Formulasi Niosom secara Ultrasonik

Niosom adalah vesikel berukuran nano yang dapat digunakan sebagai pembawa obat (misalnya obat kanker) dan zat bioaktif lainnya. Emulsifikasi ultrasonik merupakan metode sederhana dan cepat untuk memformulasikan niosom kecil dengan muatan obat yang tinggi.

Vesikel Niosom sebagai Pembawa Nano untuk Bahan Aktif

Niosom adalah vesikel berbasis surfaktan nonionik, yang sebagian besar terbentuk melalui penggabungan surfaktan nonionik dan kolesterol sebagai eksipien. Niosom lebih stabil terhadap degradasi kimia atau oksidasi serta memiliki waktu penyimpanan yang panjang dibandingkan liposom. Berkat surfaktan yang digunakan dalam pembuatannya, niosom dapat terurai secara hayati, biokompatibel, dan nonimunogenik. Niosom aktif secara osmotik, stabil secara kimia, dan menawarkan waktu penyimpanan yang lebih panjang dibandingkan liposom. Bergantung pada ukuran dan lamelaritasnya, tersedia berbagai metode pembuatan seperti sonikasi, evaporasi fase terbalik, hidrasi film tipis, atau proses pemasukan obat dengan gradien pH transmembran. Pembuatan niosom secara ultrasonik merupakan teknik pilihan untuk menghasilkan vesikel unilamelar yang berukuran kecil dan seragam.

Formulasi Niosom secara Ultrasonik

Untuk memformulasikan niosom, emulsi minyak dalam air (o/w) harus dibuat dari larutan organik surfaktan, kolesterol, dan larutan berair yang mengandung senyawa bioaktif, yaitu obat. Emulsifikasi ultrasonik merupakan teknik unggul untuk mencampur cairan yang tidak saling bercampur seperti minyak dan air. Dengan memberikan gaya geser pada tetesan kedua fase dan memecahnya hingga berukuran nano, diperoleh nanoemulsi. Selanjutnya, pelarut organik diuapkan sehingga menghasilkan niosom bermuatan agen terapeutik yang terdispersi dalam fase berair. Dibandingkan dengan pengadukan mekanis, teknik formulasi niosom secara ultrasonik unggul karena membentuk niosom dengan dimensi rata-rata yang lebih kecil dan indeks polidispersitas yang lebih rendah dalam proses yang cepat. Penggunaan vesikel yang lebih kecil umumnya lebih disukai, mengingat vesikel tersebut cenderung lebih mampu menghindari mekanisme eliminasi tubuh dibandingkan partikel yang lebih besar, serta bertahan lebih lama dalam aliran darah. (bdk. Bragagni et al. 2014)
Baca selengkapnya tentang sonikasi untuk meningkatkan formulasi niosom!

Protokol Pembuatan Niosom secara Ultrasonik

Formulasi niosom menggunakan sonikasi telah diteliti secara luas sehingga tersedia banyak protokol produksi niosom secara ultrasonik yang tervalidasi secara ilmiah.
Di bawah ini, Anda dapat menemukan tinjauan singkat mengenai beberapa protokol formulasi untuk membuat dan memuat niosom menggunakan sonikasi.

Niosom Bermuatan Ekstrak Withania somnifera
Chinembiri et al. (2017) memformulasikan ekstrak kasar Withania somnifera ke dalam niosom yang ditujukan untuk aplikasi topikal. Senyawa bioaktif dienkapsulasi melalui injeksi pelarut. Untuk itu, fase organik dan fase berair terus diaduk secara magnetis, dan suhu dipertahankan pada 60°C ± 2°C hingga pelarut organik hilang menguap. Formulasi yang dihasilkan didinginkan dan disonikasi di atas es menggunakan sonikator Hielscher UP200ST. Niosom memiliki ukuran rata-rata sekitar 165,9 ± 9,4 dan menunjukkan efisiensi penjerapan (EE%) withanolide A yang tinggi.

Niosom Bermuatan Doksorubisin
Niosom N-palmitoil glukosamina (Glu) bermuatan doksorubisin, suatu obat antikanker, dibuat dengan mengocok campuran NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), kolesterol (58 mg), dan Solulan C24 (54 mg) dalam larutan doksorubisin (1,5 mg/ml, 2 ml, dibuat dalam PBS) pada 90°C selama 1 h, diikuti sonikasi probe selama 10 min (75% dari maksimum).
Vesikel palmitoil glikol kitosan (GCP) dibuat sebagaimana dijelaskan sebelumnya (11) dengan menyonikasi glikol kitosan (10 mg) dan kolesterol (4 mg) dalam larutan doksorubisin (1,5 mg/ml) menggunakan probe. (Dufes et al. 2004)

Metode Alternatif Pembuatan Niosom

Metode alternatif formulasi niosom seperti teknik evaporasi fase terbalik atau proses pemasukan obat dengan gradien pH transmembran melibatkan penerapan energi ultrasonik. Kedua teknik terutama digunakan untuk memformulasikan vesikel multilamelar (MLV). Di bawah ini Anda dapat menemukan uraian singkat mengenai kedua teknik dan tahap sonikasi yang terlibat.

Sonikasi dalam Pembuatan Niosom melalui Evaporasi Fase Terbalik

Dalam metode Evaporasi Fase Terbalik (REV), komponen formulasi niosom dilarutkan dalam campuran eter dan kloroform lalu ditambahkan ke fase berair yang mengandung obat. Emulsifikasi ultrasonik digunakan untuk mengubah campuran menjadi emulsi berukuran halus. Selanjutnya, fase organik diuapkan. Niosom yang diperoleh selama penguapan pelarut organik merupakan vesikel unilamelar berukuran besar.

Proses pemasukan obat dengan gradien pH transmembran

Untuk proses pemasukan obat dengan gradien pH transmembran (bagian dalam bersifat asam) (dengan pemuatan jarak jauh), surfaktan dan kolesterol dilarutkan dalam kloroform. Pelarut kemudian diuapkan dalam kondisi vakum untuk memperoleh film tipis pada dinding labu alas bulat. Film dihidrasi dengan asam sitrat 300 mM (pH 4,0) dengan mencampur suspensi menggunakan vorteks. Vesikel multilamelar dibekukan dan dicairkan tiga kali, lalu disonikasi menggunakan ultrasonikator tipe probe. Larutan berair yang mengandung obat sebanyak 10 mg/ml ditambahkan ke suspensi niosom ini, lalu dicampur menggunakan vorteks. pH sampel kemudian dinaikkan menjadi pH 7,0–7,2 dengan dinatrium fosfat 1M. Selanjutnya, campuran dipanaskan hingga 60°C selama 10 menit. Teknik ini menghasilkan vesikel multilamelar. (bdk. Kazi et al. 2010)

Pengecilan Ukuran Niosom secara Ultrasonik

Niosom biasanya berada dalam rentang ukuran 10nm hingga 1000nm. Bergantung pada teknik pembuatannya, niosom sering kali berukuran relatif besar dan cenderung membentuk agregat. Namun, ukuran niosom tertentu merupakan faktor penting dalam menentukan jenis sistem penghantaran yang dituju. Misalnya, ukuran niosom yang sangat kecil dalam rentang nanometer paling sesuai untuk penghantaran obat sistemik, ketika obat harus dihantarkan melintasi membran sel untuk mencapai lokasi target seluler, sedangkan niosom yang lebih besar direkomendasikan untuk penghantaran obat intramuskular dan intrakavitas atau aplikasi oftalmik. Pengecilan ukuran niosom secara ultrasonik merupakan tahap umum dalam pembuatan niosom berpotensi tinggi. Gaya geser ultrasonik mendeaglomerasi dan mendispersikan niosom menjadi nanoniosom monodispersi.

Protokol – Pengecilan Ukuran LipoNiosomes secara Ultrasonik

Naderinezhad et al. (2017) memformulasikan LipoNiosomes biokompatibel (kombinasi niosom dan liposom) yang mengandung Tween 60: kolesterol: DPPC (dengan perbandingan 55 : 30 : 15 : 3) dengan 3% DSPE-mPEG. Untuk memperkecil ukuran LipoNiosomes yang telah dibuat, setelah hidrasi mereka melakukan sonikasi suspensi selama 45 min (15 detik menyala dan 10 detik mati, amplitudo 70% pada 100 watt) untuk meminimalkan agregasi partikel menggunakan homogenizer ultrasonik UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Jerman). Untuk metode gradien pH, film kering CUR, surfaktan, dan lipid dihidrasi dengan 1300 mL amonium sulfat (pH 1⁄4 4) pada 63 C selama 47 min. Kemudian, nanopartikel disonikasi di atas penangas es untuk menghasilkan vesikel kecil.

Ultrasonikator untuk Pembuatan Niosom

Hielscher Ultrasonic memiliki pengalaman panjang dalam desain, manufaktur, distribusi, dan layanan homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi untuk industri farmasi, pangan, dan kosmetik.
Pembuatan niosom berkualitas tinggi, liposom, nanopartikel lipid padat, nanopartikel polimer, kompleks siklodekstrin, dan pembawa obat berstruktur nano lainnya merupakan proses yang menjadi keunggulan sonikator Hielscher berkat keandalannya yang tinggi, keluaran daya yang konsisten, dan kemampuan pengendalian yang presisi. Ultrasonikator Hielscher memungkinkan pengendalian secara presisi atas semua parameter proses, seperti amplitudo, suhu, tekanan, dan energi sonikasi. Perangkat lunak cerdas secara otomatis mencatat semua parameter sonikasi (waktu, tanggal, amplitudo, energi neto, energi total, suhu, tekanan) pada kartu SD bawaan.
Ketangguhan sonikator Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 pada beban kerja berat dan di lingkungan dengan tuntutan tinggi.
Tabel di bawah ini memberikan gambaran mengenai perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami: