니오좀의 초음파 제형

활성 성분을 위한 나노 캐리어로서의 니오솜 소포

니오좀은 비이온성 계면활성제 기반 소포로, 대부분 비이온성 계면활성제와 콜레스테롤이 부형제로 혼입되어 형성됩니다. 니오좀은 화학적 분해 또는 산화에 대해 더 안정적이며 리포좀에 비해 보관 시간이 깁니다. 니오솜 제제에 사용되는 계면활성제로 인해 생분해성, 생체 적합성 및 비면역원성입니다. 니오좀은 삼투압 활성이고 화학적으로 안정적이며 리포좀에 비해 더 긴 보관 시간을 제공합니다. 크기와 라멜라리티에 따라 초음파 처리, 역상 증발, 박막 수화 또는 막횡단 pH 구배 약물 흡수 공정과 같은 다양한 준비 방법을 사용할 수 있습니다. 초음파 니오솜 준비는 크기가 작고 균일한 단층 소포를 생성하는 데 선호되는 기술입니다.

초음파 니오솜 제형

니오좀을 제형화하려면 계면활성제, 콜레스테롤 및 생체 활성 화합물, 즉 약물을 포함하는 수용액의 유기 용액으로 물속의 오일(o/w) 에멀젼을 제조해야 합니다. 초음파 유화는 기름과 물과 같은 혼합되지 않는 액체를 혼합하는 우수한 기술입니다. 두 상의 물방울을 전단하고 나노 크기로 부수면 나노 에멀젼이 얻어집니다. 그 후, 유기 용매가 증발하여 치료제가 적재된 니오좀이 생성되어 수성 단계에서 분산됩니다. 기계적 교반과 비교할 때 초음파 니오솜 제형 기술은 빠른 공정에서 더 작은 평균 치수와 더 낮은 다분산 지수를 가진 니오솜을 형성함으로써 탁월합니다. 더 작은 소포의 사용은 일반적으로 더 큰 입자보다 신체 청소 메커니즘을 더 잘 피하고 혈류에 더 오래 머무르는 경향이 있다는 점을 고려할 때 바람직합니다. (참조: Bragagni et al. 2014)

초음파 니오솜 준비 프로토콜

초음파 처리를 사용한 니오솜 제형은 광범위하게 연구되어 초음파 니오솜 생산을위한 과학적으로 검증 된 수많은 프로토콜을 사용할 수 있습니다.
아래에서는 초음파 처리를 사용하여 니오좀을 준비하고 로드하는 몇 가지 제형 프로토콜에 대한 간략한 개요를 찾을 수 있습니다.

Withania somnifera 추출물이 함유된 니오솜
Chinembiri et al. (2017)은 국소 적용을 위해 Withania somnifera 원유 추출물을 니오솜으로 공식화했습니다. 생체 활성 화합물은 용매 주입을 통해 캡슐화되었습니다. 따라서 유기상과 수성상을 연속적으로 자기적으로 교반하고 유기 용매가 제거될 때까지 온도를 60°C ± 2°C로 유지했습니다. 생성 된 제형을 Hielscher UP200ST 초음파 발생기를 사용하여 얼음에서 냉각하고 초음파 처리하였다. 니오좀은 평균 크기가 약 165.9 ± 9.4 사이였으며 위타놀라이드 A의 높은 포착 효율(EE%)을 보여주었습니다.

독소루비신이 함유된 니오좀(Niosome)
독소루비신이 함유된 N-팔미토일 글루코사민 니오솜(Glu)은 항암제인 NPG(16mg), 스팬 60(65mg), 콜레스테롤(58mg) 및 솔룰란 C24(54mg)의 혼합물을 독소루비신 용액(1.5mg/ml, 2ml, PBS에서 제조)에서 90°C에서 1시간 동안 흔든 다음 10분(최대의 75%)동안 프로브 초음파 처리를 수행했습니다.
팔미토일 글리콜 키토산(GCP) 소포는 독소루비신 용액(1.5mg/ml)에서 글리콜 키토산(10mg) 및 콜레스테롤(4mg)을 프로브 초음파 처리하여 앞서 설명한 바와 같이 제조하였다(11). (Dufes 외. 2004)

대체 니오솜 준비 방법

역상 증발 기법 또는 trans-membrane pH gradient 약물 흡수 공정과 같은 대체 니오솜 제형 방법에는 초음파 에너지의 적용이 포함됩니다. 두 기술 모두 주로 다층 소포(MLV)를 공식화하는 데 사용됩니다. 아래에서 두 기술과 관련된 초음파 처리 단계에 대한 간단한 설명을 찾을 수 있습니다.

역상 증발을 통한 니오솜 준비에서의 초음파 처리

역상 증발(REV) 방법에서는 니오솜 제형의 성분을 에테르와 클로로포름의 혼합물에 용해시키고 약물을 포함하는 수성상에 첨가합니다. 초음파 유화는 혼합물을 미세한 크기의 에멀젼으로 바꾸는 데 사용됩니다. 그 후, 유기상이 증발합니다. 유기 용매의 증발 중에 얻어진 니오좀은 크기가 큰 단층 소포입니다.

Trans-membrane pH gradient 약물 흡수 공정

trans-membrane pH gradient (내부산성) 약물 흡수 공정(원격 로딩 포함)을 위해 계면활성제와 콜레스테롤이 클로로포름에 용해됩니다. 그런 다음 용매를 진공 상태에서 증발시켜 둥근 바닥 플라스크의 벽에 얇은 필름을 얻습니다. 필름은 현탁액을 소용돌이치게 하여 300mM 구연산(pH 4.0)으로 수화됩니다. 다층 소포는 3 번 동결 및 해동 된 후 프로브 형 초음파기를 사용하여 초음파 처리합니다. 이 니오솜 현탁액에 10mg/ml의 약물을 함유한 수용액을 첨가하고 와류합니다. 그런 다음 샘플의 pH를 1M 인산이나트륨을 사용하여 pH 7.0-7.2로 올립니다. 그런 다음 혼합물을 60°C로 10분 동안 가열합니다. 이 기술은 다층 소포에서 산출됩니다. (Kazi et al. 2010 참조)

니오좀의 초음파 크기 감소

니오좀은 일반적으로 10nm에서 1000nm의 크기 범위 내에 있습니다. 제조 기술에 따라 니오좀은 종종 상대적으로 크기가 크고 응집체를 형성하는 경향이 있습니다. 그러나 특정 니오솜 크기는 표적 유형의 전달 시스템과 관련하여 중요한 요소입니다. 예를 들어, 나노미터 범위의 매우 작은 니오솜 크기는 약물이 세포 표적 부위에 도달하기 위해 세포막을 통해 전달되어야 하는 전신 약물 전달에 가장 적합하며, 더 큰 니오좀은 근육 내 및 공동 내 약물 전달 또는 안과 응용 분야에 권장됩니다. 니오솜의 초음파 크기 감소는 매우 강력한 니오솜을 준비하는 동안 일반적인 단계입니다. 초음파 전단력은 니오솜을 응집시켜 단분산 나노 니오솜으로 분산시킵니다.

프로토콜 – LipoNiosome의 초음파 크기 감소

Naderinezhad et al. (2017)은 Tween 60: 콜레스테롤: DPPC(at 55 : 30 : 15 : 3)와 3% DSPE-mPEG를 함유한 생체 적합성 LipoNiosome(니오솜과 리포좀의 조합)을 공식화했습니다. 준비된 리포니오좀의 크기를 줄이기 위해 수화 후 초음파 균질화 UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Germany)를 사용하여 입자 응집을 최소화하기 위해 45 분 (15 초 켜짐 및 10 초 꺼짐, 100 와트에서 진폭 70 %) 동안 현탁액을 초음파 처리했습니다. pH-그래디언트 방법의 경우, CUR, 계면활성제 및 지질의 건조된 필름을 63°C에서 47분 동안 1300mL의 황산암모늄(pH 1⁄4 4)으로 수화했습니다. 그런 다음, 나노 입자를 얼음 욕조에서 초음파 처리하여 작은 소포를 생성했습니다.

니오솜 준비를 위한 초음파발생기

Hielscher 초음파는 제약, 식품 및 화장품 산업을위한 고성능 초음파 균질화기의 설계, 제조, 유통 및 서비스에 오랜 경험을 가지고 있습니다.
고품질 니오솜, 리포솜, 고체 지질 나노 입자, 고분자 나노 입자, 사이클로 덱스트린 복합체 및 기타 나노 구조 약물 담체의 제조는 Hielscher 초음파 시스템이 높은 신뢰성, 일관된 전력 출력 및 정확한 제어 가능성으로 인해 탁월한 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.
Hielscher의 초음파 장비의 견고 함은 중장비 및 까다로운 환경에서 24/7 작동을 가능하게합니다.
아래 표는 초음파기의 대략적인 처리 용량을 나타냅니다.