Perché le medicine nanoformulate?

• Le nanoemulsioni a ultrasuoni eccellono come vettore di droga grazie ad una capacità di solubilizzazione significativamente superiore rispetto alle semplici soluzioni micellari.
• La loro stabilità termodinamica offre vantaggi rispetto a sistemi instabili come emulsioni, dispersioni e sospensioni di dimensioni macro.
• Gli ultrasuoni di Hielscher sono utilizzati per preparare nanoemulsioni con gocce fino a 10 nm. – nella produzione su piccola scala e industriale.

Nanoformulazioni farmaceutiche

Poiché gli effetti farmacologici sono per lo più direttamente correlati ai livelli plasmatici, l'assorbimento e la biodisponibilità dei principi attivi farmaceutici è fondamentale. La biodisponibilità di sostanze fitochimiche come i cannabinoidi (cioè CBD, THC, CBG e altri) o i curcuminoidi è limitata a causa di scarsa solubilità, scarsa permeazione, bassa disponibilità sistemica, instabilità, instabilità, metabolismo estensivo del primo passaggio o degradazione nel tratto gastrointestinale.
Nanoformulazioni come nanoemulsioni, I LiposomiLe micelle, nanocristallio nanoparticelle caricate sono utilizzate nei prodotti farmaceutici e negli integratori per una migliore e/o mirata somministrazione dei farmaci. Le nanoemulsioni sono note per essere ottimi veicoli per ottenere un'elevata biodisponibilità di principi attivi farmaceutici (API) e composti fitochimici. Inoltre, le nanoemulsioni possono anche proteggere le API, che possono essere suscettibili di idrolisi e ossidazione. API e sostanze fitochimiche (ad esempio cannabinoidi, curcuminoidi) incapsulati in O/W nanoemulsioni sono stati testati in varie prove scientifiche e sono ben noti come portatori di farmaci con tassi di assorbimento superiori.

Farmaci per via orale

La biodisponibilità dei flavonoidi somministrati per via orale e di molti altri principi attivi fenolici è fortemente limitata dalla glucuronizzazione di primo passaggio. Al fine di superare i limiti della scarsa biodisponibilità, vettori di dimensioni nanometriche come le nanoemulsioni e i liposomi sono stati ampiamente valutati per vari farmaci e hanno mostrato grandi risultati nel migliorare l'assorbimento.
Paclitaxel: Le nanoemulsioni caricate con paclitaxel (un farmaco chemioterapico usato nei trattamenti oncologici) avevano una dimensione delle gocce tra ~90.6nm (dimensione media delle particelle più piccole) e 110nm.
"I risultati degli studi farmacocinetici hanno indicato che l'incapsulamento di paclitaxel nelle nanoemulsioni ha migliorato significativamente la biodisponibilità orale di paclitaxel. La maggiore biodisponibilità orale, misurata dall'area sotto la curva (AUC), del paclitaxel nelle nanoemulsioni potrebbe essere attribuita alla solubilizzazione del farmaco nelle gocce d'olio e/o alla presenza di tensioattivi all'interfaccia olio-acqua. Un maggiore assorbimento di paclitaxel può anche essere attribuito alla protezione dei farmaci dalla degradazione chimica ed enzimatica. Una migliore biodisponibilità orale di vari farmaci idrofobici in emulsioni di tipo O/W è stata riportata in letteratura". [Tiwari 2006, 445]

Curcuminoidi: Lu et al. (2017, p.53) riportano la preparazione di curcuminoidi estratti ad ultrasuoni, che sono stati emulsionati ad ultrasuoni in una nanoemulsione. I curcuminoidi sono stati estratti sotto sonicazione in etanolo. Per la nano-emulsificazione, hanno messo 5mL di estratto di curcuminoide in una fiala ed evaporato l'etanolo sotto azoto. Successivamente, sono stati aggiunti 0,75 g di lecitina e 1 ml di Tween 80 e miscelati in modo omogeneo, a cui sono seguiti 5,3 ml di acqua deionizzata. Il composto è stato mescolato accuratamente e poi sonicato.
La dimensione media delle particelle della nanoemulsione di curcuminoidi di forma sferica determinata dalla TEM era di 12,1 nm. (vedi figura sotto)

Fig: Distribuzione granulometrica DLS (A) e immagine TEM (B) della dispersione dei curcuminoidi insieme alla distribuzione granulometrica ottenuta direttamente dall'immagine TEM (C). fonte: Lu et al. 2017

Polimeri come l'acido polilattico-co-glicolico (PLGA) o il polietilenglicole sono spesso utilizzati come componente principale per migliorare l'incapsulamento e il miglioramento della stabilità e della biodisponibilità orale. Tuttavia, l'uso di polimeri è correlato ad una granulometria maggiore (spesso >100nm). La nanoemulsione curcuminoide preparata da Lu et al. aveva una dimensione sostanzialmente ridotta di 12-16nm. La durata di conservazione è stata inoltre migliorata con un'elevata stabilità della nostra nanoemulsione di curcuminoidi per un periodo di stoccaggio di 6 mesi a 4℃ e 25℃, come indicato da una dimensione media delle particelle di 12,4 ± 0,5nm e 16,7 ± 0,6nm, rispettivamente, dopo una conservazione prolungata.

L'effetto degli eccipienti farmaceutici

Dong et al. hanno studiato 21 eccipienti farmaceutici e i loro effetti sulla biodisponibilità del modello di flavonoide crisina. Cinque eccipienti – cioè Brij 35, Brij 58, labrasolo, oleato di sodio e Tween20 hanno inibito in modo significativo la glucuronizzazione della crisina. L'oleato di sodio era il più potente inibitore della glucuronizzazione.

Mebudipina: Khani et al. (2016) riportano la formulazione di una nanoemulsione caricata con mebudipina contenente etil oleato, Tween 80, Span 80, Span 80, polietilenglicole 400, etanolo e acqua DI sono stati preparati utilizzando una sonda ad ultrasuoni. Hanno trovato che la dimensione delle particelle per una formulazione ottimale era di 22,8 ± 4,0 nm che ha portato ad una relativa biodisponibilità della nanoemulsione di mebudipina che è stata potenziata di circa 2,6 volte. I risultati di esperimenti in vivo hanno dimostrato che la formulazione in nanoemulsione è stata in grado di migliorare la biodisponibilità della mebudipina in modo significativo rispetto alla soluzione in sospensione, solubile in olio e micellare.

Consegna oculare

Le nanoemulsioni oculari, ad esempio per la somministrazione di farmaci oftalmici, sono state preparate per ottenere una migliore disponibilità, una penetrazione più rapida e una maggiore efficacia.
Ammar et al (2009) hanno formulato il cloridrato di dorzolamide in una nanoemulsione (dimensioni 8.4-12.8nm) per ottenere un aumento degli effetti nel trattamento del glaucoma, una diminuzione del numero di applicazioni al giorno e una migliore compliance del paziente rispetto alle tradizionali gocce oculari. Le nanoemulsioni sviluppate hanno mostrato un rapido inizio di azione farmacologica e un effetto prolungato, nonché una maggiore biodisponibilità del farmaco rispetto al prodotto di mercato convenzionale.
di elevata efficacia terapeutica

Morsi et al. (2014) hanno preparato nanoemulsioni caricate con acetazolamide come segue: l'1% p/p di acetazolamide (ACZ) è stato sonicato con miscele di surfattante/co-surfattante/co-surfattante/olio fino alla completa dissoluzione del farmaco, quindi è stata aggiunta a goccia a goccia la fase acquosa contenente il 3% p/p di dimetil solfossido (DMSO) per preparare nanoemulsioni contenenti il 39% p/p di fase acquosa, mentre per preparare nanoemulsioni con il 59% di acqua, è stata utilizzata la fase acquosa contenente il 20% di DMSO. Il DMSO è stato aggiunto per prevenire qualsiasi precipitazione del farmaco dopo l'aggiunta della fase acquosa. Le nanoemulsioni sono state preparate con una dimensione media delle gocce di 23.8-90.2nm. Le nanoemulsioni preparate con un più alto contenuto d'acqua del 59% hanno mostrato il più alto rilascio di droga.
L'acetazolamide nano-emulsionata è stata formulata con successo in forma di nanoemulsione che ha rivelato un'elevata efficacia terapeutica nel trattamento del glaucoma insieme ad un effetto prolungato.

Ultrasuoni ad alte prestazioni

Hielscher Ultrasonics offre sistemi ad ultrasuoni, dagli omogeneizzatori da laboratorio compatti a soluzioni industriali chiavi in mano. Per produrre nanoemulsioni del più alto grado farmaceutico, un processo di emulsificazione affidabile è fondamentale. Hielscher ampia varietà di sonotrodi, cellule di flusso e inserti come il Cavitatore multifase MPC48 consentono al nostro cliente di impostare le condizioni di lavorazione ottimali per produrre emulsioni di dimensioni ridotte a qualità standardizzata, affidabile e costante. Gli ultrasoniatori Hielscher sono dotati di un software all'avanguardia per il funzionamento e il controllo. – garantire la produzione affidabile di prodotti farmaceutici standardizzati e integratori di qualità farmaceutica.
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