ნიოსომების ულტრაბგერითი ფორმულირება
ნიოსომის ვეზიკულები, როგორც ნანო-გადამზიდავი აქტიური ინგრედიენტებისთვის
ნიოსომა არის არაიონური სურფაქტანტზე დაფუძნებული ვეზიკულა, რომელიც ძირითადად წარმოიქმნება არაიონური სურფაქტანტისა და ქოლესტერინის, როგორც დამხმარე ნივთიერების შეყვანით. ნიოსომები უფრო სტაბილურია ქიმიური დეგრადაციის ან დაჟანგვის მიმართ და აქვთ ხანგრძლივი შენახვის დრო ლიპოსომებთან შედარებით. ნიოსომის მოსამზადებლად გამოყენებული სურფაქტანტების გამო, ისინი ბიოდეგრადირებადი, ბიოთავსებადი და არაიმუნოგენურია. ნიოსომები ოსმოტურად აქტიურია, ქიმიურად სტაბილურია და ლიპოსომებთან შედარებით უფრო დიდხანს ინახება. ზომისა და ლამელარობის მიხედვით, ხელმისაწვდომია მომზადების სხვადასხვა მეთოდი, როგორიცაა გაჟონვა, საპირისპირო ფაზის აორთქლება, თხელი ფენის დატენიანება ან ტრანსმემბრანული pH გრადიენტის წამლის მიღების პროცესი. ულტრაბგერითი ნიოსომის მომზადება არის სასურველი ტექნიკა ერთფენიანი ვეზიკულების წარმოებისთვის, რომლებიც მცირე და ერთიანი ზომისაა.
ულტრაბგერითი ნიოსომის ფორმულირება
ნიოსომების ფორმულირებისთვის ზეთი წყალში (o/w) ემულსია უნდა მომზადდეს სურფაქტანტის, ქოლესტერინის ორგანული ხსნარისა და ბიოაქტიური ნაერთის, ანუ პრეპარატის შემცველი წყალხსნარისგან. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია არის უმაღლესი ტექნიკა შეურევადი სითხეების შერევისთვის, როგორიცაა ზეთი და წყალი. ორივე ფაზის წვეთების გაპარსვით და ნანო-ზომამდე გატეხვით, მიიღება ნანოემულსია. შემდგომში ორგანული გამხსნელი აორთქლდება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება თერაპიული აგენტებით დატვირთული ნიოსომები, რომლებიც ნაწილდება წყლის ფაზაში. მექანიკურ მორევთან შედარებით, ულტრაბგერითი ნიოსომის ფორმულირების ტექნიკა აჯობებს ნიოსომების ფორმირებას მცირე საშუალო განზომილებით და დაბალი პოლიდისპერსიულობის ინდექსით. სწრაფი პროცესი. უფრო მცირე ზომის ვეზიკულების გამოყენება ზოგადად სასურველია, იმის გათვალისწინებით, რომ ისინი უფრო მეტად ერიდებიან სხეულის კლირენსის მექანიზმებს, ვიდრე უფრო დიდი ნაწილაკები და რჩებიან უფრო დიდხანს სისხლში. (შდრ. Bragagni et al. 2014)
- ერთფენიანი, პატარა, ერთგვაროვანი ვეზიკულები
- მარტივი და სწრაფი პროცესი
- გამრავლებადი
- ზუსტად კონტროლირებადი
- Უსაფრთხო
- ადვილად მასშტაბირებადი
ულტრაბგერითი ნიოსომის მომზადების პროტოკოლები
ნიოსომის ფორმულირება სონიკაციის გამოყენებით ფართოდ იქნა გამოკვლეული ისე, რომ მრავალი მეცნიერულად დადასტურებული პროტოკოლი ხელმისაწვდომია ულტრაბგერითი ნიოსომის წარმოებისთვის.
ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ მოკლე მიმოხილვა ფორმულირების რამდენიმე პროტოკოლზე, რომლებიც ამზადებენ და იტვირთებიან ნიოსომების გაჟონვის გამოყენებით.
ნიოსომები დატვირთული Withania somnifera-ს ექსტრაქტებით
ჩინემბირი და სხვ. (2017) ჩამოაყალიბა Withania somnifera ნედლი ექსტრაქტი ნიოსომებად, რომლებიც განკუთვნილია ადგილობრივი გამოყენებისთვის. ბიოაქტიური ნაერთები ინკაფსულირებული იყო გამხსნელის ინექციით. ამიტომ, ორგანული და წყლის ფაზა განუწყვეტლივ ურევენ მაგნიტურად და ტემპერატურა შენარჩუნებულია 60°C ± 2°C-ზე, სანამ ორგანული გამხსნელი არ გამოდევნებოდა. მიღებული ფორმულირება გაცივდა და გაჟღენთილი იყო ყინულზე Hielscher UP200ST სონიკატორის გამოყენებით. ნიოსომებს ჰქონდათ საშუალო ზომები დაახლოებით. 165,9 ± 9,4 და აჩვენა აანოლიდ A-ს მაღალი ჩაკეტვის ეფექტურობა (EE%).
დოქსორუბიცინში დატვირთული ნიოსომები
N-პალმიტოილ გლუკოზამინის ნიოსომები (Glu) დატვირთული დოქსორუბიცინი, კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატი, მომზადდა NPG (16 მგ), Span 60 (65 მგ), ქოლესტერინის (58 მგ) და Solulan C24 (54 მგ) ნარევის შერყევით. ) დოქსორუბიცინის ხსნარში (1.5 მგ/მლ, 2 მლ, მომზადებული PBS-ში) 90°C-ზე 1 საათის განმავლობაში, რასაც მოჰყვება ზონდი 10 წუთის განმავლობაში (75% max).
პალმიტოილ გლიკოლის ქიტოზანის (GCP) ვეზიკულები მომზადდა ისე, როგორც ადრე იყო აღწერილი (11) გლიკოლ ქიტოზანის (10 მგ) და ქოლესტერინის (4 მგ) ზონირებით დოქსორუბიცინის ხსნარში (1.5 მგ/მლ). (Dufes et al. 2004)
UP400 ქ – 400 W ულტრაბგერითი მოწყობილობა ნანო-მატარებლების ფორმულირებისთვის, როგორიცაა ნიოსომები
ნიოსომის მომზადების ალტერნატიული მეთოდები
ნიოსომის ფორმულირების ალტერნატიული მეთოდები, როგორიცაა საპირისპირო ფაზის აორთქლების ტექნიკა ან ტრანსმემბრანული pH გრადიენტის წამლის მიღების პროცესი მოიცავს ულტრაბგერითი ენერგიის გამოყენებას. ორივე ტექნიკა ძირითადად გამოიყენება მრავალშრიანი ვეზიკულების (MLV) ფორმულირებისთვის. ქვემოთ შეგიძლიათ იხილოთ ორივე ტექნიკის მოკლე აღწერა და ჩართული ბგერითი ნაბიჯი.
Sonication in Niosome მომზადება მეშვეობით საპირისპირო ფაზის აორთქლების
საპირისპირო ფაზის აორთქლების (REV) მეთოდით, ნიოსომური ფორმულირების კომპონენტები იხსნება ეთერისა და ქლოროფორმის ნარევში და უმატებენ წყალ ფაზას, რომელიც შეიცავს პრეპარატს. ულტრაბგერითი ემულსიფიკაცია გამოიყენება ნარევის წვრილი ზომის ემულსიად გადაქცევისთვის. შემდგომში ორგანული ფაზა აორთქლდება. ორგანული გამხსნელის აორთქლების დროს მიღებული ნიოსომა არის დიდი ზომის ერთფენიანი ვეზიკულები.
ტრანსმემბრანული pH გრადიენტის წამლის მიღების პროცესი
ტრანსმემბრანული pH გრადიენტის (მჟავას შიგნით) წამლის მიღების პროცესისთვის (დისტანციური დატვირთვით), სურფაქტანტი და ქოლესტერინი იხსნება ქლოროფორმში. შემდეგ გამხსნელი აორთქლდება ვაკუუმში, რათა მიიღება თხელი ფილმი მრგვალი ფსკერის კოლბის კედელზე. ფილმი დატენიანებულია 300 მმ ლიმონმჟავით (pH 4.0) სუსპენზიის მორევით. მრავალშრიანი ვეზიკულები გაყინულია და დნება სამჯერ და შემდგომში ხდება სონიკაცია ზონდის ტიპის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით. ამ ნიოსომურ სუსპენზიას ემატება წყალხსნარი, რომელიც შეიცავს 10 მგ/მლ პრეპარატს და ტრიალებს. ნიმუშის pH შემდეგ იზრდება pH 7.0-7.2-მდე 1M დინატრიუმის ფოსფატით. შემდეგ ნარევი აცხელეთ 60°C-მდე 10 წუთის განმავლობაში. ეს ტექნიკა იძლევა მრავალფენოვან ვეზიკულებს. (შდრ. Kazi et al. 2010)
ნიოსომების ულტრაბგერითი ზომის შემცირება
ნიოსომები, როგორც წესი, არიან 10 ნმ-დან 1000 ნმ-მდე ზომის დიაპაზონში. მომზადების ტექნიკიდან გამომდინარე, ნიოსომები ხშირად შედარებით დიდი ზომისაა და მიდრეკილია აგრეგატების წარმოქმნას. ამასთან, ნიოსომის სპეციფიკური ზომები მნიშვნელოვანი ფაქტორია, როდესაც საქმე ეხება მიწოდების სისტემას. მაგალითად, ძალიან მცირე ნიოსომის ზომა ნანომეტრის დიაპაზონში ყველაზე შესაფერისია წამლის სისტემური მიწოდებისთვის, სადაც პრეპარატი უნდა მიეწოდოს უჯრედის მემბრანებს, რათა მიაღწიოს უჯრედულ სამიზნე ადგილს, ხოლო უფრო დიდი ნიოსომები რეკომენდებულია ინტრამუსკულარული და ღრუსშიდა წამლის მიწოდებისთვის ან ოფთალმოლოგიური აპლიკაციები. ნიოსომების ზომის ულტრაბგერითი შემცირება ჩვეულებრივი ნაბიჯია მაღალი ძლიერი ნიოსომების მომზადების დროს. ულტრაბგერითი ათვლის ძალები დეაგლომერაციას ახდენენ და ანაწილებენ ნიოსომებს მონოდისპერსებულ ნანო-ნიოსომებად.
ოქმი – ლიპონიოსომების ულტრაბგერითი ზომის შემცირება
ნადერინეჟადი და სხვ. (2017) ჩამოაყალიბა ბიოთავსებადი LipoNiosomes (ნიოსომისა და ლიპოსომის კომბინაცია), რომელიც შეიცავს Tween 60: ქოლესტერინს: DPPC (55: 30: 15: 3-ზე) 3% DSPE-mPEG. მომზადებული LipoNiosomes-ის ზომის შესამცირებლად, დატენიანების შემდეგ, ისინი ამუშავებდნენ სუსპენზიას 45 წუთის განმავლობაში (15 წამი ჩართვის და 10 წამის გამორთვა, ამპლიტუდა 70% 100 ვატზე), რათა მინიმუმამდე დაიყვანონ ნაწილაკების აგრეგაცია ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორის UP200St (Hielscher G Ultrasonics) გამოყენებით. pH-გრადიენტული მეთოდისთვის, CUR-ის, სურფაქტანტებისა და ლიპიდების გამხმარი ფენები ჰიდრატირებული იყო 1300 მლ ამონიუმის სულფატით (pH 1⁄4 4) 63 C ტემპერატურაზე 47 წუთის განმავლობაში. შემდეგ, ნანონაწილაკები გაჟღენთილი იქნა ყინულის აბაზანაზე, რათა წარმოექმნათ პატარა ვეზიკულები.
ულტრაბგერითი ნიოსომის მოსამზადებლად
Hielscher Ultrasonic არის დიდი ხნის გამოცდილება ფარმაცევტული, კვების და კოსმეტიკური ინდუსტრიისთვის მაღალი ხარისხის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დიზაინში, წარმოებაში, დისტრიბუციასა და მომსახურებაში.
მაღალი ხარისხის ნიოსომების, ლიპოსომების, მყარი ლიპიდური ნანონაწილაკების, პოლიმერული ნანონაწილაკების, ციკლოდექსტრინის კომპლექსების და სხვა ნანოსტრუქტურული წამლების მატარებლების მომზადება არის პროცესები, რომლებშიც Hielscher ულტრაბგერითი სისტემები გამოირჩევიან მაღალი საიმედოობით, თანმიმდევრული სიმძლავრის გამომუშავებით და ზუსტი კონტროლით. Hielscher ულტრაბგერითი საშუალებას იძლევა ზუსტი კონტროლი პროცესის ყველა პარამეტრზე, როგორიცაა ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა და ხმოვანი ენერგია. ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად აწარმოებს პროტოკოლებს ხმოვანი გამოსხივების ყველა პარამეტრს (დრო, თარიღი, ამპლიტუდა, წმინდა ენერგია, მთლიანი ენერგია, ტემპერატურა, წნევა) ჩაშენებულ SD ბარათზე.
The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:
| სურათების მოცულობა | Დინების სიჩქარე | რეკომენდებული მოწყობილობები |
|---|---|---|
| 1-დან 500 მლ-მდე | 10-დან 200 მლ/წთ-მდე | UP100H |
| 10-დან 2000 მლ-მდე | 20-დან 400 მლ/წთ-მდე | UP200Ht, UP400 ქ |
| 0.1-დან 20ლ-მდე | 0.2-დან 4ლ/წთ-მდე | UIP2000hdT |
| 10-დან 100 ლ-მდე | 2-დან 10ლ/წთ-მდე | UIP4000hdT |
| na | 10-დან 100ლ/წთ-მდე | UIP16000 |
| na | უფრო დიდი | კასეტური UIP16000 |
Დაგვიკავშირდით!? Გვკითხე ჩვენ!
მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორები ლაბორატორია რომ პილოტი და სამრეწველო მასშტაბი.
ლიტერატურა/ცნობარი
- Chinembiri TN, Gerber M., du Plessis LH, du Preez JL, Hamman JH, du Plessis J. (2017): Withania somnifera ნედლი ექსტრაქტების აქტუალური მიწოდება ნიოსომებში და მყარ ლიპიდურ ნანონაწილაკებში. Pharmacognosy Magazine 2017 Oct;13 (Suppl 3):S663-S671.
- Nowroozi F., Almasi A., Javidi J., Haeri A., Dadashzadeh S. (2018): სურფაქტანტის ტიპის, ქოლესტერინის შემცველობის და შემცირების სხვადასხვა მეთოდების ეფექტი ნიოსომების ნაწილაკების ზომაზე. Iranian Journal of Pharmaceutical Research 2018;17 (Suppl.2): 1-11.
- აშრაფ ალემი, ჯავად ზავარ რეზა, ფატემე ჰაგირალსადატი, ჰოსეინ ზარეი ჯალიანი, მოჯთაბა ჰაგი კარამალა, სეიედ აჰმად ჰოსეინი, სომაიე ჰაგი კარამალა (2018): პაკლიტაქსელისა და კურკუმინის ერთდროული მიღება ახალ კათიონურ პეგილირებულ ნიოსომურ ფორმულირებებში ავლენს გაძლიერებულ სინერგიულ ანტისიმსივნურ ეფექტურობას. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- სამირა ნადერინეჟადი, ღასემ ამოაბედინი, ფატიმე ჰაგირალსადატი (2017): ჰიდროფილური და ჰიდროფობიური კიბოს საწინააღმდეგო პრეპარატების ერთობლივი მიწოდება ბიოთავსებადი pH-მგრძნობიარე ლიპიდებზე დაფუძნებული ნანო-მატარებლების გამოყენებით მრავალწამლისადმი რეზისტენტული კიბოსთვის. RSC Adv., 2017, 7, 30008–30019.
ფაქტები, რომელთა ცოდნაც ღირს
ნიოსომები ლიპოსომების წინააღმდეგ
ლიპოსომები და ნიოსომები არის მიკროსკოპული ვეზიკულები, რომლებიც შეიძლება დატვირთული იყოს ბიოაქტიური ნაერთებით წამლის მიწოდებისთვის. ნიოსომები ლიპოსომების მსგავსია, მაგრამ ისინი განსხვავდებიან ორშრიანი შემადგენლობით. მაშინ, როცა ლიპოსომებს აქვთ ფოსფოლიპიდური ორშრე, ნიოსომის ორშრე დამზადებულია არაიონური ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებებისგან, რაც იწვევს ქიმიურ განსხვავებას სტრუქტურულ ერთეულებში. ეს სტრუქტურული განსხვავება ანიჭებს ნიოსომებს უფრო მაღალ ქიმიურ სტაბილურობას, კანის შეღწევადობის მაღალ უნარს და ნაკლებ მინარევებს.
ნიოსომები ზომით იყოფა სამ ძირითად ჯგუფად: მცირე ცალფენიანი ვეზიკულები (SUV) აქვთ საშუალო დიამეტრი 10-100 ნმ, დიდი ცალფენიანი ვეზიკულები (LUV) აქვთ საშუალო ზომა 100-3000 ნმ და მრავალფენიანი ვეზიკულები (MLV) ხასიათდება ერთზე მეტი ორფენიანი.
“Niosomes behave in vivo like liposomes, prolonging the circulation of entrapped drug and altering its organ distribution and metabolic stability. As with liposomes, the properties of niosomes depend on the composition of the bilayer as well as method of their production. It is reported that the intercalation of cholesterol in the bilayers decreases the entrapment volume during formulation, and thus entrapment efficiency.” (Kazi et al. 2010)
ნიოსომა შეიძლება მომზადდეს სხვადასხვა ტექნიკით, როგორიცაა თხელი ფირის ჰიდრატაციის ტექნიკა, ულტრაბგერითი, საპირისპირო ფაზის აორთქლების მეთოდი, გაყინვა-დათბობის მეთოდი, მიკროფლუიდიზაცია ან დეჰიდრატაციის რეჰიდრატაციის მეთოდი. პრეპარატის შესაბამისი ფორმის, სურფაქტანტის, ქოლესტერინის შემცველობის, ზედაპირული მუხტის დანამატების და სუსპენზიის კონცენტრაციის არჩევით, ნიოსომების შემადგენლობა, ლამელარობა, სტაბილურობა და ზედაპირული მუხტი შეიძლება ჩამოყალიბდეს წამლის გადამტანის სპეციფიკური მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად.
იმისათვის, რომ წარმოიქმნას მაღალი ბიოშეთავსებადი ნიოსომები ძალიან დაბალი ციტოტოქსიურობით, სურფაქტანტები, რომლებიც გამოიყენება ნიოსომის მომზადებაში, უნდა იყოს ბიოდეგრადირებადი, ბიოთავსებადი და არაიმუნოგენური.