ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი მკურნალობა ფარმაცევტული საშუალებებისთვის

ზონდის ტიპის სონიკატორები გადამწყვეტ როლს ასრულებენ ფარმაცევტულ კვლევასა და წარმოებაში ნაწილაკების ზომის შემცირების, უჯრედების დაშლისა და ჰომოგენიზაციის მძლავრი და კონტროლირებადი საშუალებების მიღწევით. Sonicators იყენებენ ულტრაბგერითი ტალღებს კავიტაციის შესაქმნელად, რის შედეგადაც წარმოიქმნება და იშლება მიკროსკოპული ბუშტები. ეს ფენომენი წარმოქმნის ინტენსიურ ათვლის ძალებს და დარტყმის ტალღებს, ეფექტურად ანგრევს ნაწილაკებს ან არღვევს უჯრედებს.

აქ მოცემულია რამდენიმე ძირითადი ასპექტი ფარმაცევტულ პროგრამებში ზონდის ტიპის სონიკატორების გამოყენების შესახებ:

• ნაწილაკების ზომის შემცირება: ზონდის სონიკატორები გამოიყენება აქტიური ფარმაცევტული ინგრედიენტების (APIs) ან სხვა ნაერთების ნაწილაკების ზომის შესამცირებლად. ნაწილაკების მცირე და ერთიანი ზომა სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ბიოშეღწევადობის, დაშლის სიჩქარისა და ფარმაცევტული ფორმულირებების საერთო ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად.
• უჯრედის დარღვევა: ბიოფარმაცევტულ კვლევაში, ზონდის სონიკატორები გამოიყენება უჯრედების დარღვევისთვის უჯრედშიდა კომპონენტების გასათავისუფლებლად. ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია მიკრობული უჯრედებიდან ან ძუძუმწოვრების კულტივირებული უჯრედებიდან ცილების, ფერმენტების და სხვა ბიომოლეკულების ექსტრაქციისთვის.
• ჰომოგენიზაცია: ფარმაცევტული ფორმულირებების ჰომოგენიზაცია აუცილებელია ინგრედიენტების ერთგვაროვანი განაწილების უზრუნველსაყოფად. ზონდის სონიკატორები ხელს უწყობენ ჰომოგენურობის მიღწევას აგლომერატების დაშლით და კომპონენტების თანაბრად დაშლით.
• ნანოემულსია და ლიპოსომის ფორმირება: Sonication გამოიყენება სტაბილური ნანოემულსიების და ლიპოსომების შესაქმნელად ფარმაცევტულ ფორმულირებებში. ეს ნანომასშტაბიანი მიწოდების სისტემები გამოიყენება წამლის მიწოდებისთვის ხსნადობისა და ბიოშეღწევადობის გასაძლიერებლად.
• ხარისხის კონტროლი და პროცესის ოპტიმიზაცია: Sonication არის ღირებული ინსტრუმენტი ხარისხის კონტროლისთვის ფარმაცევტულ წარმოებაში. ის ხელს უწყობს პროცესების ოპტიმიზაციას ნაწილაკების ზომის თანმიმდევრული განაწილებისა და ჰომოგენურობის უზრუნველყოფით, რაც ხელს უწყობს პარტიიდან სერიულ გამეორებას.
• წამლის ფორმულირება და განვითარება: წამლის ფორმულირებისა და განვითარების დროს, ზონდის სონიკატორები გამოიყენება სტაბილური სუსპენზიების, ემულსიების ან დისპერსიების მოსამზადებლად. ეს ძალიან მნიშვნელოვანია სასურველი ფიზიკური და ქიმიური თვისებების მქონე ფარმაცევტული პროდუქტების შესაქმნელად.

ნანომასალები ფარმაცევტულ წარმოებაში

ულტრაბგერითი ტექნოლოგიები გადამწყვეტ როლს თამაშობს ნანომასალების მომზადებაში, დამუშავებასა და ფუნქციონალიზაციაში ფარმაცევტულ კვლევასა და წარმოებაში. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის ინტენსიური ეფექტები, მათ შორის აკუსტიკური კავიტაცია, ხელს უწყობს აგლომერატების დაშლას, ნაწილაკების გაფანტვას და ნანო-წვეთების ემულგირებას. Hielscher მაღალი ხარისხის sonicators უზრუნველყოფს საიმედო და ეფექტურ გადაწყვეტას ფარმაცევტული სტანდარტებისთვის, რაც უზრუნველყოფს უსაფრთხო წარმოებას და ხელს უწყობს მასშტაბების გაზრდას დამატებითი ოპტიმიზაციის ძალისხმევის გარეშე.

ნანომასალების დამუშავება

ნანომასალებმა, განსაკუთრებით ნანონაწილაკებმა, მოახდინეს რევოლუცია წამლების მიწოდებაში ფარმაცევტულ წარმოებაში, გვთავაზობენ დადასტურებულ მეთოდს აქტიური ნივთიერებების პერორალურად ან ინექციური გამოყენებისთვის. ეს ტექნოლოგია ზრდის წამლის დოზირებისა და მიწოდების ეფექტურობას, ხსნის ახალ გზებს სამედიცინო მკურნალობისთვის. წამლების, სითბოს ან სხვა აქტიური ნივთიერებების უშუალოდ კონკრეტულ უჯრედებში, განსაკუთრებით დაავადებულ უჯრედებში მიწოდების უნარი, მნიშვნელოვანი წინსვლაა.

კიბოს თერაპიაში ნანო-ფორმულირებულმა წამლებმა აჩვენეს იმედისმომცემი შედეგები, გამოიყენეს ნანო ზომის ნაწილაკების უპირატესობა, წამლის მაღალი დოზების მიწოდება პირდაპირ სიმსივნურ უჯრედებზე, მაქსიმალური თერაპიული ეფექტები, ხოლო გვერდითი ეფექტების მინიმუმამდე შემცირება სხვა ორგანოებზე. ნანომასშტაბიანი ზომა საშუალებას აძლევს ამ ნაწილაკებს გაიარონ უჯრედის კედლებსა და მემბრანებში, ათავისუფლებს აქტიურ აგენტებს ზუსტად სამიზნე უჯრედებში.

ნანომასალების დამუშავება, განსაზღვრული, როგორც ნაწილაკები, რომელთა ზომები 100 ნმ-ზე ნაკლებია, წარმოადგენს გამოწვევებს, რომლებიც უფრო დიდ ძალისხმევას მოითხოვს. ულტრაბგერითი კავიტაცია ჩნდება, როგორც კარგად დამკვიდრებული ტექნოლოგია ნანომასალების დეაგლომერაციისა და დისპერსიისთვის. ნახშირბადის ნანომილები (CNTs), განსაკუთრებით მრავალკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (MWCNT) და ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (SWCNTs), აჩვენებენ უნიკალურ თვისებებს, გვთავაზობენ დიდ შიდა მოცულობას წამლის მოლეკულების ინკაფსულაციისთვის და განსხვავებულ ზედაპირებს ფუნქციონალიზაციისთვის.
 

SWCNT-ების სონოქიმიური წარმოება. სილიციუმის ფხვნილი ფეროცენ-ქსილენის ნარევის ხსნარში გაჟღენთილია 20 წუთის განმავლობაში. ოთახის ტემპერატურაზე და გარემოს წნევის ქვეშ. Sonication აწარმოებს მაღალი სისუფთავის SWCNTS სილიციუმის ფხვნილის ზედაპირზე. (Jeong et al. 2004)

ფუნქციონალიზებული ნახშირბადის ნანომილები (f-CNTs) გადამწყვეტ როლს ასრულებენ ხსნადობის გაძლიერებაში, სიმსივნის ეფექტური დამიზნების საშუალებას და ციტოტოქსიკურობის თავიდან აცილებაში. ულტრაბგერითი ტექნიკა ხელს უწყობს მათ წარმოებას და ფუნქციონალიზაციას, როგორიცაა მაღალი სისუფთავის SWCNT-ების სონოქიმიური მეთოდი. უფრო მეტიც, f-CNT-ები შეიძლება იყოს ვაქცინის მიწოდების სისტემები, რომლებიც აკავშირებენ ანტიგენებს ნახშირბადის ნანომილაკებთან სპეციფიური ანტისხეულების პასუხების გამოწვევის მიზნით.
კერამიკული ნანონაწილაკები, რომლებიც მიიღება სილიციუმის დიოქსიდის, ტიტანის ან ალუმინისგან წარმოადგენენ ფოროვან ზედაპირებს, რაც მათ ნარკოტიკების იდეალურ მატარებლად აქცევს. ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზი და დალექვა, სონოქიმიის გამოყენებით, უზრუნველყოფს ქვემოდან ზევით მიდგომას ნანო ზომის ნაერთების მოსამზადებლად. პროცესი აძლიერებს მასის გადაცემას, რაც იწვევს ნაწილაკების უფრო მცირე ზომებს და უფრო მაღალ ერთგვაროვნებას

ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზი და ნალექი

ულტრაბგერითი დამუშავება მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ნანონაწილაკების ფუნქციონირებაში. ტექნიკა ეფექტურად არღვევს ნაწილაკების გარშემო სასაზღვრო ფენებს, რაც საშუალებას აძლევს ახალ ფუნქციურ ჯგუფებს მიაღწიონ ნაწილაკების ზედაპირს. მაგალითად, ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილაკების (SWCNTs) ულტრაბგერითი ფუნქციონალიზაცია PL-PEG ფრაგმენტებით ერევა უჯრედების არასპეციფიკურ ათვისებას, ხოლო ხელს უწყობს უჯრედების სპეციფიკურ ათვისებას მიზნობრივი აპლიკაციებისთვის.

სპეციფიკური მახასიათებლებისა და ფუნქციების მქონე ნანონაწილაკების მისაღებად, ნაწილაკების ზედაპირი უნდა შეიცვალოს. სხვადასხვა ნანოსისტემები, როგორიცაა პოლიმერული ნანონაწილაკები, ლიპოსომები, დენდრიმერები, ნახშირბადის ნანომილები, კვანტური წერტილები და ა.შ. წარმატებით შეიძლება ფუნქციონირდეს ფარმაცევტულ სფეროში ეფექტური გამოყენებისთვის.

ულტრაბგერითი ნაწილაკების ფუნქციონალიზაციის პრაქტიკული მაგალითი:

SWCNT-ების ულტრაბგერითი ფუნქციონალიზაცია PL-PEG-ით: Zeineldin et al. (2009) აჩვენა, რომ ერთკედლიანი ნახშირბადის ნანომილები (SWNTs) დისპერსიამ ულტრაბგერითი ფოსფოლიპიდ-პოლიეთილენ გლიკოლით (PL-PEG) ფრაგმენტირებს მას, რითაც ერევა უჯრედების მიერ არასპეციფიკური ათვისების დაბლოკვის უნარში. თუმცა, არაფრაგმენტირებული PL-PEG ხელს უწყობს მიზნობრივი SWNT-ების სპეციფიკურ უჯრედულ ათვისებას კიბოს უჯრედების მიერ გამოხატული რეცეპტორების ორ განსხვავებულ კლასამდე. ულტრაბგერითი მკურნალობა PL-PEG-ის თანდასწრებით არის ჩვეულებრივი მეთოდი, რომელიც გამოიყენება ნახშირბადის ნანომილების დასაშლელად ან ფუნქციონალიზაციისთვის და PEG-ის მთლიანობა მნიშვნელოვანია ლიგანდის ფუნქციონალიზებული ნანომილების სპეციფიკური ფიჭური ათვისების ხელშეწყობისთვის. ვინაიდან ფრაგმენტაცია არის ულტრაბგერითი გამომუშავების სავარაუდო შედეგი, ტექნიკა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება SWNT-ების დასაშლელად, ეს შესაძლოა შეშფოთება იყოს გარკვეული აპლიკაციებისთვის, როგორიცაა წამლების მიწოდება.
 

SWCNT-ების ულტრაბგერითი დისპერსია PL-PEG-ით (Zeineldin et al., 2009)

ულტრაბგერითი ლიპოსომის ფორმირება

ულტრაბგერის კიდევ ერთი წარმატებული გამოყენება არის ლიპოსომებისა და ნანო-ლიპოსომების მომზადება. ლიპოსომაზე დაფუძნებული წამლებისა და გენის მიწოდების სისტემები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ მრავალფეროვან თერაპიაში, ასევე კოსმეტიკასა და კვებაში. ლიპოსომები კარგი მატარებლები არიან, რადგან წყალში ხსნადი აქტიური ნივთიერებები შეიძლება მოთავსდეს ლიპოსომის წყლის ცენტრში ან, თუ აგენტი ცხიმში ხსნადია, ლიპიდურ ფენაში. ლიპოსომები შეიძლება ჩამოყალიბდეს ულტრაბგერითი გამოყენებით. ლიპოსომის მომზადების ძირითადი მასალაა ამფილური მოლეკულები, რომლებიც წარმოიქმნება ან ეფუძნება ბიოლოგიურ მემბრანულ ლიპიდებს. მცირე ცალფენიანი ვეზიკულების (SUV) ფორმირებისთვის, ლიპიდური დისპერსია რბილად იკვებება. – მაგ. ხელის ულტრაბგერითი UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter ან ულტრაბგერითი თასის საყვირი. ასეთი ულტრაბგერითი მკურნალობის ხანგრძლივობა გრძელდება დაახლ. 5-15 წუთი. მცირე ერთფენიანი ვეზიკულების წარმოქმნის კიდევ ერთი მეთოდი არის მრავალფენიანი ვეზიკულების ლიპოსომების გაჟღერება.
დინუ-პირვუ და სხვ. (2010) იუწყება ტრანსფეროსომების მიღება ოთახის ტემპერატურაზე MLV-ების გაჟღერებით.
Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ სხვადასხვა ულტრაბგერით მოწყობილობებს, სონოტროდებს და აქსესუარებს ყველა სახის პროცესის მოთხოვნილების დასაკმაყოფილებლად.
წაიკითხეთ მეტი ულტრაბგერითი ექსტრაქტის და კაფსულირებული ალოე ვერას ექსტრაქტის შესახებ!

აგენტების ულტრაბგერითი კაფსულაცია ლიპოსომებში

ლიპოსომები მოქმედებს როგორც აქტიური აგენტების მატარებლები. ულტრაბგერა ეფექტური საშუალებაა ლიპოსომების მოსამზადებლად და ფორმირებისთვის აქტიური აგენტების ჩასახშობად. ინკაფსულაციამდე ლიპოსომები ქმნიან მტევანებს ფოსფოლიპიდური პოლარული თავების ზედაპირული მუხტი-მუხტის ურთიერთქმედების გამო (Míckova et al. 2008), უფრო მეტიც, ისინი უნდა გაიხსნას. მაგალითად, ჟუ და სხვ. (2003) აღწერს ბიოტინის ფხვნილის ინკაფსულაციას ლიპოსომებში ულტრაბგერითი გამოკვლევით. ვინაიდან ბიოტინის ფხვნილი დაემატა ვეზიკულური სუსპენზიის ხსნარს, ხსნარი სონიკირებული იყო დაახლ. 1 საათი. ამ დამუშავების შემდეგ ბიოტინი ლიპოსომებში იყო ჩაფლული.

ლიპოსომური ემულსიები

დამატენიანებელი ან დაბერების საწინააღმდეგო კრემების, ლოსიონების, გელების და სხვა კოსმეტიკური ფორმულირებების მკვებავი ეფექტის გასაძლიერებლად, ემულგატორი ემატება ლიპოსომურ დისპერსიებს, რათა დასტაბილურდეს ლიპიდების მაღალი რაოდენობა. მაგრამ გამოკვლევებმა აჩვენა, რომ ლიპოსომების შესაძლებლობები ზოგადად შეზღუდულია. ემულგატორების დამატებით, ეს ეფექტი უფრო ადრე გამოჩნდება და დამატებითი ემულგატორები იწვევენ ფოსფატიდილქოლინის ბარიერის აფინურობის შესუსტებას. ნანონაწილაკები – ფოსფატიდილქოლინისა და ლიპიდებისგან შემდგარი - არის ამ პრობლემის პასუხი. ეს ნანონაწილაკები წარმოიქმნება ნავთობის წვეთით, რომელიც დაფარულია ფოსფატიდილქოლინის მონოფენით. ნანონაწილაკების გამოყენება საშუალებას იძლევა ფორმულირებები, რომლებსაც შეუძლიათ მეტი ლიპიდების შთანთქმა და სტაბილური დარჩენა, ამიტომ დამატებითი ემულგატორები არ არის საჭირო.
ულტრაბგერითი დადასტურებული მეთოდია ნანოემულსიების და ნანოდისპერსიების წარმოებისთვის. მაღალი ინტენსიური ულტრაბგერითი აწვდის ძალას, რომელიც საჭიროა თხევადი ფაზის (დისპერსირებული ფაზა) მცირე წვეთებით დასაშლელად მეორე ფაზაში (უწყვეტი ფაზა). დაშლის ზონაში, აფეთქებული კავიტაციის ბუშტები იწვევენ ინტენსიურ დარტყმის ტალღებს მიმდებარე სითხეში და იწვევს სითხის მაღალი სიჩქარის თხევადი ჭავლების წარმოქმნას. დისპერსიული ფაზის ახლად წარმოქმნილი წვეთების შერწყმის წინააღმდეგ სტაბილიზაციის მიზნით, ემულსიას ემატება ემულგატორები (ზედაპირული აქტიური ნივთიერებები, ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები) და სტაბილიზატორები. ვინაიდან წვეთების შერწყმა დარღვევის შემდეგ გავლენას ახდენს წვეთების ზომის საბოლოო განაწილებაზე, ეფექტურად სტაბილიზირებელი ემულგატორები გამოიყენება წვეთების ზომის საბოლოო განაწილების შესანარჩუნებლად იმ დონეზე, რომელიც უდრის განაწილებას ულტრაბგერითი დისპერსიის ზონაში წვეთების დარღვევისთანავე.

ლიპოსომური დისპერსიები

ლიპოსომური დისპერსიები, რომლებიც დაფუძნებულია უჯერი ფოსფატიდილქლორზე, არ აქვთ სტაბილურობა დაჟანგვის მიმართ. დისპერსიის სტაბილიზაცია შეიძლება მიღწეული იყოს ანტიოქსიდანტებით, როგორიცაა C და E ვიტამინების კომპლექსი.
ორტანი და სხვ. (2002) მიღწეულმა კვლევამ ლიპოსომებში Anethum graveolens ეთერზეთის ულტრაბგერითი მომზადების შესახებ კარგ შედეგებს მიაღწია. სონიკაციის შემდეგ, ლიპოსომების განზომილება იყო 70-150 ნმ-ს შორის, ხოლო MLV-სთვის 230-475 ნმ-ს შორის; ეს მნიშვნელობები დაახლოებით მუდმივი იყო ასევე 2 თვის შემდეგ, მაგრამ წყდებოდა 12 თვის შემდეგ, განსაკუთრებით SUV დისპერსიაში (იხ. ჰისტოგრამები ქვემოთ). სტაბილურობის გაზომვამ, რომელიც ეხება ეთერზეთების დაკარგვას და ზომის განაწილებას, ასევე აჩვენა, რომ ლიპოსომური დისპერსიები ინარჩუნებს აქროლადი ზეთის შემცველობას. ეს იმაზე მეტყველებს, რომ ლიპოსომებში ეთერზეთის მოხვედრამ გაზარდა ზეთის სტაბილურობა.
 

MLV და SUV დისპერსიების სტაბილურობა 1 წლის შემდეგ. ლიპოსომური ფორმულირებები ინახებოდა 4±1 ºC ტემპერატურაზე.
(კვლევა და გრაფიკა: © Ortan et al., 2009):

 
დააწკაპუნეთ აქ, რომ წაიკითხოთ მეტი ულტრაბგერითი ლიპოსომის მომზადების შესახებ!

ფარმაცევტული კვლევისა და წარმოებისთვის მაღალი ხარისხის Sonicators

Hielscher Ultrasonics არის თქვენი საუკეთესო მიმწოდებელი მაღალი ხარისხის, მაღალი ხარისხის sonicators ფარმაცევტული პროდუქტების კვლევისა და წარმოებისთვის. მოწყობილობები 50 ვატიდან 16000 ვატამდე დიაპაზონში საშუალებას გაძლევთ იპოვოთ სწორი ულტრაბგერითი პროცესორი ყველა მოცულობისა და ყველა პროცესისთვის. მათი მაღალი ეფექტურობით, საიმედოობით, გამძლეობითა და მარტივი ფუნქციონირებით, ულტრაბგერითი მკურნალობა აუცილებელი ტექნიკაა ნანომასალების მომზადებისა და დამუშავებისთვის. აღჭურვილია CIP (სუფთა ადგილზე) და SIP (სტერილიზება ადგილზე), Hielscher sonicators გარანტიას იძლევა უსაფრთხო და ეფექტური წარმოების ფარმაცევტული სტანდარტების შესაბამისად. ყველა სპეციფიკური ულტრაბგერითი პროცესი ადვილად შეიძლება შემოწმდეს ლაბორატორიაში ან სკამზე. ამ ცდების შედეგები სრულად რეპროდუცირებადია, ასე რომ, შემდეგი მასშტაბირება არის ხაზოვანი და შეიძლება ადვილად განხორციელდეს პროცესის ოპტიმიზაციასთან დაკავშირებული დამატებითი ძალისხმევის გარეშე.

Hielscher Sonicators: დიზაინი, წარმოება და კონსულტაცია – ხარისხი დამზადებულია გერმანიაში

Hielscher ულტრაბგერითები ცნობილია მათი უმაღლესი ხარისხისა და დიზაინის სტანდარტებით. გამძლეობა და მარტივი მუშაობა საშუალებას იძლევა ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების გლუვი ინტეგრაცია სამრეწველო ობიექტებში. უხეში პირობები და მომთხოვნი გარემო ადვილად უმკლავდება Hielscher ულტრაბგერითებს.

Hielscher Ultrasonics არის ISO სერთიფიცირებული კომპანია და განსაკუთრებული აქცენტი კეთდება მაღალი ხარისხის ულტრაბგერაზე, რომელიც აღჭურვილია უახლესი ტექნოლოგიით და მომხმარებლის კეთილგანწყობით. რა თქმა უნდა, Hielscher ულტრაბგერითები შეესაბამება CE და აკმაყოფილებს UL, CSA და RoHs მოთხოვნებს.

ქვემოთ მოყვანილი ცხრილი გვიჩვენებს ჩვენი ულტრაბგერითი აპარატების სავარაუდო დამუშავების შესაძლებლობებს:

ლიტერატურა/ცნობარი