초음파를 이용한 폐렴균(S. Pneumoniae)에 대한 나노 캡슐화된 비강 내 백신
Nanoparticle-Encapsulated S. pneumoniae 백신의 장점
Mott et al. (2013)은 실험적 호흡기 폐렴구균 감염에 대한 보호를 확립하는 데 있어 234 ± 87.5nm 폴리 락틱-코-글리콜산 나노입자 백신 구조의 비강 내 전달 효능을 결정했습니다. 열로 사멸된 폐렴구균(NP-HKSP)을 캡슐화하는 나노 입자는 비강 투여 후 11일 동안 폐에 유지된 반면 빈 NP는 유지되었습니다. NP-HKSP를 사용한 면역은 다음과 같은 질병에 대해 상당한 내성을 나타냈습니다. 폐렴균(S. pneumoniae) HKSP 단독 투여와 비교한 감염률. 증가된 보호는 폐 림프구에 의한 항원 특이적 Th1 관련 IFN-c 사이토카인 반응의 유의한 증가와 상관관계가 있었습니다. 이 연구는 폐 감염에 대한 비강 폐 면역을 위한 비침습적 및 표적 접근 방식으로서 NP 기반 기술의 효능을 확립합니다.
초음파 나노 입자 준비 프로토콜
초음파 용해
1×106 열사멸을 캡슐화하는 나노 입자 폐렴 구균 (NP-HKSP)를 200μl의 인산염 완충 식염수 (PBS)에 초음파 처리하여 용해하고, 70mg의 폴리 락틱-코-글리콜산(PLGA)을 에틸 아세테이트 1ml에 용해시켰다. 이 두 용액을 혼합하고 1분 동안 최대 속도로 와류하여 1차 유중수(water-in-oil) 에멀젼을 형성했습니다.
초음파 캡슐화
더블 에멀젼 방법: 그런 다음 1차 에멀젼을 1% 폴리비닐 알코올(PVA) 용액 3ml와 혼합했습니다. 이 용액은 초음파 프로세서를 사용하여 초음파 처리되었습니다 업200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, 독일) 연속 모드 (100 % 사이클)에서 2 분 동안 40 % 진폭으로, 방열을 위해 얼음에 담근 깨끗한 유리 바이알에 HKSP 캡슐화 PLGA 나노 입자를 준비합니다. 용액을 오토클레이브수(0.22μ 필터 멸균)로 20ml로 더 희석하고 약한 진공 상태에서 실온에서 1시간 동안 교반하여 에틸 아세테이트를 증발시켰다. 그런 다음 용액을 원심분리하여 NP를 수집하고 이 과정을 두 번 반복하여 과도한 PVA를 제거했습니다. 나노 입자 펠릿을 500μl의 오토클레이브 물에 재현탁시키고 동결 건조시켰다. 최종 나노 입자는 추가 사용 시까지 -20 ° C에서 보관했습니다.
히트 킬드의 입자 크기 폐렴 구균-캡슐화 된 PLGA 나노 입자. 동적 광 산란에 의해 측정된 나노 입자의 수성 현탁액의 입자 크기는 배치에서 입자의 평균 크기와 가우스 분포를 보여줍니다.
출처: Mott et al.: 나노입자 기반 백신의 비강 내 전달은 다음에 대한 보호를 증가시킵니다. 폐렴균(S. pneumoniae). J 나노 파트 해상도 (2013) 15:1646.
초음파 균질화기 UIP2000hdT (2kW) 연속적으로 교반된 배치 반응기 포함
제약 제형을 위한 초음파 처리기
Hielscher 초음파는 제약 및 식품 산업을위한 고성능 초음파 균질화기의 설계, 제조, 유통 및 서비스에 오랜 경험을 가지고 있습니다.
고품질 리포솜, 고체 지질 나노 입자, 고분자 나노 입자 및 사이클로 덱스트린 복합체의 제조는 Hielscher 초음파 시스템이 높은 신뢰성과 우수한 품질의 출력으로 사용되는 공정입니다. Hielscher 초음파를 사용하면 진폭, 온도, 압력 및 초음파 에너지와 같은 모든 공정 매개 변수를 정밀하게 제어 할 수 있습니다. 지능형 소프트웨어는 내장 SD 카드의 모든 초음파 처리 매개 변수 (시간, 날짜, 진폭, 순 에너지, 총 에너지, 온도, 압력)를 자동으로 프로토콜화합니다.
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- 비열, 정밀한 온도 제어
- 선형 확장성
- 재현성
- 공정 표준화 / GMP
- 오토클레이브 가능한 프로브 및 반응기
- CIP / SIP
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.
| 배치 볼륨(Batch Volume) | 유량 | 권장 장치 |
|---|---|---|
| 1 내지 500mL | 10 내지 200mL/분 | 업100H |
| 10 내지 2000mL | 20 내지 400mL/분 | UP200HT, UP400ST |
| 0.1 내지 20L | 0.2 내지 4L/min | UIP2000hdT 님 |
| 10에서 100L | 2 내지 10L/min | UIP4000hdt 님 |
| N.A. 개시 | 10 내지 100L/min | UIP16000 |
| N.A. 개시 | 큰 | 의 클러스터 UIP16000 |
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문헌/참고문헌
- Brittney Mott; Sanjay Thamake; Jamboor Vishwanatha; Harlan P. Jones (2013): Intranasal delivery of nanoparticle-based vaccine increases protection against S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
- Zhiguo Zheng; Xingcai Zhang; Daniel Carbo; Cheryl Clark; Cherie-Ann Nathan; Yuri Lvov (2010): Sonication-assisted synthesis of polyelectrolyte-coated curcumin nanoparticles. Langmuir: the ACS Journal of Surfaces and Colloids, 01 Jun 2010, 26(11):7679-7681.
알아 둘 만한 가치가 있는 사실
나노 구조 약물 전달체
나노 에멀젼, 리포좀, 고체 지질 나노 입자, 고분자 나노 입자 및 나노 구조 지질 담체와 같은 나노 크기의 약물 담체는 향상된 생체 이용률, 향상된 생체 적합성, 표적 전달, 유리한 혈액 반감기 및 건강한 조직에 대한 독성이 매우 낮거나 전혀 없는 등의 향상된 기능을 가진 의약품을 제형화하는 데 사용됩니다. 초음파는 다양한 형태의 나노 치료제를 공식화하는 매우 효율적인 기술입니다. 제약 생산의 초음파 응용에 대해 자세히 알아보십시오!
리포솜
리포좀(liposome)은 하나 이상의 지질 이중층을 가진 구형 소포로, 소수성 물질의 핵심을 캡슐화합니다. 크기뿐만 아니라 소수성 및 친수성 특성은 모두 리포좀을 강력한 약물 전달 시스템(예: 리포솜 비타민 C)으로 전환합니다. 리포솜 특성은 지질 조성, 표면 전하, 크기 및 제조 기술에 의해 실질적으로 영향을 받습니다. 리포좀의 초음파 준비에 대해 자세히 알아 보려면 여기를 클릭하십시오!
나노 에멀젼
나노 에멀젼 또는 서브 마이크론 에멀젼은 액적 크기가 20-200nm 사이이고 액적 분포가 좁은 에멀젼입니다. 나노 크기의 물방울은 경구 투여뿐만 아니라 제약 및 생체 활성 물질(예: CBD 나노 에멀젼)의 국소/경피 전달에 여러 가지 이점을 제공합니다. 친유성 약물을 효율적으로 용해할 수 있는 능력과 향상된 흡수율을 갖춘 나노 크기의 물방울은 나노 에멀젼을 높은 생체 이용률을 위해 자주 사용되는 투여 형태로 만듭니다. 나노 유화 제형은 친유성 또는 친수성 약물의 장시간 방출에도 사용할 수 있습니다.
나노 에멀젼의 초음파 생산에 대해 자세히 알아보십시오!
고체 지질 나노 입자
고체 지질 나노입자(SLN)는 평균 직경이 10나노미터에서 1000나노미터 사이인 구형 나노입자입니다. 고체 지질 나노 입자는 친유성 분자 (활성 물질)가 용해되어 나노 입자가 약물 전달체 역할을하는 고체 지질 코어 매트릭스를 가지고 있습니다. 지질 코어는 유화제 또는 계면활성제에 의해 안정화됩니다. 비경구 및 경구 투여뿐만 아니라 안구, 폐 및 국소 약물 전달에 대한 응용 분야에서 고체 지질 나노 입자는 치료 효능을 높이고 전신 부작용을 줄이는 데 사용됩니다.
고체 지질 나노 입자의 초음파 보조 합성에 대해 자세히 알아보십시오!
나노 구조의 지질 운반체
고체 지질 나노입자(SLN)와 마찬가지로 나노 구조 지질 담체(NLC)는 지질 기반 나노입자의 또 다른 형태입니다. 나노 구조 지질 담체(NLC)는 고체 지질과 액체 지질의 혼합물로 구성된 변형된 고체 지질 나노입자이며 향상된 안정성과 로딩 용량을 제공합니다.
나노 구조의 지질 담체는 초음파 에멀젼 methdod를 통해 제조할 수 있습니다.
나노 크기의 크리스털
초음파 결정화 및 침전은 수용성이 좋지 않은 물질을 코팅된 결정에 캡슐화하는 매우 강력한 방법입니다. Zheng et al. (2020)은 많은 건강상의 이점이 있는 생체 활성 화합물인 커큐민의 초음파 캡슐화를 보고하지만 낮은 수용성으로 인해 생체 이용률이 낮다고 보고합니다. 연구팀은 커큐민 분자를 캡슐화하기 위해 고분자 전해질 층별(LbL) 나노쉘 형성을 개발했습니다. 그들은 "일반적으로 사용되는 에멀젼 방법과 마찬가지로 우리의 초음파 보조 LbL 캡슐화는 훨씬 더 작은 크기의 나노 입자를 얻을 수 있습니다. 커큐민의 경우 평균 크기가 80nm이고 ξ전위가 +30mV 또는 -50mV인 결정질 나노입자를 얻었으며, 이는 이러한 나노콜로이드의 안정성을 수개월 동안 보장했습니다(포화 약물 용액에 보관). 생체 적합성 고분자 전해질의 두 이중층으로 쉘을 형성하면 약 20시간 동안 약물 방출이 느려졌습니다."
커큐민 핵형성 프로토콜: 커큐민 분말을 60% 에탄올/물 용액에 용해시켰다. 커큐민이 완전히 용해된 후, 수성 폴리양이온, 폴리(알릴아민 하이드로클로라이드), PAH, 또는 생분해성 프로토민 설페이트(PS)를 첨가하였다. 그런 다음, 용액을 Hielscher 초음파의 1kW 강력한 ulötrasonicator 인 UIP1000로 용액 당 100watts로 초음파 처리하였다. 초음파 처리 중에, 물을 용액에 천천히 첨가하였다. 첨가된 물로 인해 용매가 더 극성이 되어 커큐민의 용해도가 감소합니다. 평형 농도가 용해도 임계값을 초과하면 커큐민의 과포화가 얻어지고 결정 핵 형성이 시작됩니다. 고출력 초음파에서는 약물 입자 성장이 초기 단계에서 중단됩니다.
나노 결정의 초음파 침전 및 결정화에 대해 자세히 알아보십시오!