ニオソームの超音波製剤

有効成分のナノキャリアとしてのニオソーム小胞

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と賦形剤としてのコレステロールの取り込みによって形成されます。ニオソームは、リポソームと比較して化学的分解や酸化に対してより安定しており、保存期間が長いです。ニオソーム調製に使用される界面活性剤により、生分解性、生体適合性、非免疫原性があります。ニオソームは浸透圧活性で化学的に安定しており、リポソームと比較して保存時間が長くなります。サイズおよびラメラリティに応じて、超音波処理、逆相蒸発、薄膜水和または膜貫通pH勾配薬物取り込みプロセスのような様々な調製方法が利用可能である。超音波ニオソーム調製は、サイズが小さく均一な単層小胞を生成するための好ましい技術である。

超音波ニオソーム製剤

ニオソームを製剤化するには、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型(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、油と水などの非混和性液体を混合するための優れた技術です。両方の相の液滴をせん断し、それらをナノサイズに破砕することにより、ナノエマルジョンが得られる。その後、有機溶媒が蒸発し、治療薬が充填されたニオソームが生成され、水相に分散します。機械的攪拌と比較すると、超音波ニオソーム製剤技術は、高速プロセスでより小さな平均寸法およびより低い多分散指数を有するニオソームを形成することによって優れている。小さな小胞の使用は、大きな粒子よりも体のクリアランスメカニズムをよりよく回避する傾向があり、血流中に長時間留まる傾向があることを考慮すると、一般的に好ましいです。(cf. Bragagni et al. 2014)

超音波ニオソーム調製プロトコル

超音波処理を使用したニオソーム製剤は、超音波ニオソーム産生のための多数の科学的に検証されたプロトコルが利用可能であるように、広範囲に研究されてきました。
以下に、超音波処理を使用してニオソームを調製し、ロードするいくつかの製剤プロトコルの簡単な概要を示します。

Withania somnifera抽出物をロードしたニオソーム
Chinembiriら(2017)は、局所適用を目的としたニオソームにWithania somnifera粗抽出物を製剤化しました。生理活性化合物は、溶媒注入によってカプセル化されました。そのため、有機相と水相を連続的に磁気的に攪拌し、有機溶媒を追い出すまで温度を60°C±2°Cに維持しました。得られた製剤を、ヒールシャー UP200STソニケーターを用いて氷上で冷却し、超音波処理した。ニオソームの平均サイズは約165.9±9.4の範囲で、ウィタノリドAの高い捕捉効率(EE%)を示しました。

ドキソルビシン含有ニオソーム
抗がん剤であるドキソルビシンを充填したN-パルミトイルグルコサミンニオソーム(Glu)を、NPG(16 mg)、Span 60(65 mg)、コレステロール(58 mg)、およびソルランC24(54 mg)の混合物をドキソルビシン溶液(1.5 mg / ml、2 ml、PBSで調製)で90°Cで1時間振盪し、続いてプローブを10分間(最大75%)超音波処理して調製しました。
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)とコレステロール(4mg)のプローブ超音波処理によって、前述の(11)のように調製した。(Dufes et al. 2004)

その他のニオソーム調製法

逆相蒸発法または膜貫通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化方法は、超音波エネルギーの適用を含む。どちらの手法も、主にマルチラメラ小胞(MLV)の定式化に使用されます。以下に、両方の技術と関連する超音波処理ステップの簡単な説明を示します。

逆相蒸発によるニオソーム調製における超音波処理

逆相蒸着法(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します。超音波乳化は、混合物を微細サイズのエマルジョンに変えるために使用されます。その後、有機相が蒸発します。有機溶媒の蒸発中に得られるニオソームは、大きなサイズの単層小胞です。

膜貫通型pHグラジエント薬物取り込みプロセス

膜貫通型pH勾配(酸性内部)薬物取り込みプロセス(リモートローディング)では、界面活性剤とコレステロールをクロロホルムに溶解します。次に、溶媒を真空下で蒸発させて、丸底フラスコの壁に薄膜を作ります。フィルムは、懸濁液をボルテックスすることにより、300 mMのクエン酸(pH 4.0)で水和されます。マルチラメラ小胞を3回凍結および融解し、続いてプローブ型超音波装置を用いて超音波処理する。このニオソーム懸濁液に、10 mg/mlの薬物を含む水溶液を添加し、ボルテックスします。次に、サンプルのpHを1Mリン酸二ナトリウムでpH 7.0〜7.2に上げます。その後、混合物を60°Cに10分間加熱します。この手法は、マルチラメラ小胞で得られます。(Kazi et al. 2010参照)

ニオソームの超音波サイズ縮小

ニオソームは通常、10nmから1000nmのサイズ範囲内にあります。調製技術にもよりますが、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ります。ただし、特定のニオソームサイズは、対象となるタイプの送達システム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、薬物が細胞膜を越えて細胞標的部位に到達する必要がある全身薬物送達に最も適しており、より大きなニオソームは、筋肉内および腔内薬物送達または眼科用途に推奨されます。ニオソームの超音波サイズ縮小は、非常に強力なニオソームの調製中の一般的なステップです。超音波せん断力は、ニオソームを単分散ナノニオソームに解凝集し分散させます。

議定書 – リポニオソームの超音波サイズ縮小

Naderinezhadら(2017)は、Tween 60:コレステロール:DPPC(55:30:15:3)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3%DSPE-mPEGで処方しました。調製したリポニオソームのサイズを縮小するために、水和後、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るために、45分間(15秒オンおよび10秒オフ、振幅70%)懸濁液を超音波処理した。pHグラジエント法では、CUR、界面活性剤、脂質の乾燥膜を1300 mLの硫酸アンモニウム(pH 1⁄4 4)で63°Cで47分間水和しました。次いで、ナノ粒子を氷浴上で超音波処理して小さな小胞を作製した。

ニオソーム調製のための超音波装置

ヒールシャー超音波は、製薬、食品、化粧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、サービスに長年の経験があります。
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錯体および他のナノ構造薬物担体の調製は、ヒールシャー超音波システムがそれらの高い信頼性、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。
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。