Ultraschall Formuléierung vun Nanostrukturéierten Lipid Drogen Carrier
Nanostrukturéiert Lipid Carrier (NLCs) sinn eng fortgeschratt Form vun Nano-Gréisst Medikament Liwwerungssystemer mat engem Lipidkär an enger Waasserlöslecher Schuel. NLCs hunn eng héich Stabilitéit, schützen déi aktiv Bio-Moleküle géint Degradatioun a bidden eng nohalteg Medikamentverëffentlechung. Ultrasonication ass eng zouverlässeg, effizient an einfach Technik fir gelueden nanostrukturéiert Lipid Carrier ze produzéieren.
Ultraschall Virbereedung vun Nanostrukturéierten Lipid Carrier
Nanostruktur Lipid Carrier (NLCs) enthalen zolidd Lipid, flësseg Lipid, an Surfaktant an engem wässerleche Medium, wat hinnen eng gutt Solubilitéit a Bioverfügbarkeet Charakteristike gëtt. NLCs gi wäit benotzt fir stabil Medikament Carrier Systemer mat enger héijer Bioverfügbarkeet an nohalteger Medikamentverëffentlechung ze formuléieren. NLCs hunn eng breet Palette vun Uwendungen, rangéiert vu mëndlech bis parenteral Administratioun, dorënner topesch? transdermal, ophthalmesch (okulär), a pulmonaler Verwaltung.
Ultrasonic Dispersioun an Emulsifikatioun ass eng zouverlässeg an effizient Technik fir nanostrukturéiert Lipidträger ze preparéieren, déi mat aktive Verbindungen gelueden sinn. D'Ultraschall NLC Virbereedung huet de grousse Virdeel datt net en organesche Léisungsmëttel, grouss Quantitéiten un Surfaktant oder Additivverbindungen erfuerderlech ass. Ultrasonic NLC Formuléierung ass eng relativ einfach Method wéi de Schmelz Lipid gëtt an d'Léisung vum Surfaktant bäigefüügt an duerno sonikéiert.
Exemplaresch Protokoller fir Ultraschall gelueden Nanostruktur Lipid Carriers
Dexamethason-gelueden NLCs iwwer Sonication
En net-toxesche potenziellen ophthalmesche NLC-System gouf ënner Ultraschall preparéiert, wat zu enger schmueler Gréisstverdeelung, héijer Dexamethason-Entrapment-Effizienz a verbesserte Penetratioun gefouert huet. NLC Systemer goufen ultraschall virbereet mat engem Hielscher UP200S Ultraschall a Compritol 888 ATO, Miglyol 812N, a Cremophor RH60 als Komponenten.
De festen Lipid, de flëssege Lipid an d'Surfactant goufen mat engem Heizmagnetesche Rührer bei 85ºC geschmollt. Duerno gouf Dexamethason an d'geschmëlzene Lipidmëschung bäigefüügt a verdeelt. Dat pure Waasser gouf op 85ºC erhëtzt an déi zwou Phasen goufen sonicated (bei 70% Amplitude fir 10 min) mat der Hielscher UP200S Ultraschall Homogenisator. Den NLC System gouf an engem Äisbad ofgekillt.
Déi ultraschall preparéiert NLCs weisen eng schmuel Gréisst Verdeelung, héich DXM Entrapment Effizienz, a verbessert Pénétratioun.
D'Fuerscher recommandéieren d'Benotzung vun enger gerénger Surfaktant Konzentratioun an enger niddereger Lipidkonzentratioun (zB 2,5% fir Surfaktant an 10% fir Gesamtlipid), well dann déi kritesch Stabilitéitsparameter (Z)ave, ZP, PDI) an Drogenbelaaschtungskapazitéit (EE%) si gëeegent, während d'Emulgatorkonzentratioun op nidderegen Niveaue bleift.
(cf. Kiss et al. 2019)
Retinyl Palmitat gelueden NLCs iwwer Sonication
Retinoid ass e wäit benotzten Zutat an dermatologeschen Therapien vu Falten. Retinol a Retinylpalmitat sinn zwee Verbindungen aus der Retinoidgrupp déi d'Fäegkeet hunn d'Dicke vun der Epidermis ze induzéieren an effektiv als Anti-Falten Agent.
D'NLC Formuléierung gouf mat der Ultraschallmethod virbereet. D'Formuléierung enthält 7,2% Cetylpalmitat, 4,8% Olinsäure, 10% Tween 80, 10% Glycerin, an 2% Retinylpalmitat. Déi folgend Schrëtt goufen geholl fir Retinylpalmitat-belaaschte NLCs ze produzéieren: D'Mëschung vu geschmollte Lipiden gi mam Surfaktant, Co-Surfactant, Glycerin an deioniséiertem Waasser bei 60-70 ° C gemëscht. Dës Mëschung gëtt mat engem High-Shear Mischer bei 9800rpm fir 5 min gerührt. Nodeems d'Pre-Emulsioun geformt ass, gëtt dës Pre-Emulsioun direkt sonicéiert mat engem Sonde-Typ Ultraschallhomogenisator fir 2 min. Duerno gouf de kritt NLC fir 24 Stonnen bei Raumtemperatur gehal. D'Emulsioun gouf bei Raumtemperatur fir 24 Stonnen gelagert an d'Nanopartikelgréisst gouf gemooss. D'NLC Formel huet Partikelgréissten am Beräich vun 200-300nm gewisen. den kritt NLC huet e hellgiel Erscheinung, eng Kugelgréisst vun 258±15,85 nm, an e Polydispersitéitindex vun 0,31±0,09. D'TEM Bild hei ënnen weist déi ultraschall preparéiert Retinylpalmitat-belaaschte NLCs.
(cf. Pamudji et al. 2015)
UP 400 St, e 400 Watt mächtegen Ultraschallhomogenisator, fir d'Produktioun vun nanostrukturéierten Lipid Carrier (NLCs)
Morphologie vun ultraschall formuléierten Retinylpalmitat NLCs: (A) Vergréisserung vun 10000x, (B) Vergréisserung vun 20000x, an (C) Vergréisserung vun 40000x
Zingiber zerumbet-gelueden NLCs iwwer Sonication
Nanostrukturéiert Lipidträger besteet aus enger Mëschung aus festem Lipid, Flësseg Lipid an Surfaktant. Et sinn exzellent Medikamenter Liwwerungssystemer fir bioaktiv Substanzen mat enger schlechter Waasserléislechkeet ze verwalten an hir Bioverfügbarkeet wesentlech ze erhéijen.
Déi folgend Schrëtt goufen ënnerholl Zingiber zerumbet-gelueden NLCs ze formuléieren. 1% zolidd Lipid, d.h. Glycerylmonostearat, a 4% flëssege Lipid, dh virgin Kokosnossueleg, goufen gemëscht a bei 50 ° C geschmolt fir eng homogen, kloer Lipidphase ze kréien. Duerno gouf 1% Zingiber Zerumbet Ueleg an d'Lipidphase bäigefüügt, wärend d'Temperatur kontinuéierlech 10 ° C iwwer d'Schmelztemperatur vum Glycerylmonostearat gehale gouf. Fir d'Virbereedung vun der wässerlecher Phase, destilléiert Waasser, Tween 80 a Soja Lecithin goufen am richtege Verhältnis gemëscht. D'wässerlech Mëschung gouf direkt an d'Lipidmëschung bäigefüügt fir eng Pre-Emulsiounsmëschung ze bilden. D'Pre-Emulsioun gouf duerno mat engem Héichschéierhomogenisator bei 11.000 RPM fir 1 min homogeniséiert. Duerno gouf d'Pre-Emulsioun mat engem Sonde-Typ Ultrasonicator bei 50% Amplituden fir 20 min sonicated, Schlussendlech gouf d'NLC-Dispersioun am Äiswasserbad op Raumtemperatur (25 ± 1 ° C) ofgekillt fir d'Suspension ze läschen an de kale Bad fir Partikelaggregatioun ze verhënneren. D'NLCs goufen bei 4 ° C gespäichert.
D'Zingiber Zerumbet-gelueden NLCs weisen eng Nanometergréisst vun 80.47±1.33, stabile Polydispersitéitindex vun 0.188±2.72 an eng Zetapotenzialladung vun -38.9±2.11. D'Verkapselungseffizienz weist d'Fäegkeet vum Lipidträger fir Zingiber Zerumbet Ueleg méi wéi 80% Effizienz ze kapsuléieren.
(cf. Rosli et al. 2015)
Valsaratan-gelueden NLCs iwwer Sonication
Valsaratan ass en Angiotensin II Rezeptor Blocker deen an antihypertensive Medikamenter benotzt gëtt. Valsartan huet eng niddreg Bioverfügbarkeet vun ca. 23% nëmme wéinst senger schlechter Waasserléislechkeet. D'Benotzung vun der Ultraschall Schmelz-Emulsifikatiounsmethod erlaabt d'Virbereedung vu Valsaratan-belaaschte NLCs mat enger wesentlech verbesserter Bioverfügbarkeet.
Einfach, öleg Léisung vu Val gouf mat enger gewësser Quantitéit vun engem geschmoltene Lipidmaterial bei enger Temperatur 10 ° C iwwer dem Lipid-Schmelzpunkt gemëscht. Eng wässerlech Surfaktant Léisung gouf virbereet andeems verschidde Gewiichter vun Tween 80 a Natriumdeoxycholat opléisen. D'Surfactant Léisung gouf weider op déiselwecht Temperaturgrad erhëtzt a mat der öliger Lipidmedikamentléisung duerch Sonde-Sonicatioun fir 3 min gemëscht. eng Emulsioun ze bilden. Duerno gouf déi geformt Emulsioun a gekillte Waasser duerch magnetesch Rührung fir 10 min dispergéiert. Déi geformt NLC goufen duerch Zentrifugatioun getrennt. Echantillon aus dem Supernatant goufen geholl an analyséiert fir d'Konzentratioun vu Val mat enger validéierter HPLC Method.
D'Ultraschall Schmelz-Emulsifikatiounsmethod huet eng Rei Virdeeler, dorënner Einfachheet mat minimalem stressegen Zoustand an entzunn vu gëftege organesche Léisungsmëttelen. Maximal Entrapment Effizienz erreecht war 75,04%
(cf. Albekery et al. 2017)
Aner aktiv Verbindungen wéi Paclitaxel, Clotrimazol, Domperidon, Puerarin, a Meloxicam goufen och erfollegräich a fest-Lipid-Nanopartikel an nanostrukturéiert Lipid-Träger mat Ultraschalltechniken agebaut. (cf. Bahari an Hamishehkar 2016)
Ultraschall Kale Homogeniséierung
Wann d'Kälte Homogeniséierungstechnik benotzt gëtt fir nanostrukturéiert Lipidträger ze preparéieren, ginn déi pharmakologesch aktiv Moleküle, dh Medikament, an der Lipidschmelz opgeléist an duerno séier mat flëssege Stickstoff oder Trockenis ofgekillt. Wärend der Ofkillung verstäerken d'Lipiden. Déi zolidd Lipidmass ass dann gemoolt Nanopartikelgréisst. D'Lipid-Nanopartikele ginn an enger kaler Surfaktantléisung verspreet, wat eng kal Pre-Suspension ergëtt. Schlussendlech gëtt dës Suspension sonicéiert, dacks mat engem Ultraschall-Flowzellreaktor, bei Raumtemperatur.
Well d'Substanzen nëmmen eemol am éischte Schrëtt erhëtzt ginn, gëtt Ultraschall Kälthomogeniséierung haaptsächlech benotzt fir Hëtztempfindlech Medikamenter ze formuléieren. Well vill bioaktiv Molekülen a pharmazeutesch Verbindunge ufälleg sinn fir Hëtztdegradatioun, ass Ultraschall kal Homogeniséierung eng wäit benotzt Uwendung. E weidere Virdeel vun der kaler Homogeniséierungstechnik ass d'Vermeidung vun enger wässerlecher Phase, déi et méi einfach mécht hydrophile Moleküle ze kapsuléieren, déi soss vun der flësseger Lipidphase an d'Waasserphase wärend der waarmer Homogeniséierung opdeelen.
Ultraschall Hot Homogeniséierung
Wann d'Sonicatioun als waarm Homogeniséierungstechnik benotzt gëtt, ginn déi geschmollte Lipiden an déi aktiv Verbindung (dh pharmakologesch aktiv Zutat) an engem waarme Surfaktant ënner intensiver Rührung verdeelt fir eng Pre-Emulsioun ze kréien. Fir de waarme Homogeniséierungsprozess ass et wichteg datt béid Léisungen, de Lipid/Drogensuspension an den Surfaktant op déiselwecht Temperatur erhëtzt goufen (ongeféier 5-10 ° C iwwer dem Schmelzpunkt vum festen Lipid). Am zweete Schrëtt gëtt d'Pre-Emulsioun dann mat High-Performance-Sonication behandelt, wärend d'Temperatur behalen.
High-Performance Ultrasonicators fir Nanostrukturéiert Lipid Carriers
Hielscher Ultrasonics’ powerful ultrasonic systems are used worldwide in pharmaceutical R&D and production to produce high-quality nano drug carriers such as solid lipid nanoparticles (SLNs), nanostructured lipid carriers (NLCs), nanoemulsions and nanocapsules. To meet its customers’ demands, Hielscher supplies ultrasonicators from the compact, yet powerful hand-held lab homogeniser and bench-top ultrasonicators to fully industrial ultrasonic systems for the production of high-volumes of pharmaceutical formulations. A broad range of ultrasonic sonotrodes and reactors are available to ensure an optimal setup for your production of nanostructured lipid carriers (NLCs). The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
Fir eise Clienten z'erméiglechen Good Manufacturing Practices (GMP) z'erfëllen an standardiséierte Prozesser z'etabléieren, sinn all digital Ultraschaller mat intelligenter Software ausgestatt fir präzis Astellung vum Sonikatiounsparameter, kontinuéierlech Prozesskontrolle an automatesch Opnam vun alle wichtege Prozessparameter op engem gebaute -an SD-Kaart. Héich Produktqualitéit hänkt vu Prozesskontrolle a kontinuéierlech héije Veraarbechtungsnormen of. Hielscher Ultraschaller hëllefen Iech Äre Prozess ze iwwerwaachen an ze standardiséieren!
Hielscher Ultrasonics’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis!? Frot eis!
Héich-Muecht ultrasonic homogenizers aus Labo zu pilot an industriell Skala.
Literatur? Referenzen
- Eszter L. Kiss, Szilvia Berkó, Attila Gácsi, Anita Kovács, Gábor Katona, Judit Soós, Erzsébet Csányi, Ilona Gróf, András Harazin, Mária A. Deli, Mária Budai-Szűcs (2019): Design and Optimization of Nanostructured Lipid Carrier Containing Dexamethasone for Ophthalmic Use. Pharmaceutics. 2019 Dec; 11(12): 679.
- Iti Chauhan , Mohd Yasir, Madhu Verma, Alok Pratap Singh (2020): Nanostructured Lipid Carriers: A Groundbreaking Approach for Transdermal Drug Delivery. Adv Pharm Bull, 2020, 10(2), 150-165.
- Pamudji J. S., Mauludin R, Indriani N. (2015): Development of Nanostructure Lipid Carrier Formulation Containing of Retinyl Palmitate. Int J Pharm Pharm Sci, Vol 8, Issue 2, 256-26.
- Akanksha Garud, Deepti Singh, Navneet Garud (2012): Solid Lipid Nanoparticles (SLN): Method, Characterization and Applications. International Current Pharmaceutical Journal 2012, 1(11): 384-393.
- Rosli N. A., Hasham R., Abdul Azizc A., Aziz R. (2015): Formulation and characterization of nanostructured lipid carrier encapsulated Zingiber zerumbet oil using ultrasonication. Journal of Advanced Research in Applied Mechanics Vol. 11, No. 1, 2015. 16-23.
- Albekery M. A., Alharbi K. T. , Alarifi S., Ahmad D., Omer M. E, Massadeh S., Yassin A. E. (2017): Optimization of a nanostructured Lipid Carrier System for Enhancing the Biopharmaceutical Properties of Valsaratan. Digest Journal of Nanomaterials and Biostructures Vol. 12, No. 2, April – June 2017. 381-389.
- Leila Azhar Shekoufeh Bahari; Hamed Hamishehkar (2016): The Impact of Variables on Particle Size of Solid Lipid Nanoparticles and Nanostructured Lipid Carriers; A Comparative Literature Review. Advanced Pharmaceutical Bulletin 6(2), 2016. 143-151.
Fakten Worth Wëssen
Fortgeschratt Nano-Gréisst Drogen Carrier
Nanoemulsiounen, Liposomen, Niosomen, polymeresch Nanopartikelen, zolidd Lipid Nanopartikelen, an nanostrukturéiert Lipid Nanopartikel ginn als fortgeschratt Medikament Liwwerungssystemer benotzt fir d'Bioverfügbarkeet ze verbesseren, d'Zytotoxizitéit ze reduzéieren an eng nohalteg Medikamentverëffentlechung z'erreechen.
Déi schematesch Struktur vun a) zolidd Lipid Nanopartikel b) Nanostrukturéiert Lipid Träger
De Begrëff zolidd-lipid-baséiert Nanopartikelen (SLBNs) ëmfaasst déi zwou Zorte vun nano-Gréisst Drogenofhängeger Carrier, zolidd Lipid Nanopartikelen (SLNs) an nanostrukturéiert Lipid Carrier (NLCs). SLNs an NLCs ënnerscheede sech duerch d'Zesummesetzung vu feste Partikelmatrix:
Solid-Lipid Nanopartikel (SLNs), och bekannt als Liposphären oder zolidd Lipid Nanosphären, sinn submikron Partikel mat enger Duerchschnëttsgréisst tëscht 50 an 100nm. SLNs ginn aus Lipiden gemaach, déi fest bleiwen bei Raum- a Kierpertemperatur. De festen Lipid gëtt als Matrixmaterial benotzt, an deem Drogen akapselt sinn. Lipiden fir d'Virbereedung vun SLNs kënnen aus enger Rei vu Lipiden ausgewielt ginn, dorënner Mono-, Di- oder Triglyceriden; Glyzeridmëschungen; a Lipidsäuren. D'Lipidmatrix gëtt dann duerch biokompatibel Surfaktanten stabiliséiert.
Nanostrukturéiert Lipid Carrier (NLCs) sinn Lipid-baséiert Nanopartikel aus enger fester Lipidmatrix, déi mat flëssege Lipiden oder Ueleg kombinéiert ass. De festen Lipid liwwert eng stabil Matrix, déi d'bioaktive Molekülle immobiliséiert, dh d'Drogen, a verhënnert datt d'Partikelen aggregéiert ginn. Déi flësseg Lipid oder Uelegdrëpsen an der fester Lipidmatrix verbesseren d'Drogenbelaaschtungskapazitéit vun de Partikelen.