbiakban rövid leírást talál mindkét technikáról és az érintett szonikálási lépésről.
Szonikálás nioszóma készítményben fordított fázisú párolgás útján
A fordított fázisú párolgás (REV) módszerben a nioszóma-készítmény komponenseit éter és kloroform keverékében oldjuk, és hozzáadjuk a hatóanyagot tartalmazó vizes fázishoz. Az ultrahangos emulgeálást arra használják, hogy a keveréket finom méretű emulzióvá alakítsák. Ezt követően a szerves fázist elpárologtatjuk. A szerves oldószer elpárologtatása során kapott nioszóma nagy méretű egyoldalú vezikulák.
Transzmembrán pH gradiens gyógyszerfelvételi folyamat
A transzmembrán pH-gradiens (savas) gyógyszerfelvételi folyamathoz (távoli betöltéssel) a felületaktív anyagot és a koleszterint kloroformban oldjuk. Az oldószert ezután vákuum alatt elpárologtatjuk, hogy vékony film keletkezzen a gömblombik falán. A filmet 300 mM citromsavval (pH 4,0) hidratáljuk a szuszpenzió örvénylésével. A multilamelláris vezikulumokat háromszor fagyasztják és felolvasztják, majd szonda típusú ultrahangos készülékkel ultrahanggal ultrahangosítják. Ehhez a nioszóma-szuszpenzióhoz 10 mg / ml hatóanyagot tartalmazó vizes oldatot adunk és örvényezzük. A minta pH-ját ezután 1 M dinátrium-foszfáttal 7,0-7,2 pH-ra emeljük. Ezután az elegyet 10 percig 60 ° C-ra melegítjük. Ez a technika multilamelláris vezikulákban eredményez. (vö. Kazi et al. 2010)
A nioszómák ultrahangos méretének csökkentése
A nioszómák általában a 10nm és 1000nm közötti mérettartományban vannak. Az előkészítési technikától függően a nioszómák gyakran viszonylag nagy méretűek és hajlamosak aggregátumokat képezni. A specifikus nioszómaméretek azonban fontos tényezők a célzott szállítási rendszer típusában. Például a nanométeres tartományban lévő nagyon kis nioszómaméret a legalkalmasabb a szisztémás gyógyszeradagolásra, ahol a gyógyszert a sejtmembránokon keresztül kell bejuttatni, hogy elérje a sejt célhelyét, míg a nagyobb nioszómák ajánlottak intramuszkuláris és üregen belüli gyógyszeradagoláshoz vagy szemészeti alkalmazásokhoz. A nioszómák ultrahangos méretének csökkentése gyakori lépés a rendkívül erős nioszómák előállítása során. Az ultrahangos nyíróerők deagglomerálják és diszpergálják a nioszómákat mono-diszpergált nano-nioszómákká.
protokoll – A liponioszómák ultrahangos méretének csökkentése
Naderinezhad et al. (2017) biokompatibilis liponioszómákat (nioszóma és liposzóma kombinációját) fogalmazott meg, amelyek Tween 60: koleszterint tartalmaznak: DPPC (55: 30: 15: 3) 3% DSPE-mPEG-vel. Az elkészített liponioszómák méretének csökkentése érdekében hidratálás után ultrahangos szuszpenziót 45 percig (15 másodperc be és 10 másodperc ki, amplitúdó 70% 100 watton), hogy minimalizálják a részecske-aggregációt ultrahangos homogenizátorral UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Németország). A pH-gradiens módszerhez a szárított CUR, felületaktív anyagok és lipidek filmjeit 1300 ml ammónium-szulfáttal (pH 1⁄4 4) hidratáltuk 63 ° C-on 47 percig. Ezután a nanorészecskéket jégfürdő felett ultrahanggal kezeltük, hogy kis hólyagokat állítsunk elő.
Ultrahangos készülékek nioszóma előkészítéséhez
A Hielscher Ultrasonic hosszú távú tapasztalattal rendelkezik a nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok tervezésében, gyártásában, forgalmazásában és szervizelésében a gyógyszeripar, az élelmiszeripar és a kozmetikai ipar számára.
The preparation of high-quality niosomes, liposomes, solid lipid nanoparticles, polymeric nanoparticles, cyclodextrin complexes and other nano-structured drug carriers are processes, in which Hielscher sonicators excel due to their high reliability, consistent power output, and precise controllability. Hielscher ultrasonicators allow for precise control over all process parameters, such as amplitude, temperature, pressure and sonication energy. The intelligent software automatically protocols all sonication parameters (time, date, amplitude, net energy, total energy, temperature, pressure) on the built-in SD-card.
The robustness of Hielscher sonicators allow for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat! / Kérdezzen tőlünk!
Irodalom/Hivatkozások
- Chinembiri T.N., Gerber M., du Plessis L.H., du Preez J.L., Hamman J.H., du Plessis J. (2017): A Withania somnifera nyers kivonatok helyi szállítása nioszómákban és szilárd lipid nanorészecskékben. Pharmacognosy Magazine 2017 október; 13 (3. kiegészítés):S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): A felületaktív anyag típusa, koleszterintartalma és a különböző leépítési módszerek hatása a nioszómák részecskeméretére. Iran Journal of Pharmaceutical Research 2018; 17 (2. kiegészítés): 1-11.
- Ashraf Alemi, Javad Zavar Reza, Fateme Haghiralsadat, Hossein Zarei Jaliani, Mojtaba Haghi Karamallah, Seyed Ahmad Hosseini, Somayeh Haghi Karamallah (2018): A paklitaxel és a kurkumin együttes alkalmazása új kationos PEGylated nioszomális készítményekben fokozott szinergikus tumorellenes hatékonyságot mutat. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Samira Naderinezhad, Ghasem Amoabediny, Fateme Haghiralsadat (2017): Hidrofil és hidrofób rákellenes gyógyszerek együttes szállítása biokompatibilis pH-érzékeny lipidalapú nanohordozók felhasználásával multirezisztens rákok esetén. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Nioszómák vs liposzómák
A liposzómák és a nioszómák mikroszkopikus vezikulumok, amelyek bioaktív vegyületekkel tölthetők fel a gyógyszer beadásához. A nioszómák hasonlóak a liposzómákhoz, de kétrétegű összetételükben különböznek. Míg a liposzómák foszfolipid kettősréteggel rendelkeznek, a nioszóma kettős réteg nem ionos felületaktív anyagokból készül, ami kémiai különbséghez vezet a szerkezeti egységekben. Ez a szerkezeti különbség nagyobb kémiai stabilitást, kiváló bőrbehatolási képességet és kevesebb szennyeződést biztosít a nioszómáknak.
A nioszómákat méret szerint három fő csoportra osztják: a kis egylamelláris vezikulumok (SUV) átlagos átmérője 10–100 nm, a nagy egylamelláris vezikulumok (LUV) átlagos mérete 100–3000 nm, a multilamelláris vezikulumokat (MLV) pedig egynél több kettős réteg jellemzi.
“Niosomes behave in vivo like liposomes, prolonging the circulation of entrapped drug and altering its organ distribution and metabolic stability. As with liposomes, the properties of niosomes depend on the composition of the bilayer as well as method of their production. It is reported that the intercalation of cholesterol in the bilayers decreases the entrapment volume during formulation, and thus entrapment efficiency.” (Kazi et al. 2010)
A nioszómák különböző technikákkal állíthatók elő, mint például vékonyréteg-hidratálási technika, ultrahangos kezelés, fordított fázisú párolgási módszer, fagyasztás-olvadás módszer, mikrofluidizáció vagy dehidratációs rehidratációs módszer. A készítmény megfelelő formájának, felületaktív anyagának, koleszterintartalmának, felületi töltés adalékainak és szuszpenziós koncentrációjának kiválasztásával a nioszómák összetétele, lamellaritása, stabilitása és felületi töltése kialakítható a specifikus gyógyszerhordozó-követelmények teljesítése érdekében.
A nagyon alacsony citotoxicitású, biológiailag kompatibilis nioszómák előállítása érdekében a nioszóma-előállításban használt felületaktív anyagoknak biológiailag lebonthatónak, biokompatibilisnek és nem immunogénnek kell lenniük.