왜 나노제형 의약품인가?

• 초음파 나노에멀전은 단순 미셀 용액보다 가용화 능력이 현저히 높아 약물 운반체로서 탁월합니다.
• 나노에멀전의 열역학적 안정성은 거대 크기 에멀전, 분산액 및 현탁액과 같은 불안정한 시스템에 비해 이점을 제공합니다.
• Hielscher 초음파 처리기는 소규모 및 산업 규모 생산에서 액적 크기가 최소 10nm인 나노에멀전을 제조하는 데 사용됩니다.

고출력 초음파로 제조하는 의약품 나노제형

약리 효과는 대부분 혈장 농도와 직접 관련되므로 의약품 유효성분의 흡수와 생체이용률이 매우 중요합니다. 칸나비노이드(즉, CBD, THC, CBG 등)나 커큐미노이드와 같은 식물화학물질의 생체이용률은 낮은 용해도, 낮은 투과성, 낮은 전신 이용률, 불안정성, 광범위한 초회 통과 대사 또는 위장관 내 분해로 인해 제한됩니다.
나노에멀전, 리포솜, 미셀, 나노결정 또는 성분이 담지된 나노입자와 같은 나노제형은 약물 전달의 개선 및/또는 표적화를 위해 의약품과 보충제에 사용됩니다. 나노에멀전은 의약품 유효성분(API)과 식물화학적 화합물의 높은 생체이용률을 달성하는 데 매우 우수한 운반체로 알려져 있습니다. 또한 나노에멀전은 가수분해와 산화에 취약할 수 있는 API를 보호할 수도 있습니다. O/W 나노에멀전에 캡슐화된 API와 식물화학물질(예: 칸나비노이드, 커큐미노이드)은 다양한 과학적 시험에서 검증되었으며, 우수한 흡수율을 갖춘 약물 운반체로 확고히 자리 잡고 있습니다.

경구 전달 약물의 초음파 나노유화

경구 투여된 플라보노이드와 여러 다른 페놀성 유효성분의 생체이용률은 광범위한 초회 통과 글루쿠론산 포합으로 인해 심각하게 제한됩니다. 낮은 생체이용률의 한계를 극복하기 위해 나노에멀전과 리포솜 같은 나노 크기 운반체가 다양한 약물을 대상으로 광범위하게 평가되었으며, 흡수 개선에서 탁월한 결과를 보였습니다.
파클리탁셀: 파클리탁셀(암 치료에 사용되는 화학요법 약물)이 담지된 나노에멀전의 액적 크기는 ~90.6nm(가장 작은 평균 입자 크기)에서 110nm 사이였습니다.
“약동학 연구 결과는 파클리탁셀을 나노에멀전에 캡슐화하면 파클리탁셀의 경구 생체이용률이 유의하게 향상됨을 보여주었습니다. 농도–시간 곡선하 면적(AUC)으로 측정한 나노에멀전 내 파클리탁셀의 경구 생체이용률 향상은 오일 액적 내 약물의 가용화 및/또는 오일–물 계면에 존재하는 계면활성제에 기인할 수 있습니다. 파클리탁셀의 흡수 향상은 화학적 분해와 효소적 분해로부터 약물이 보호되기 때문일 수도 있습니다. O/W형 에멀전에서 다양한 소수성 약물의 경구 생체이용률이 개선되었다는 결과가 문헌에 보고되어 있습니다.” [Tiwari 2006, 445]

커큐미노이드: Lu et al. (2017, p.53)은 초음파로 추출한 커큐미노이드를 초음파로 유화하여 나노에멀전으로 제조한 과정을 보고합니다. 커큐미노이드는 에탄올에서 초음파 처리를 통해 추출되었습니다. 나노유화를 위해 커큐미노이드 추출물 5mL를 바이알에 넣고 질소 분위기에서 에탄올을 증발시켰습니다. 그런 다음 레시틴 0.75 g과 Tween 80 1 mL를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 탈이온수 5.3mL를 첨가했습니다. 혼합물을 충분히 교반한 다음 초음파 처리했습니다.
초음파 나노유화를 통해 평균 입자 크기가 12.1 나노미터이고 구형인 균일한 커큐미노이드 나노에멀전이 생성되었으며, 이는 TEM으로 확인되었습니다(아래 그림 참조).

그림: 커큐미노이드 분산액의 DLS 입자 크기 분포(A)와 TEM 이미지(B), 그리고 TEM 이미지에서 직접 얻은 입자 크기 분포(C).
(사진 및 연구: © Lu et al., 2017)

폴리(락트산-co-글리콜산)(PLGA)이나 폴리에틸렌글리콜과 같은 고분자는 캡슐화를 개선하고 안정성과 경구 생체이용률을 모두 높이기 위한 주요 성분으로 흔히 사용됩니다. 그러나 고분자 사용은 더 큰 입자 크기(흔히 >100nm)와 관련이 있습니다. Lu 등이 제조한 커큐미노이드 나노에멀젼은 크기가 12–16nm로 상당히 작았습니다. 또한 당사의 커큐미노이드 나노에멀젼은 4℃와 25℃에서 6개월간 보관하는 동안 높은 안정성을 유지하여 보관 수명도 향상되었습니다. 이는 장기간 보관 후 평균 입자 크기가 각각 12.4 ± 0.5nm와 16.7 ± 0.6nm였다는 점에서 확인되었습니다.

의약품 첨가제와 초음파 나노유화의 효과

Dong 등은 21종의 의약품 첨가제와 이들이 모델 플라보노이드인 크리신의 생체이용률에 미치는 영향을 조사했습니다. 다섯 가지 첨가제 – 즉 Brij 35, Brij 58, labrasol, 올레산나트륨 및 Tween20은 크리신의 글루쿠론산화를 유의하게 억제했습니다. 올레산나트륨은 글루쿠론산화를 가장 강력하게 억제했습니다.

메부디핀: Khani 등(2016)은 프로브형 초음파 처리기를 사용하여 올레산에틸, Tween 80, Span 80, 폴리에틸렌글리콜 400, 에탄올 및 탈이온수를 함유한 메부디핀 탑재 나노에멀젼 제형을 제조했다고 보고했습니다. 최적 제형의 입자 크기는 22.8 ± 4.0 nm였으며, 이 메부디핀 나노에멀젼의 상대 생체이용률은 약 2.6배로 향상된 것으로 나타났습니다. 생체 내 실험 결과, 나노에멀젼 제형은 현탁액, 지용성 용액 및 미셀 용액과 비교하여 메부디핀의 생체이용률을 유의하게 높일 수 있는 것으로 나타났습니다.

안구 약물 전달용 초음파 나노에멀젼

안과용 약물 전달 등에 사용되는 안구용 나노에멀젼은 더 나은 이용률, 더 빠른 침투 및 더 높은 효능을 달성하기 위해 제조되었습니다.
Ammar 등(2009)은 기존 점안액과 비교하여 녹내장 치료 효과를 높이고, 하루 투여 횟수를 줄이며, 환자의 치료 순응도를 개선하기 위해 도르졸라미드 염산염을 나노에멀젼(크기 범위 8.4–12.8nm)으로 제형화했습니다. 개발된 나노에멀젼은 기존 시판 제품과 비교하여 약물 작용이 빠르게 시작되고 효과가 오래 지속되었으며, 약물의 생체이용률도 향상되었습니다.
높은 치료 효능

Morsi 등(2014)은 다음과 같이 아세타졸아미드 탑재 나노에멀젼을 제조했습니다. 1% w/w 아세타졸아미드(ACZ)를 계면활성제 / 보조 계면활성제 / 오일 혼합물과 함께 약물이 완전히 용해될 때까지 초음파 처리한 다음, 3% w/w 디메틸설폭사이드(DMSO)를 함유한 수상을 한 방울씩 첨가하여 39% w/w 수상을 함유한 나노에멀젼을 제조했습니다. 한편, 수분 함량이 59%인 나노에멀젼을 제조하기 위해서는 20% DMSO를 함유한 수상을 사용했습니다. 수상 첨가 후 약물의 침전을 방지하기 위해 DMSO를 첨가했습니다. 제조된 나노에멀젼의 평균 액적 크기는 23.8–90.2nm였습니다. 수분 함량이 59%로 더 높은 나노에멀젼이 가장 높은 약물 방출을 보였습니다.
나노유화된 아세타졸아미드는 나노에멀젼 형태로 성공적으로 제형화되었으며, 녹내장 치료에서 높은 치료 효능과 함께 지속적인 효과를 나타냈습니다.

나노유화 및 나노캡슐화용 고성능 초음파 처리기

Hielscher Ultrasonics는 소형 실험실 균질기부터 산업용 턴키 솔루션까지 다양한 초음파 시스템을 제공합니다. 최고 의약품 등급의 나노에멀젼을 생산하려면 신뢰할 수 있는 유화 공정이 필수적입니다. Hielscher의 다양한 소노트로드, 플로우 셀 및 선택 사양인 삽입 장치 MultiPhase Cavitator MPC48을 통해 고객은 표준화되고 신뢰할 수 있으며 일관된 품질의 나노 크기 에멀젼을 생산하기 위한 최적의 공정 조건을 설정할 수 있습니다. Hielscher 초음파 장비에는 운전 및 제어를 위한 최첨단 소프트웨어가 탑재되어 있어 표준화된 의약품과 의약품 등급 보충제의 안정적인 생산을 보장합니다.
초음파로 나노제형화한 원료의약품(API)과 식물 유래 화합물의 가능성을 알아보려면 지금 문의하세요!