Miért nanoformulált gyógyszerek?

• Az ultrahangos nanoemulziók kiváló gyógyszerhordozók, mivel szolubilizációs kapacitásuk jelentősen nagyobb, mint az egyszerű micellás oldatoké.
• Termodinamikai stabilitásuk előnyöket kínál az instabil rendszerekkel, például a makroméretű emulziókkal, diszperziókkal és szuszpenziókkal szemben.
• A Hielscher ultrahangos készülékeivel akár 10nm cseppméretű nanoemulziók is előállíthatók – kis léptékben és ipari termelésben egyaránt.

Nagy teljesítményű ultrahanggal előállított gyógyszerészeti nanoformulációk

Mivel a farmakológiai hatások többnyire közvetlenül összefüggnek a plazmaszintekkel, a gyógyszerhatóanyagok felszívódása és biohasznosulása döntő jelentőségű. A fitokémiai vegyületek, például a kannabinoidok (azaz a CBD, THC, CBG és mások) vagy a kurkuminoidok biohasznosulását korlátozza a rossz oldhatóság, a gyenge permeáció, az alacsony szisztémás hozzáférhetőség, az instabilitás, a nagymértékű első átmeneti metabolizmus vagy a gyomor-bél traktusban bekövetkező lebomlás.
A nanoformulációkat, például a nanoemulziókat, liposzómákat, micellákat, nanokristályokat vagy hatóanyaggal töltött nanorészecskéket gyógyszerekben és étrend-kiegészítőkben alkalmazzák a hatóanyagok jobb és/vagy célzott bejuttatására. A nanoemulziók közismerten nagyon jó hordozók a gyógyszerhatóanyagok (API-k) és a fitokémiai vegyületek magas biohasznosulásának eléréséhez. Emellett a nanoemulziók védelmet is nyújthatnak a hidrolízisre és oxidációra érzékeny gyógyszerhatóanyagoknak. Az O/W nanoemulziókba kapszulázott gyógyszerhatóanyagokat és fitokémiai vegyületeket (pl. kannabinoidokat, kurkuminoidokat) különböző tudományos vizsgálatokban tesztelték, és kiemelkedő felszívódási arányú gyógyszerhordozóként jól beváltak.

Szájon át alkalmazott gyógyszerek ultrahangos nanoemulgeálása

A szájon át alkalmazott flavonoidok és számos más fenolos hatóanyag biohasznosulását erősen korlátozza a nagymértékű első átmeneti glükuronidáció. A gyenge biohasznosulásból eredő korlátok leküzdésére a nanoméretű hordozókat, például a nanoemulziókat és liposzómákat számos gyógyszer esetében kiterjedten vizsgálták, és kiváló eredményeket értek el a felszívódás javításában.
Paklitaxel: A paklitaxellel (a rák kezelésében alkalmazott kemoterápiás gyógyszerrel) töltött nanoemulziók cseppmérete ~90,6nm (a legkisebb átlagos részecskeméret) és 110nm között volt.
„A farmakokinetikai vizsgálatok eredményei azt mutatták, hogy a paklitaxel nanoemulziókba történő kapszulázása jelentősen fokozta a paklitaxel orális biohasznosulását. A nanoemulziókban lévő paklitaxel görbe alatti területtel (AUC) mért fokozott orális biohasznosulása a gyógyszer olajcseppekben történő szolubilizációjának és/vagy az olaj–víz határfelületen jelen lévő felületaktív anyagoknak lehet tulajdonítható. A paklitaxel fokozott felszívódása annak is tulajdonítható, hogy a gyógyszer védelmet kap a kémiai és az enzimatikus lebomlással szemben. A szakirodalomban különböző hidrofób gyógyszerek javult orális biohasznosulásáról számoltak be O/W típusú emulziókban.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidok: Lu és munkatársai (2017, 53. o.) ultrahanggal extrahált kurkuminoidok előállításáról számolnak be, amelyeket ultrahanggal nanoemulzióvá emulgeáltak. A kurkuminoidokat etanolban, ultrahangos kezeléssel extrahálták. A nanoemulgeáláshoz 5mL kurkuminoid-kivonatot helyeztek egy fiolába, majd nitrogén alatt elpárologtatták az etanolt. Ezután 0,75 g lecitint és 1 mL Tween 80-at adtak hozzá, homogénre keverték, majd 5,3mL ioncserélt vizet adtak hozzá. A keveréket alaposan megkeverték, majd ultrahangos kezelésnek vetették alá.
Az ultrahangos nanoemulgeálás egységes kurkuminoid-nanoemulziót eredményezett, amelynek átlagos részecskemérete 12,1 nanométer volt, a részecskék pedig gömb alakúak voltak, amit TEM-vizsgálattal állapítottak meg (lásd az alábbi ábrát).

Ábra: A kurkuminoid-diszperzió DLS-módszerrel meghatározott részecskeméret-eloszlása (A) és TEM-képe (B), valamint a közvetlenül a TEM-képből meghatározott részecskeméret-eloszlás (C).
(Kép és tanulmány: © Lu és munkatársai, 2017)

Az olyan polimereket, mint a poli(tejsav-ko-glikolsav) (PLGA) vagy a polietilén-glikol, gyakran használják fő összetevőként a kapszulázás javítására, valamint a stabilitás és az orális biohasznosulás fokozására. A polimerek alkalmazása azonban nagyobb részecskemérettel jár együtt (gyakran >100nm). A Lu és munkatársai által előállított kurkuminoid-nanoemulzió mérete lényegesen kisebb, 12–16nm volt. Az eltarthatóság is javult: kurkuminoid-nanoemulziónk nagy stabilitást mutatott a 4℃-on és 25℃-on történő 6 hónapos tárolás során, amit a hosszan tartó tárolás után mért, rendre 12,4 ± 0,5nm és 16,7 ± 0,6nm átlagos részecskeméret jelzett.

A gyógyszerészeti segédanyagok és az ultrahangos nanoemulgeálás hatása

Dong és munkatársai 21 gyógyszerészeti segédanyagot és azoknak a modellként használt flavonoid, a krizin biohasznosulására gyakorolt hatását vizsgálták. Öt segédanyag – nevezetesen a Brij 35, a Brij 58, a labrasol, a nátrium-oleát és a Tween20 – jelentősen gátolta a krizin glükuronidációját. A glükuronidáció legerősebb inhibitora a nátrium-oleát volt.

Mebudipin: Khani és munkatársai (2016) egy mebudipinnel töltött, etil-oleátot, Tween 80-at, Span 80-at, polietilén-glikol 400-at, etanolt és ioncserélt vizet tartalmazó nanoemulzió formulálásáról számolnak be, amelyet szondás ultrahangos készülékkel állítottak elő. Megállapították, hogy egy optimális formuláció részecskemérete 22,8 ± 4,0 nm volt, ami a mebudipin-nanoemulzió relatív biohasznosulásának körülbelül 2,6-szeres növekedését eredményezte. Az in vivo kísérletek eredményei azt mutatták, hogy a nanoemulziós formuláció jelentősen fokozta a mebudipin biohasznosulását a szuszpenzióhoz, az olajban oldódó változathoz és a micellás oldathoz képest.

Ultrahangos nanoemulzió a szembe történő gyógyszerbevitelhez

A szemben alkalmazott nanoemulziókat, például a szemészeti gyógyszerbevitelhez használt készítményeket, a jobb hozzáférhetőség, a gyorsabb penetráció és a nagyobb hatékonyság elérése érdekében állították elő.
Ammar és munkatársai (2009) dorzolamid-hidrokloridot formuláltak nanoemulzióban (8,4–12,8nm mérettartományban), hogy a hagyományos szemcseppekhez képest fokozott hatást érjenek el a glaukóma kezelésében, csökkentsék a napi alkalmazások számát, és javítsák a betegek terápiás együttműködését. A kifejlesztett nanoemulziók gyorsan kialakuló és elhúzódó gyógyszerhatást, valamint fokozott gyógyszer-biohasznosulást mutattak a hagyományos, forgalomban lévő termékhez képest.
nagy terápiás hatékonyságú

Morsi és munkatársai (2014) acetazolamiddal töltött nanoemulziókat állítottak elő a következőképpen: 1% w/w acetazolamidot (ACZ) felületaktív anyag / társ-felületaktív anyag / olaj keverékekkel ultrahangos kezelésnek vetettek alá a gyógyszer teljes feloldódásáig, majd cseppenként hozzáadták a 3% w/w dimetil-szulfoxidot (DMSO) tartalmazó vizes fázist, hogy 39% w/w vizes fázist tartalmazó nanoemulziókat állítsanak elő. Az 59% víztartalmú nanoemulziók előállításához viszont 20% DMSO-t tartalmazó vizes fázist használtak. A DMSO-t azért adták hozzá, hogy megakadályozzák a gyógyszer bármilyen kicsapódását a vizes fázis hozzáadása után. Az előállított nanoemulziók átlagos cseppmérete 23,8–90,2nm volt. A nagyobb, 59% víztartalommal előállított nanoemulziók mutatták a legnagyobb hatóanyag-leadást.
A nanoemulgeált acetazolamidot sikeresen formulálták nanoemulzió formájában, amely nagy terápiás hatékonyságot és elhúzódó hatást mutatott a glaukóma kezelésében.

Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek nanoemulgeáláshoz és nanokapszulázáshoz

A Hielscher Ultrasonics ultrahangos rendszereket kínál a kompakt laboratóriumi homogenizátoroktól az ipari kulcsrakész megoldásokig. A legmagasabb gyógyszerészeti minőségű nanoemulziók előállításához döntő jelentőségű a megbízható emulgeálási folyamat. A Hielscher szonotródáinak és átfolyó celláinak széles választéka, valamint az opcionális MultiPhase Cavitator MPC48 betét lehetővé teszi ügyfeleink számára az optimális feldolgozási körülmények beállítását, hogy szabványosított, megbízható és egyenletes minőségű nanoméretű emulziókat állítsanak elő. A Hielscher ultrahangos készülékei a legkorszerűbb működtetési és vezérlési szoftverrel vannak felszerelve – biztosítva a szabványosított gyógyszerek és a gyógyszerészeti minőségű étrend-kiegészítők megbízható előállítását.
Lépjen kapcsolatba velünk még ma, és fedezze fel az ultrahanggal nanoformulált gyógyszerhatóanyagok és fitokémiai vegyületek kínálta lehetőségeket!