ナノ構造脂質薬物担体の超音波製剤化

ナノ構造脂質担体(NLC)は、脂質コアと水溶性シェルを特徴とするナノサイズの薬物送達システムの高度な形態です。NLCは高い安定性を持ち、活性な生体分子を分解から保護し、持続的な薬物放出を提供します。超音波処理は、負荷をかけたナノ構造脂質担体を生成するための信頼性が高く、効率的で簡単な技術です。

ナノ構造脂質担体の超音波調製

ナノ構造脂質担体(NLC)は、固体脂質、液体脂質、界面活性剤を水性媒体に含んでいるため、良好な溶解性とバイオアベイラビリティ特性が得られます。NLCは、高いバイオアベイラビリティと持続的な薬物放出を備えた安定した薬物キャリアシステムを製剤化するために広く使用されています。NLCは、経口投与から非経口投与まで、局所/経皮投与、眼科(眼科)、肺投与など、幅広い用途があります。
超音波分散および乳化は、活性化合物を充填したナノ構造脂質担体を調製するための信頼性および効率的な技術である。超音波NLC調製物は、有機溶媒、大量の界面活性剤または添加剤化合物を必要としないという大きな利点を有する。超音波NLC製剤は、融解脂質を界面活性剤の溶液に添加し、次いで超音波処理するので比較的簡単な方法である。

超音波負荷ナノ構造脂質担体のための例示的なプロトコル

ソニケーションによるデキサメタゾン負荷NLC
非毒性の潜在的な眼科用NLCシステムを超音波下で調製したところ、狭いサイズ分布、高いデキサメタゾンの閉じ込め効果、および改善された浸透をもたらしました。NLCシステムは、を使用して超音波で調製されました。 ヒールシャーUP200S 超音波処理装置とCompritol 888 ATO、 Miglyol 812N、およびCremophor RH60 コンポーネントとして。
固体脂質、液体脂質、界面活性剤を85°Cの加熱マグネチックスターラーで溶融しました。次に、溶融した脂質混合物にデキサメタゾンを添加して分散させた。純水を85°Cで加熱し、2つの相を超音波処理しました(70%の振幅で10分間)で。 ヒールシャーUP200S 超音波ホモジナイザー。NLCシステムは氷浴で冷却されました。
超音波で調製されたNLCは、狭いサイズ分布、高いDXM捕捉効果、および改善された浸透性を示します。
研究者らは、界面活性剤の濃度が低く、脂質濃度が低い(例えば、界面活性剤が2.5%、総脂質が10%)、その場合、重要な安定性パラメータ(Z_{アベニュー}、ZP、PDI)および薬物負荷容量(EE%)が適しており、乳化剤の濃度は低レベルにとどまることができます。
(cf. Kiss et al. 2019)

超音波処理によるパルミチン酸レチニル充填NLC
レチノイドは、しわの皮膚科治療で広く使用されている成分です。レチノールとパルミチン酸レチニルは、表皮の厚さを誘導する能力があり、しわ防止剤として効果的なレチノイドグループの2つの化合物です。
NLC製剤は超音波法を用いて調製した。この製剤には、パルミチン酸セチルが7.2%、オレイン酸が4.8%、Tween 80が10%、グリセリンが10%、パルミチン酸レチニルが2%含まれていました。パルミチン酸レチニルを充填したNLCを製造するために、以下のステップが取られました:溶融脂質の混合物を界面活性剤、共界面活性剤、グリセリン、および脱イオン水と60〜70°Cでブレンドします。 この混合物を、9800rpmの高せん断ミキサーで5分間攪拌します。プレエマルジョンが形成された後、このプレエマルジョンを直ちにプローブ型超音波ホモジナイザーを用いて2分間超音波処理する。その後、得られたNLCを室温で24時間保持した。エマルジョンを室温で24時間保存し、ナノ粒子サイズを測定した。NLC式は、200〜300nmの範囲の粒子サイズを示しました。得られたNLCは淡黄色の外観、小球サイズは258±15.85 nm、多分散指数は0.31±0.09です。下のTEM画像は、超音波で調製されたパルミチン酸レチニルを充填したNLCを示しています。
(cf. Pamudji et al. 2015)

超音波で処方されたパルミチン酸レチニルNLCの形態学:(A)10000倍、(B)20000倍、および(C)40000倍倍
出典:Pamudji et al. 2016

超音波処理によるショウガゼルンベット負荷NLC
ナノ構造脂質担体は、固体-脂質、液体-脂質、界面活性剤の混合物で構成されています。これは、水溶性の低い生理活性物質を投与し、そのバイオアベイラビリティを大幅に向上させるための優れた薬物送達システムです。
Zingiber zerumbet loaded NLCsを処方するために、以下のステップが実施された。モノステアリン酸グリセリルと4%液体脂質、すなわちバージンココナッツオイルを混合し、50°Cで溶融して、均一で透明な脂質相を得ました。続いて、1%ショウガゼルンベット油を脂質相に添加し、モノステアリン酸グリセリルの融解温度より10°C高い温度を連続的に維持しました。水相の調製のために、蒸留水、Tween 80および大豆レシチンを正しい比率で混合した。水性混合物を直ちに脂質混合物に添加して、プレエマルジョン混合物を形成した。次に、プレエマルジョンを高せん断ホモジナイザーを使用して11,000rpmで1分間均質化しました。その後、プレエマルジョンをプローブ型超音波装置を用いて50%の振幅で20分間超音波処理し、最後に、NLC分散液を氷水浴中で室温(25±1°C)に冷却し、冷浴中の懸濁液を急冷して粒子凝集を防止した。NLCは4°Cで保存しました。
ジンジバーゼルンベットを装填したNLCは、80.47±1.33のナノメートルサイズ、0.188±2.72の安定多分散指数、および-38.9±2.11のゼータ電荷を示します。カプセル化効率は、脂質担体がZingiber zerumbetオイルを80%以上の効率でカプセル化する能力を示しています。
(cf. Rosli et al. 2015)

超音波処理によるバルサラタン負荷NLC
バルサラタンは、降圧薬に使用されるアンジオテンシンII受容体遮断薬です。バルサルタンは、その水溶性が低いため、約23%のバイオアベイラビリティが低い。超音波溶融乳化法を使用することで、大幅に改善されたバイオアベイラビリティを特徴とするバルサラタンを充填したNLCの調製が可能になった。
単純に、Valの油性溶液を、脂質融点より10°C高い温度で一定量の溶融脂質材料と混合した。界面活性剤水溶液は、特定の重量のTween 80とデオキシコール酸ナトリウムを溶解することによって調製しました。界面活性剤溶液をさらに同温度まで加熱し、プローブ超音波処理により油性脂質薬物溶液と3分間混合し、エマルジョンを形成した。次いで、形成したエマルジョンをマグネティック攪拌により冷却水に10分間分散させた。形成されたNLCを遠心分離により分離した。上清からのサンプルを採取し、検証済みのHPLCメソッドを使用してValの濃度を分析しました。
超音波溶融乳化法は、ストレスの多い条件を最小限に抑え、有毒な有機溶剤を奪われたシンプルさを含む多くの利点があります。達成した最大捕捉効率は75.04%
(Albekery et al. 2017参照)

パクリタキセル、クロトリマゾール、ドンペリドン、プエラリン、およびメロキシカムなどの他の活性化合物も、超音波技術を用いて固体脂質ナノ粒子およびナノ構造脂質担体に首尾よく組み込まれた。(cf. Bahari and Hamishehkar 2016)

超音波冷間均質化

冷間均質化技術を使用してナノ構造脂質担体を調製すると、薬理学的に活性な分子、すなわち薬物が脂質溶融物に溶解され、液体窒素またはドライアイスを使用して急速に冷却されます。冷却中、脂質は固化します。次に、固体脂質塊をナノ粒子サイズで粉砕します。脂質ナノ粒子を冷たい界面活性剤溶液に分散させ、冷たいプレサスペンションを生成します。最後に、この懸濁液を、しばしば超音波フローセル反応器を用いて室温で超音波処理する。
物質は最初のステップで一度だけ加熱されるため、超音波冷均質化は主に熱感受性薬物の処方に使用されます。多くの生理活性分子や医薬品化合物が熱劣化しやすいため、超音波冷均質化は広く使用されている用途です。冷間均質化技術のさらなる利点は、水相が回避されるため、高温均質化中に液体脂質相から水相に分配される可能性のある親水性分子のカプセル化が容易になります。

超音波ホットホモジナイゼーション

超音波処理が熱間均質化技術として使用される場合、溶融脂質および活性化合物(すなわち、薬理学的に活性な成分)を熱い界面活性剤中に激しく攪拌してプレエマルジョンを得る。ホットホモジナイズプロセスでは、脂質/薬物懸濁液と界面活性剤の両方の溶液が同じ温度(固体脂質の融点より約5〜10°C高い温度)に加熱されていることが重要です。第2のステップでは、プレエマルジョンは、温度を維持しながら高性能超音波処理で処理されます。

ナノ構造脂質担体のための高性能超音波装置

ヒールシャー超音波の強力な超音波システムは、世界中で製薬業界で使用されています&固体脂質ナノ粒子(SLN)、ナノ構造脂質担体(NLC)、ナノエマルジョン、ナノカプセルなどの高品質のナノ薬物担体を製造するためのDおよび製造。その顧客の要求を満たすために、ヒールシャーは、コンパクトでありながら強力なハンドヘルドラボ用ホモジナイザーとベンチトップ超音波装置から、大量の医薬品製剤の生産のための完全に工業用超音波システムに超音波装置を供給しています。ナノ構造脂質担体(NLC)の製造に最適なセットアップを確保するために、幅広い超音波ソノトロードとリアクターが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。
お客様が適正製造基準(GMP)を達成し、標準化されたプロセスを確立することを可能にするために、すべてのデジタル超音波装置は、超音波処理パラメータの正確な設定、連続プロセス制御、および内蔵SDカード上のすべての重要なプロセスパラメータの自動記録のためのインテリジェントなソフトウェアが装備されています。高い製品品質は、プロセス制御と継続的に高い処理基準に依存します。ヒールシャー超音波装置は、あなたのプロセスを監視し、標準化するのに役立ちます!

Hielscher Ultrasonics’ 産業用超音波プロセッサは、非常に高い振幅を提供できます。最大200μmの振幅は、24/7操作で簡単に連続運転できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソノトロードが利用可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、ヘビーデューティと要求の厳しい環境での24 / 7操作を可能にします。
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。