Formulasi Ultrasonik Pembawa Obat Lipid Berstruktur Nano

Pembawa lipid berstruktur nano (NLC) adalah bentuk lanjutan dari sistem pengiriman obat berukuran nano yang menampilkan inti lipid dan cangkang yang larut dalam air. NLC memiliki stabilitas tinggi, melindungi bio-molekul aktif terhadap degradasi dan menawarkan pelepasan obat yang berkelanjutan. Ultrasonikasi adalah teknik yang andal, efisien dan sederhana untuk menghasilkan pembawa lipid berstruktur nano yang dimuat.

Persiapan Ultrasonik Pembawa Lipid Berstruktur Nano

Pembawa lipid struktur nano (NLC) mengandung lipid padat, lipid cair, dan surfaktan dalam media berair, yang memberi mereka kelarutan yang baik dan karakteristik ketersediaan hayati. NLC banyak digunakan untuk merumuskan sistem pembawa obat yang stabil dengan ketersediaan hayati yang tinggi dan pelepasan obat yang berkelanjutan. NLC memiliki berbagai aplikasi mulai dari pemberian oral hingga parenteral termasuk pemberian topikal/transdermal, oftalmik (okular), dan paru-paru.
Dispersi dan emulsifikasi ultrasonik adalah teknik yang andal dan efisien untuk menyiapkan pembawa lipid berstruktur nano yang sarat dengan senyawa aktif. Persiapan NLC ultrasonik memiliki keuntungan utama karena tidak memerlukan pelarut organik, sejumlah besar surfaktan atau senyawa aditif. Formulasi NLC ultrasonik adalah metode yang relatif sederhana karena lipid leleh ditambahkan ke larutan surfaktan dan kemudian disonikasi.

Protokol Teladan untuk Pembawa Lipid Struktur Nano yang Dimuat Ultrasonik

NLC yang dimuat deksametason melalui Sonikasi
Sistem NLC mata potensial tidak beracun disiapkan di bawah ultrasonikasi, yang menghasilkan distribusi ukuran yang sempit, kemanjuran perangkap Dexamethasone yang tinggi, dan penetrasi yang lebih baik. Sistem NLC disiapkan secara ultrasonik menggunakan Hielscher UP200S ultrasonicator dan Compritol 888 ATO, Miglyol 812N, dan Cremophor RH60 sebagai komponen.
Lipid padat, lipid cair, dan surfaktan dilebur menggunakan pengaduk magnetik pemanas pada suhu 85ºC. Kemudian, Dexamethasone ditambahkan ke campuran lipid yang meleleh dan dibubarkan. Air murni dipanaskan pada suhu 85ºC dan kedua fase disonikasi (pada amplitudo 70% selama 10 menit) dengan Hielscher UP200S homogenizer ultrasonik. Sistem NLC didinginkan dalam bak es.
NLC yang disiapkan secara ultrasonik menunjukkan distribusi ukuran yang sempit, kemanjuran perangkap DXM yang tinggi, dan penetrasi yang lebih baik.
Para peneliti merekomendasikan penggunaan konsentrasi surfaktan rendah dan konsentrasi lipid rendah (misalnya, 2,5% untuk surfaktan dan 10% untuk lipid total) karena parameter stabilitas kritis (Z_Ave, ZP, PDI) dan kapasitas pemuatan obat (EE%) cocok sedangkan konsentrasi pengemulsi dapat tetap pada tingkat rendah.
(lih. Kiss et al. 2019)

NLC yang dimuat Retinyl Palmitate melalui Sonikasi
Retinoid adalah bahan yang banyak digunakan dalam terapi dermatologi kerutan. Retinol dan retinyl palmitate adalah dua senyawa dari kelompok retinoid yang memiliki kemampuan untuk menginduksi ketebalan epidermis dan efektif sebagai agen anti kerut.
Formulasi NLC disiapkan menggunakan metode ultrasonikasi. Formulasi tersebut mengandung 7,2% cetyl palmitate, 4,8% asam oleat, 10% Tween 80, 10% gliserin, dan 2% retinyl palmitate. Langkah-langkah berikut diambil untuk menghasilkan NLC yang sarat retinyl palmitate: Campuran lipid cair dicampur dengan surfaktan, ko-surfaktan, gliserin, dan air deionisasi pada suhu 60-70°C. Campuran ini diaduk dengan mixer geser tinggi pada 9800rpm selama 5 menit. Setelah pra-emulsi terbentuk, pra-emulsi ini segera disonikasi menggunakan homogenizer ultrasonik tipe probe selama 2 menit. Kemudian NLC yang diperoleh disimpan pada suhu kamar selama 24 jam. Emulsi disimpan pada suhu kamar selama 24 jam dan ukuran nanopartikel diukur. Rumus NLC menunjukkan ukuran partikel dalam kisaran 200-300nm. NLC yang diperoleh memiliki penampilan kuning pucat, ukuran globul 258±15,85 nm, dan indeks polidispersitas 0,31±0,09. Gambar TEM di bawah ini menunjukkan NLC yang dimuat retinyl palmitate yang disiapkan secara ultrasonik.
(lih. Pamudji et al. 2015)

Zingiber zerumbet yang dimuat NLC melalui Sonikasi
Pembawa lipid berstruktur nano terdiri dari campuran lipid padat, lipid cair dan surfaktan. Sistem pengiriman obat ini sangat baik untuk mengelola zat bioaktif dengan kelarutan air yang buruk dan untuk meningkatkan ketersediaan hayati mereka secara signifikan.
Langkah-langkah berikut dilakukan untuk merumuskan NLC yang dimuat zerumbet Zingiber. 1% lipid padat, yaitu. gliseril monostearat, dan 4% lipid cair, yaitu minyak kelapa murni, dicampur dan dilebur pada suhu 50°C untuk mendapatkan fase lipid yang homogen dan jernih. Selanjutnya, minyak zerumbet Zingiber 1% ditambahkan ke fase lipid, sementara suhu dipertahankan terus menerus 10°C di atas suhu leleh gliseril monostearat. Untuk persiapan fase berair, air suling, Tween 80 dan lesitin kedelai dicampur bersama dengan rasio yang benar. Campuran berair segera ditambahkan ke dalam campuran lipid untuk membentuk campuran pra-emulsi. Pra-emulsi kemudian dihomogenisasi menggunakan homogenizer geser tinggi pada 11.000 rpm selama 1 menit. Setelah itu, pra-emulsi disonikasi menggunakan ultrasonicator tipe probe pada amplitudo 50% selama 20 menit, Akhirnya, dispersi NLC didinginkan dalam penangas air es hingga suhu kamar (25±1 °C) untuk memadamkan suspensi dalam bak dingin untuk mencegah agregasi partikel. NLC disimpan pada suhu 4°C.
NLC yang dimuat zerumbet Zingiber menunjukkan ukuran nanometer 80,47±1,33, indeks polidispersitas stabil 0,188±2,72 dan muatan potensial zeta -38,9±2,11. Efisiensi enkapsulasi menunjukkan kemampuan pembawa lipid untuk merangkum minyak zerumbet Zingiber lebih dari 80% efisiensi.
(lih. Rosli et al. 2015)

NLC yang dimuat Valsaratan melalui Sonikasi
Valsaratan adalah penghambat reseptor angiotensin II yang digunakan dalam obat antihipertensi. Valsartan memiliki ketersediaan hayati yang rendah sekitar 23% hanya karena kelarutan airnya yang buruk. Menggunakan metode emulsifikasi lelehan ultrasonik memungkinkan persiapan NLC yang dimuat Valsaratan yang menampilkan ketersediaan hayati yang ditingkatkan secara signifikan.
Sederhananya, larutan berminyak Val dicampur dengan sejumlah bahan lipid leleh pada suhu 10°C di atas titik leleh lipid. Larutan surfaktan berair dibuat dengan melarutkan bobot tertentu dari Tween 80 dan natrium deoksikolat. Larutan surfaktan selanjutnya dipanaskan pada tingkat suhu yang sama dan dicampur dengan larutan obat lipid berminyak dengan probe-sonikasi selama 3 menit untuk membentuk emulsi. Kemudian, emulsi yang terbentuk disebarkan dalam air dingin dengan pengadukan magnetik selama 10 menit. NLC yang terbentuk dipisahkan dengan sentrifugasi. Sampel dari supernatan diambil dan dianalisis untuk konsentrasi Val menggunakan metode HPLC yang divalidasi.
Metode emulsifikasi leleh ultrasonik memiliki sejumlah keunggulan termasuk kesederhanaan dengan kondisi stres minimum dan kehilangan pelarut organik beracun. Efisiensi jebakan maksimum yang dicapai adalah 75,04%
(lih. Albekery et al. 2017)

Senyawa aktif lainnya seperti paclitaxel, clotrimazol, domperidone, puerarin, dan meloxicam juga berhasil dimasukkan ke dalam nanopartikel lipid padat dan pembawa lipid berstruktur nano menggunakan teknik ultrasonik. (lih. Bahari dan Hamishehkar 2016)

Ultrasonikasi sebagai metode persiapan untuk formulasi pembawa lipid nano (NLC) dapat digunakan sebagai teknik homogenisasi dingin atau panas. Homogenisasi ultrasonik menghasilkan distribusi ukuran partikel yang sempit, yang meningkatkan stabilitas NLC dan sifat penyimpanan.

Homogenisasi Dingin Ultrasonik

Ketika teknik homogenisasi dingin digunakan untuk menyiapkan pembawa lipid berstruktur nano, molekul aktif farmakologis, yaitu obat, dilarutkan dalam lelehan lipid dan kemudian dengan cepat didinginkan menggunakan nitrogen cair atau es kering. Selama pendinginan, lipid mengeras. Massa lipid padat kemudian digiling ukuran nanopartikel. Nanopartikel lipid tersebar dalam larutan surfaktan dingin, menghasilkan pra-suspensi dingin. Akhirnya, suspensi ini disonikasi, sering menggunakan reaktor sel aliran ultrasonik, pada suhu kamar.
Karena zat hanya dipanaskan sekali pada langkah pertama, homogenisasi dingin ultrasonik terutama digunakan untuk merumuskan obat yang sensitif terhadap panas. Karena banyak molekul bioaktif dan senyawa farmasi rentan terhadap degradasi panas, homogenisasi dingin ultrasonik adalah aplikasi yang banyak digunakan. Keuntungan lebih lanjut dari teknik homogenisasi dingin adalah menghindari fase berair, yang membuatnya lebih mudah untuk merangkum molekul hidrofilik, yang mungkin membagi dari fase lipid cair ke fase air selama homogenisasi panas.

Homogenisasi Panas Ultrasonik

Ketika sonikasi digunakan sebagai teknik homogenisasi panas, lipid cair dan senyawa aktif (yaitu bahan aktif farmakologis) tersebar dalam surfaktan panas di bawah pengadukan intens untuk mendapatkan pra-emulsi. Untuk proses homogenisasi panas, penting bahwa kedua solusi, suspensi lipid/obat dan surfaktan telah dipanaskan ke suhu yang sama (sekitar 5-10°C di atas titik leleh lipid padat). Pada langkah kedua, pra-emulsi kemudian diperlakukan dengan sonikasi kinerja tinggi sambil mempertahankan suhu.

Ultrasonicators Kinerja Tinggi untuk Pembawa Lipid Berstruktur Nano

Hielscher Ultrasonics’ sistem ultrasonik yang kuat digunakan di seluruh dunia dalam farmasi R&D dan produksi untuk menghasilkan pembawa obat nano berkualitas tinggi seperti nanopartikel lipid padat (SLN), pembawa lipid berstruktur nano (NLC), nanoemulsi dan nanokapsul. Untuk memenuhi pelanggannya’ menuntut, Hielscher memasok ultrasonik dari homogenizer laboratorium genggam yang ringkas namun kuat dan ultrasonik bench-top hingga sistem ultrasonik industri penuh untuk produksi formulasi farmasi dalam volume tinggi. Berbagai macam sonotroda dan reaktor ultrasonik tersedia untuk memastikan pengaturan yang optimal untuk produksi pembawa lipid berstruktur nano (NLC) Anda. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan operasi 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Untuk memungkinkan pelanggan kami memenuhi Good Manufacturing Practices (GMP) dan untuk menetapkan proses standar, semua ultrasonicator digital dilengkapi dengan perangkat lunak cerdas untuk pengaturan parameter sonikasi yang tepat, kontrol proses berkelanjutan dan perekaman otomatis semua parameter proses penting pada kartu SD bawaan. Kualitas produk yang tinggi tergantung pada kontrol proses dan standar pemrosesan yang tinggi secara berkelanjutan. Ultrasonicators Hielscher membantu Anda memantau dan menstandarkan proses Anda!

Hielscher Ultrasonics’ Prosesor ultrasonik industri dapat menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200μm dapat dengan mudah terus berjalan dalam operasi 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi, sonotroda ultrasonik yang disesuaikan tersedia. Kekokohan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan operasi 24/7 pada tugas berat dan di lingkungan yang menuntut.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: