ニオソームはナノサイズの小胞で、薬剤(例えばがん治療薬)やその他の生理活性物質のキャリアとして使用できます。超音波乳化は、高い薬物負荷を有する小さなニオソームを処方するための簡単かつ迅速な方法である。

ニオソームの準備

ニオソームは非イオン性界面活性剤ベースの小胞であり、主に非イオン性界面活性剤およびコレステロールの賦形剤として形成される。ニオソームは化学的分解や酸化に対してより安定しており、リポソームと比較して長い貯蔵時間を有する。ニオソーム製剤に使用される界面活性剤のために、生分解性、生体適合性、および非免疫原性である。ニオソームは、オスモスティックに活性、化学的に安定しており、リポソームと比較してより長い貯蔵時間を提供します。サイズと単層性に応じて、超音波処理、逆相蒸発、薄膜水和または膜間pH勾配薬物取り込みプロセスなどの様々な調製方法が利用可能です。超音波ニオソーム製剤は、サイズが小さく、均一であるユニラメラ小胞を生成するために好ましい技術です。

超音波ニオソーム製剤

ニオソームを配合するには、界面活性剤、コレステロール、および生理活性化合物、すなわち薬物を含む水溶液の有機溶液から水中油(o/w)エマルジョンを調製する必要があります。超音波乳化は、油や水などの非混和性液体を混合する優れた技術です。両相の液滴をナノサイズに分割することにより、ナノエマルジョンが得られる。続いて、有機溶媒が蒸発し、治療剤を装填したニオソームが生じ、これが水相に分散される。機械的撹拌と比較すると、超音波ニオソーム製剤技術は、より小さな平均次元と低い多分散指数を高速プロセスでニオソームを形成することによって優れています。小さい小胞の使用は、一般的に、より大きな粒子よりも身体クリアランス機構を避ける傾向があり、血流中に長い時間残ることを考慮すると、一般的に好ましい。(2014年ブラガニら)

超音波ニオソーム調製プロトコル

N-パルミトイルグルコサミンニオソーム(Glu)にドキソルビシンを搭載し、 抗癌剤を、90°Cで90°CでNPG(16mg)、スパン60(65mg)、コレステロール(58mg)、ソルランC24(54mg)を90°Cで1時間超音波処理し、続いて10分間超音波処理を行い、続いて10分間超音波処理を行った。
パルミトイルグリコールキトサン(GCP)小胞は、ドキソルビシン溶液(1.5mg/ml)中のグリコールキトサン(10mg)およびコレステロール(4mg)をプローブ超音波処理して(11)に調製した。(デュフェスら 2004)

代替ニオソーム調製方法

逆相蒸発技術やトランス膜pH勾配薬物取り込みプロセスなどの代替ニオソーム製剤法は、超音波エネルギーの適用を伴う。どちらの技術も主にマルチラメラ小胞(MLV)を処方するために使用されます。以下では、技術と関連する超音波処理の手順の両方の簡単な説明を見つけることができます。

逆相蒸発によるニオソーム調製における超音波処理

逆相蒸発(REV)法では、ニオソーム製剤の成分をエーテルとクロロホルムの混合物に溶解し、薬物を含む水相に添加する。超音波乳化は、混合物を微細なサイズのエマルジョンに変えるために使用されます。続いて、有機相が蒸発する。有機溶媒の蒸発中に得られたニオソームは、大きなサイズのユニラメラ小胞である。

膜間pH勾配薬物取り込みプロセス

膜間pH勾配(酸性内)薬物取り込みプロセス(遠隔ローディング)では、界面活性剤とコレステロールがクロロホルムに溶解します。溶媒は次に真空下で蒸発し、丸底フラスコの壁に薄膜を得る。フィルムは、懸濁液をボルテックスすることにより300mMクエン酸(pH4.0)で水和する。マルチラメラ小胞は凍結され、3回解凍され、その後、プローブ型超音波処理器を使用して超音波処理されます。このニオソーム懸濁液に、10mg/mlの薬物を含む水溶液が加え、渦液化される。サンプルのpHは、次いで1Mリン酸二ナトリウムでpH 7.0-7.2に引き上げられる。その後、混合物を60°Cに10分間加熱する。この技術は、多層小胞で生じさせる。(cf. Kaziら 2010)

ニオソームの超音波サイズの縮小

ニオソームは、通常、10nm〜1000nmのサイズ範囲内である。調製技術に応じて、ニオソームは比較的大きなサイズであることが多く、凝集体を形成する傾向がある。しかし、特定のニオソームサイズは、対象となる配信システムのタイプに関しては重要な要素です。例えば、ナノメートル範囲の非常に小さなニオソームサイズは、細胞標的部位に到達するために細胞膜を横切って薬物を送達しなければならない全身薬物送達に最も適している一方で、筋肉内および腔内薬物送達または眼科用途には大きなニオソームが推奨される。ニオソームの超音波サイズの縮小は、非常に強力なニオソームの調製中に一般的なステップです。超音波剪断力は、単分散ナノニオソームにニオソームを脱凝集し、分散させる。

プロトコル – リポニオソームの超音波サイズ縮小

ナデリネシャドら(2017)Tween 60を含む生体適合性リポニオソーム(ニオソームとリポソームの組み合わせ)を配合:コレステロール:DPPC(55:30:15:3)を3%DSPE-mPEGで配合した。調製されたLipoNioソームのサイズを小さくするために、水分補給後、45分間の懸濁液を超音波処理し(15秒オンと10秒オフ、振幅700ワット)超音波ホモジナイザーUP200St(ヒールシャー超音波GmbH、ドイツ)を使用して粒子凝集を最小限に抑えた。pH-勾配法の場合、CUR、界面活性剤および脂質の乾燥膜を、63Cで1300mLの硫酸アンモニウム(pH1⁄4 4)で47分間水和した。その後、ナノ粒子を氷浴上で超音波処理し、小さな小胞を生成した。

ニオソーム調製用超音波装置

ヒールシャー超音波は、医薬品、食品、化粧品産業のための高性能超音波ホモジナイザーの設計、製造、流通およびサービスで長年経験しています。
高品質のニオソーム、リポソーム、固体脂質ナノ粒子、高分子ナノ粒子、シクロデキストリン複合体、その他のナノ構造薬物キャリアの調製は、ヒールシャー超音波システムが高い信頼性、一貫した出力、および正確な制御性のために優れているプロセスです。ヒールシャー超音波処理器は、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、自動的に内蔵の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、純エネルギー、総エネルギー、温度、圧力)をプロトコルします。
ヒールシャーの超音波機器の堅牢性はヘビーデューティでかつ厳しい環境で24/7の操作が可能になります。
下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：