超音波によるS. pneumoniaeに対するナノカプセル化鼻腔内ワクチン
ナノ粒子カプセル化肺炎球菌ワクチンの利点
(2013)は、実験的な呼吸器肺炎球菌感染に対する防御を確立する上で、234 ± 87.5nmのポリ乳酸-co-グリコール酸ナノ粒子ワクチンコンストラクトの鼻腔内送達の有効性を決定しました。熱死した肺炎球菌(NP-HKSP)をカプセル化するナノ粒子は、空のNPと比較して、経鼻投与後11日で肺に保持されていました。NP-HKSPによる免疫は、以下に対して有意な耐性をもたらしました。 S.ニューモニエ HKSP単独の投与と比較した感染。.防御力の増加は、肺リンパ球による抗原特異的Th1関連IFN-cサイトカイン応答の有意な増加と相関していました。この研究は、肺感染症に対する鼻肺免疫のための非侵襲的で標的を絞ったアプローチとしてのNPベースの技術の有効性を確立します。
超音波ナノ粒子調製のプロトコル
超音波溶解
1×106 熱殺されたカプセル化されたナノ粒子 Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP)をリン酸緩衝生理食塩水(PBS)200μlで超音波処理により溶解し、70mgのポリ乳酸-co-グリコール酸(PLGA)を酢酸エチル1mlに溶解しました。これら2つの溶液を混合し、最高速度で1分間ボルテックスして、一次油中水型エマルジョンを形成しました。
超音波カプセル化
ダブルエマルジョン法:次に、一次エマルジョンを3mlの1%ポリビニルアルコール(PVA)溶液と混合しました。この溶液を超音波プロセッサを使用して超音波処理した UP200Hの (Hielscher Ultrasonics GmbH、ドイツ)連続モード(100%サイクル)で2分間40%振幅で、熱放散のために氷に浸したきれいなガラスバイアル中で、HKSPカプセル化PLGAナノ粒子を調製する。溶液をさらにオートクレーブ水(0.22μフィルター滅菌)で20mlに希釈し、室温で1時間温弱真空で撹拌し、酢酸エチルを蒸発させた。次に、溶液を遠心分離してNPを収集し、このプロセスを2回繰り返して過剰なPVAを除去しました。ナノ粒子ペレットを500μlのオートクレーブ水に再懸濁し、凍結乾燥しました。最終的なナノ粒子は、さらに使用するまで-20°Cで保存しました。
熱殺された粒子サイズ Streptococcus pneumoniae-カプセル化されたPLGAナノ粒子。動的光散乱によって測定されたナノ粒子の水性懸濁液の粒子サイズは、バッチ内の粒子の平均サイズとガウス分布を示しています。
出典:Mott et al.: ナノ粒子ベースのワクチンの鼻腔内送達により、 S.ニューモニエ.J Nanopart Res (2013) 15:1646.
超音波ホモジナイザー UIP2000hdT(2kW) 連続的に攪拌されたバッチリアクター
医薬品製剤用超音波プロセッサ
ヒールシャー超音波は、製薬および食品業界向けの高性能超音波ホモジナイザーの設計、製造、流通、サービスにおいて長年の経験を積んでいます。
高品質のリポソーム、固体脂質ナノ粒子、高分子ナノ粒子およびシクロデキストリン錯体の調製は、ヒールシャー超音波システムが高信頼性および優れた品質出力で使用されるプロセスである。ヒールシャー超音波装置は、振幅、温度、圧力、超音波処理エネルギーなど、すべてのプロセスパラメータを正確に制御することができます。インテリジェントソフトウェアは、内蔵SDカード上のすべての超音波処理パラメータ(時間、日付、振幅、正味エネルギー、総エネルギー、温度、圧力)を自動的にプロトコル化します。
- 高性能乳化
- 粒子サイズと負荷の正確な制御
- 高負荷の活性物質
- プロセスパラメータの正確な制御
- 迅速なプロセス
- 非熱的で正確な温度制御
- 線形スケーラビリティ
- 再現
- プロセスの標準化 / GMP
- オートクレーブ可能なプローブとリアクター
- CIP / SIP
以下の表は、当社の超音波装置のおおよその処理能力を示しています。
| バッチボリューム | 流量 | 推奨デバイス |
|---|---|---|
| 1〜500mL | 10〜200mL/分 | UP100Hの |
| 10〜2000mL | 20〜400mL/分 | UP200HTの, UP400セント |
| 0.1〜20L | 0.2 から 4L/min | UIP2000hdT |
| 10〜100L | 2〜10L/分 | UIP4000hdTの |
| N.A. | 10〜100L/min | UIP16000 |
| N.A. | 大きい | クラスタ UIP16000 |
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文献/参考文献
- Brittney Mott; Sanjay Thamake; Jamboor Vishwanatha; Harlan P. Jones (2013): Intranasal delivery of nanoparticle-based vaccine increases protection against S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
- Zhiguo Zheng; Xingcai Zhang; Daniel Carbo; Cheryl Clark; Cherie-Ann Nathan; Yuri Lvov (2010): Sonication-assisted synthesis of polyelectrolyte-coated curcumin nanoparticles. Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids, 01 Jun 2010, 26(11):7679-7681.
知っておく価値のある事実
ナノ構造薬物担体
ナノエマルジョン、リポソーム、固体脂質ナノ粒子、高分子ナノ粒子、ナノ構造脂質担体などのナノサイズの薬物担体は、バイオアベイラビリティの向上、生体適合性の向上、標的送達、良好な血液半減期、健康な組織への毒性が非常に低い、またはまったくないなどの機能を強化した医薬品を処方するために使用されます。 超音波処理は、さまざまな形態のナノ治療薬を製剤化するための非常に効率的な技術です。 医薬品製造における超音波アプリケーションについてもっと読む!
リポソーム
リポソームは、少なくとも1つの脂質二重層を持つ球状の小胞であり、疎水性物質のコアをカプセル化しています。サイズだけでなく、疎水性および親水性の特性は、リポソームを強力な薬物送達システム、例えばリポソームビタミンCに変えます。 リポソームの超音波調製の詳細については、ここをクリックしてください!
ナノエマルジョン
ナノエマルジョンまたはサブミクロンエマルジョンは、液滴サイズが20〜200nmで液滴分布が狭いエマルジョンです。ナノサイズの液滴は、経口投与だけでなく、医薬品および生物活性物質、例えばCBDナノエマルジョンの局所/経皮送達にもいくつかの利点を提供する。ナノエマルジョンは、親油性薬物を効率的に溶解する能力と吸収率の向上により、ナノエマルジョンは高いバイオアベイラビリティのための頻繁に使用される投与形態となっています。ナノ乳化製剤は、親油性または親水性の薬物の徐放にも使用できます。
ナノエマルジョンの超音波製造についてもっと読む!
固体脂質ナノ粒子
固体脂質ナノ粒子(SLN)は、平均直径が10〜1000ナノメートルの球状ナノ粒子です。固体脂質ナノ粒子は、固体脂質コアマトリックスを有しており、この中に親油性分子(活性物質)を可溶化することで、ナノ粒子が薬物担体として作用します。脂質コアは、乳化剤または界面活性剤によって安定化されます。非経口投与や経口投与、眼、肺、局所の薬物送達に応用することで、固形脂質ナノ粒子は治療効果を高め、全身性の副作用を軽減するために使用されます。
固体脂質ナノ粒子の超音波支援合成についてもっと読む!
ナノ構造脂質担体
固体脂質ナノ粒子(SLN)と同様に、ナノ構造脂質担体(NLC)は脂質ベースのナノ粒子の別の形態です。ナノ構造脂質担体(NLC)は、固体脂質と液体脂質の混合物からなる修飾固体脂質ナノ粒子であり、安定性と負荷容量が向上しています。
ナノ構造脂質担体は、超音波エマルジョンメトドドを介して調製することができる。
ナノサイズ結晶
超音波結晶化および沈殿は、被覆結晶に水溶性の低い物質をカプセル化するための非常に強力な方法です。Zhengら(2020)は、多くの健康上の利点を持つ生物活性化合物であるクルクミンの超音波カプセル化を報告していますが、水溶性が低いためにバイオアベイラビリティが不十分です。研究チームは、クルクミン分子をカプセル化するための高分子電解質層別(LbL)ナノシェル形成を開発しました。彼らは、「一般的に使用されるエマルジョン法とは異なり、当社の超音波支援LbLカプセル化は、はるかに小さいサイズのナノ粒子を達成できる」と述べています。クルクミンについては、平均サイズ80 nm、ξ電位+30 mVまたは-50 mVの結晶性ナノ粒子が得られ、これらのナノコロイドの安定性が数ヶ月間確保されました(飽和薬物溶液中に保持)。生体適合性のある高分子電解質の2つの二重層でシェルを形成することで、約20時間の間に薬物の放出を遅らせることができました。」
クルクミン核形成プロトコル:クルクミン粉末を60%エタノール/水溶液に溶解した。クルクミンを完全に溶解した後、水性ポリカチオン、ポリ(塩酸アリルアミン)、PAH、または生分解性硫酸プロトミン(PS)を添加した。次いで、溶液をUIP1000、ヒールシャー超音波の1kWの強力なulötrasonic装置で、溶液1mLあたり100ワットで超音波処理した。超音波処理中に、水をゆっくりと溶液に加えた。水が加えられるため、溶媒はより極性になり、クルクミンの溶解度が低下します。平衡濃度が溶解度閾値を超えると、クルクミンの過飽和raが得られ、結晶核形成が始まります。高出力超音波下では、薬物粒子の成長は初期段階で停止します。
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