Mengapa Obat dengan Nanoformulasi?

• Nanoemulsi ultrasonik unggul sebagai pembawa obat karena kapasitas solubilisasi yang jauh lebih tinggi dibandingkan larutan misel sederhana.
• Stabilitas termodinamiknya menawarkan keunggulan dibandingkan sistem yang tidak stabil seperti emulsi berukuran makro, dispersi, dan suspensi.
• Sonikator Hielscher digunakan untuk menyiapkan nanoemulsi dengan ukuran droplet hingga sekecil 10nm – dalam produksi skala kecil maupun industri.

Nanoformulasi Farmasi yang Diproduksi dengan Ultrasonik Berdaya Tinggi

Karena efek farmakologis umumnya berkaitan langsung dengan kadar dalam plasma, absorpsi dan bioavailabilitas bahan aktif farmasi sangat penting. Bioavailabilitas senyawa fitokimia seperti kanabinoid (yaitu CBD, THC, CBG, dan lainnya) atau kurkuminoid terbatas akibat kelarutan yang rendah, permeasi yang buruk, ketersediaan sistemik yang rendah, ketidakstabilan, metabolisme lintas pertama yang ekstensif, atau degradasi dalam saluran gastrointestinal.
Nanoformulasi seperti nanoemulsi, liposom, misel, nanokristal, atau nanopartikel bermuatan digunakan dalam sediaan farmasi dan suplemen untuk meningkatkan penghantaran obat dan/atau menghasilkan penghantaran obat yang tertarget. Nanoemulsi dikenal sebagai wahana yang sangat baik untuk mencapai bioavailabilitas tinggi bahan aktif farmasi (API) dan senyawa fitokimia. Selain itu, nanoemulsi juga dapat melindungi API yang mungkin rentan terhadap hidrolisis dan oksidasi. API dan senyawa fitokimia (misalnya kanabinoid, kurkuminoid) yang dienkapsulasi dalam nanoemulsi O/W telah diuji dalam berbagai uji ilmiah dan telah diakui sebagai pembawa obat dengan tingkat absorpsi yang unggul.

Nanoemulsifikasi Ultrasonik untuk Obat yang Diberikan Secara Oral

Bioavailabilitas flavonoid yang diberikan secara oral serta banyak bahan aktif fenolik lainnya sangat dibatasi oleh glukuronidasi lintas pertama yang ekstensif. Untuk mengatasi keterbatasan bioavailabilitas yang rendah, pembawa berukuran nano seperti nanoemulsi dan liposom telah dievaluasi secara luas untuk berbagai obat dan menunjukkan hasil yang sangat baik dalam meningkatkan absorpsi.
Paklitaksel: Nanoemulsi bermuatan paklitaksel (obat kemoterapi yang digunakan dalam pengobatan kanker) memiliki ukuran droplet antara ~90,6nm (ukuran partikel rata-rata terkecil) dan 110nm.
“Hasil studi farmakokinetik menunjukkan bahwa enkapsulasi paklitaksel dalam nanoemulsi memang meningkatkan bioavailabilitas oral paklitaksel secara signifikan. Peningkatan bioavailabilitas oral paklitaksel dalam nanoemulsi, yang diukur berdasarkan luas di bawah kurva (AUC), mungkin disebabkan oleh solubilisasi obat dalam droplet minyak dan/atau keberadaan surfaktan pada antarmuka minyak–air. Peningkatan absorpsi paklitaksel juga dapat disebabkan oleh perlindungan obat dari degradasi kimia maupun enzimatik. Peningkatan bioavailabilitas oral berbagai obat hidrofobik dalam emulsi tipe O/W telah dilaporkan dalam literatur.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoid: Lu et al. (2017, p.53) melaporkan penyiapan kurkuminoid yang diekstraksi secara ultrasonik, yang kemudian diemulsifikasi secara ultrasonik menjadi nanoemulsi. Kurkuminoid diekstraksi dengan sonikasi dalam etanol. Untuk nanoemulsifikasi, mereka memasukkan 5mL ekstrak kurkuminoid ke dalam vial dan menguapkan etanol di bawah atmosfer nitrogen. Kemudian, 0,75 g lesitin dan 1 mL Tween 80 ditambahkan dan dicampur secara homogen, diikuti dengan penambahan 5,3mL air deionisasi. Campuran diaduk hingga merata lalu disonikasi.
Nanoemulsifikasi ultrasonik menghasilkan nanoemulsi kurkuminoid yang seragam dengan ukuran partikel rata-rata 12,1 nanometer dan bentuk sferis, yang ditentukan dengan TEM (lihat gambar di bawah).

Gbr.: Distribusi ukuran partikel DLS (A) dan citra TEM (B) dispersi kurkuminoid beserta distribusi ukuran partikel yang diperoleh langsung dari citra TEM (C).
(Gambar dan penelitian: © Lu et al., 2017)

Polimer seperti asam poli(laktat-ko-glikolat) (PLGA) atau polietilena glikol sering digunakan sebagai komponen utama untuk meningkatkan enkapsulasi serta stabilitas dan bioavailabilitas oral. Namun, penggunaan polimer berkorelasi dengan ukuran partikel yang lebih besar (sering kali >100nm). Nanoemulsi kurkuminoid yang disiapkan oleh Lu et al. memiliki ukuran yang jauh lebih kecil, yaitu 12–16nm. Masa simpan juga meningkat dengan stabilitas tinggi nanoemulsi kurkuminoid kami selama penyimpanan 6 bulan pada 4℃ dan 25℃, sebagaimana ditunjukkan oleh ukuran partikel rata-rata masing-masing 12,4 ± 0,5nm dan 16,7 ± 0,6nm setelah penyimpanan berkepanjangan.

Pengaruh Eksipien Farmasi dan Nanoemulsifikasi Ultrasonik

Dong et al. meneliti 21 eksipien farmasi dan pengaruhnya terhadap bioavailabilitas krisin sebagai flavonoid model. Lima eksipien – yaitu Brij 35, Brij 58, labrasol, natrium oleat, dan Tween20 – secara signifikan menghambat glukuronidasi krisin. Natrium oleat merupakan inhibitor glukuronidasi yang paling kuat.

Mebudipin: Khani et al. (2016) melaporkan formulasi nanoemulsi bermuatan mebudipin yang mengandung etil oleat, Tween 80, Span 80, polietilena glikol 400, etanol, dan air deionisasi, yang disiapkan menggunakan sonikator tipe probe. Mereka menemukan bahwa ukuran partikel untuk formulasi optimal adalah 22,8 ± 4,0 nm, yang menghasilkan peningkatan bioavailabilitas relatif nanoemulsi mebudipin sekitar 2,6 kali lipat. Hasil percobaan in vivo menunjukkan bahwa formulasi nanoemulsi mampu meningkatkan bioavailabilitas mebudipin secara signifikan dibandingkan suspensi, bentuk yang larut dalam minyak (“oil-soluble”), dan larutan misel.

Nanoemulsi Ultrasonik untuk Penghantaran Obat Okular

Nanoemulsi okular, misalnya untuk penghantaran obat oftalmik, telah disiapkan untuk mencapai ketersediaan yang lebih baik, penetrasi yang lebih cepat, dan efikasi yang lebih tinggi.
Ammar et al (2009) memformulasikan dorzolamid hidroklorida dalam nanoemulsi (rentang ukuran 8,4–12,8nm) untuk meningkatkan efek pengobatan glaukoma, mengurangi jumlah aplikasi per hari, dan meningkatkan kepatuhan pasien dibandingkan tetes mata konvensional. Nanoemulsi yang dikembangkan menunjukkan onset kerja obat yang cepat dan efek yang berkepanjangan serta peningkatan bioavailabilitas obat dibandingkan produk konvensional di pasaran.
dengan efikasi terapeutik yang tinggi

Morsi et al. (2014) menyiapkan nanoemulsi bermuatan asetazolamid sebagai berikut: asetazolamid (ACZ) 1% w/w disonikasi dengan campuran surfaktan / kosurfaktan / minyak hingga obat larut sepenuhnya, kemudian fase air yang mengandung dimetil sulfoksida (DMSO) 3% w/w ditambahkan tetes demi tetes untuk menyiapkan nanoemulsi yang mengandung fase air 39% w/w, sedangkan untuk menyiapkan nanoemulsi dengan kandungan air 59%, digunakan fase air yang mengandung DMSO 20%. DMSO ditambahkan untuk mencegah pengendapan obat setelah penambahan fase air. Nanoemulsi disiapkan dengan ukuran droplet rata-rata 23,8–90,2nm. Nanoemulsi yang disiapkan dengan kandungan air lebih tinggi, yaitu 59%, menunjukkan pelepasan obat tertinggi.
Asetazolamid yang dinanoemulsifikasi berhasil diformulasikan dalam bentuk nanoemulsi yang menunjukkan efikasi terapeutik tinggi dalam pengobatan glaukoma disertai efek yang berkepanjangan.

Sonikator Berkinerja Tinggi untuk Nanoemulsifikasi dan Nanoenkapsulasi

Hielscher Ultrasonics menawarkan sistem ultrasonik mulai dari homogenizer laboratorium yang ringkas hingga solusi industri siap pakai. Untuk menghasilkan nanoemulsi dengan mutu farmasi tertinggi, proses emulsifikasi yang andal sangat penting. Beragam sonotrode, sel alir, dan sisipan opsional MultiPhase Cavitator MPC48 dari Hielscher memungkinkan pelanggan kami mengatur kondisi pemrosesan yang optimal untuk menghasilkan emulsi berukuran nano dengan mutu yang terstandar, andal, dan konsisten. Sonikator Hielscher dilengkapi perangkat lunak mutakhir untuk pengoperasian dan pengendalian – memastikan produksi sediaan farmasi terstandar dan suplemen bermutu farmasi secara andal.
Hubungi kami hari ini untuk mengetahui berbagai kemungkinan API dan senyawa fitokimia yang dinanoformulasikan secara ultrasonik!