Formuléierung vun nanostrukturéierte Lipid-Wierkstoffdréier mat Ultraschall

Nanostrukturéiert Lipiddréier (NLCs) sinn eng fortgeschratt Form vu Systemer fir d’Wierkstoffverabreechung an Nanogréisst, déi e Lipidkär an eng waasserléislech Hüll hunn. NLCs hunn eng héich Stabilitéit, schützen déi aktiv Biomoleküllen virum Ofbau an erméiglechen eng verlängert Wierkstofffräisetzung. D’Ultraschallbehandlung ass eng zouverlässeg, effizient an einfach Technik fir belueden nanostrukturéiert Lipiddréier hierzestellen.

Hierstellung vun nanostrukturéierte Lipiddréier mat Ultraschall

Nanostrukturéiert Lipiddréier (NLCs) enthalen e feste Lipid, e flëssege Lipid an en Tensid an engem wässrege Medium, wat hinne gutt Eegenschafte wat d’Léislechkeet an d’Bioverfügbarkeet ugeet gëtt. NLCs gi vill benotzt, fir stabil Wierkstoffdréiersystemer mat enger héijer Bioverfügbarkeet an enger verlängerter Wierkstofffräisetzung ze formuléieren. NLCs hunn e breet Uwendungsspektrum, dat vun der mëndlecher bis zur parenteraler Verabreechung reecht, dorënner topesch/transdermal, ophthalmesch (okulär) a pulmonal Verabreechung.
D’Dispersioun an d’Emulgéierung mat Ultraschall sinn eng zouverlässeg an effizient Technik fir nanostrukturéiert Lipiddréier hierzestellen, déi mat aktive Verbindunge beluede sinn. D’Hierstellung vun NLCs mat Ultraschall huet de grousse Virdeel, datt keen organescht Léisungsmëttel, keng grouss Quantitéiten un Tensid a keng Zousazverbindungen néideg sinn. D’Formuléierung vun NLCs mat Ultraschall ass eng relativ einfach Method, well de schmëlzende Lipid an d’Tensidléisung bäigefüügt an duerno mat Ultraschall behandelt gëtt.

Beispillprotokoller fir d’Beluede vun nanostrukturéierte Lipiddréier mat Ultraschall

Mat Dexamethason belueden NLCs duerch Ultraschallbehandlung
En net gëftegt NLC-System fir eng potenziell ophthalmesch Uwendung gouf ënner Ultraschallbehandlung hiergestallt, wat zu enger enker Gréissteverdeelung, enger héijer Aschlosseffizienz fir Dexamethason an enger verbesserter Penetratioun gefouert huet. D’NLC-Systemer goufe mat Ultraschall hiergestallt, woubäi en Hielscher UP200S Ultraschallapparat an d’Komponente Compritol 888 ATO, Miglyol 812N a Cremophor RH60 benotzt goufen.
De feste Lipid, de flëssege Lipid an den Tensid goufe mat engem heizbare Magnéitréierer bei 85ºC geschmolt. Duerno gouf Dexamethason an déi geschmolte Lipidmëschung bäigefüügt an dispergéiert. Dat rengt Waasser gouf op 85ºC erhëtzt, an déi zwou Phase goufe mam Hielscher UP200S Ultraschallhomogenisator mat Ultraschall behandelt (bei 70% Amplitud fir 10 min). D’NLC-System gouf an engem Äisbad ofgekillt.
Déi mat Ultraschall hiergestallt NLCs weisen eng enk Gréissteverdeelung, eng héich Aschlosseffizienz fir DXM an eng verbessert Penetratioun.
D’Fuerscher recommandéieren eng niddreg Tensidkonzentratioun an eng niddreg Lipidkonzentratioun (z. B. 2,5% fir den Tensid an 10% fir de gesamte Lipidundeel), well dann déi kritesch Stabilitéitsparameter (Z_ave, ZP, PDI) an d’Wierkstoffbelaaschtungskapazitéit (EE%) gëeegent sinn, wärend d’Emulgatorkonzentratioun op engem niddregen Niveau bleiwe kann.
(vgl. Kiss et al. 2019)

Mat Retinylpalmitat belueden NLCs duerch Ultraschallbehandlung
Retinoid ass en Inhaltsstoff, dee vill an dermatologesche Behandlunge vu Fale benotzt gëtt. Retinol a Retinylpalmitat sinn zwou Verbindungen aus der Retinoidgrupp, déi d’Déckt vun der Epidermis erhéije kënnen an als Mëttel géint Fale wierksam sinn.
D’NLC-Formuléierung gouf mat der Ultraschallmethod hiergestallt. D’Formuléierung huet 7,2% Cetylpalmitat, 4,8% Uelegsaier, 10% Tween 80, 10% Glycerin an 2% Retinylpalmitat enthalen. Déi follgend Schrëtt goufen duerchgefouert, fir mat Retinylpalmitat belueden NLCs hierzestellen: D’Mëschung aus geschmolte Lipide gëtt mam Tensid, dem Co-Tensid, Glycerin an deioniséiertem Waasser bei 60–70°C vermëscht. Dës Mëschung gëtt mat engem Mëscher mat héije Schéierkräfte bei 9800rpm fir 5 min geréiert. Nodeem sech d’Viremulsioun gebilt huet, gëtt dës direkt mat engem Ultraschallhomogenisator mat Sond fir 2 min mat Ultraschall behandelt. Duerno gouf den erhale NLC fir 24 h bei Raumtemperatur gehalen. D’Emulsioun gouf fir 24 h bei Raumtemperatur gelagert, an d’Gréisst vun den Nanopartikele gouf gemooss. D’NLC-Rezeptur huet Partikelgréissten am Beräich vun 200–300nm gewisen. Den erhale NLC huet e blassgielt Ausgesinn, eng Drëpsegréisst vun 258±15,85 nm an e Polydispersitéitsindex vun 0,31±0,09. D’TEM-Bild hei drënner weist déi mat Ultraschall hiergestallt, mat Retinylpalmitat belueden NLCs.
(vgl. Pamudji et al. 2015)

Mat Zingiber zerumbet belueden NLCen duerch Ultraschallbehandlung
Nanostrukturéiert Lipiddréier bestinn aus enger Mëschung aus festem Lipid, flëssegem Lipid an engem Tensid. Si sinn exzellent Wierkstofftransportsystemer, fir bioaktiv Substanze mat enger schlechter Waasserléislechkeet ze verabreichen an hir Bioverfügbarkeet däitlech ze erhéijen.
Déi follgend Schrëtt goufen duerchgefouert, fir mat Zingiber zerumbet belueden NLCen ze formuléieren. 1% feste Lipid, d. h. Glycerylmonostearat, a 4% flëssege Lipid, d. h. native Kokosnossueleg, goufe gemëscht a bei 50°C geschmolt, fir eng homogen, kloer Lipidphas ze kréien. Duerno gouf 1% Zingiber zerumbet-Ueleg an d’Lipidphas bäigefüügt, wärend d’Temperatur kontinuéierlech 10°C iwwer der Schmelztemperatur vu Glycerylmonostearat gehale gouf. Fir d’Virbereedung vun der wässerlecher Phas goufen destilléiert Waasser, Tween 80 a Sojalecithin am richtege Verhältnes matenee gemëscht. Déi wässerlech Mëschung gouf direkt an d’Lipidmëschung bäigefüügt, fir eng Viremulsiounsmëschung ze bilden. D’Viremulsioun gouf duerno mat engem Homogenisator mat héije Schéierkräften bei 11.000 rpm fir 1 min homogeniséiert. Uschléissend gouf d’Viremulsioun mat engem Ultraschallapparat mat Sond bei 50% Amplitud fir 20 min behandelt. Zum Schluss gouf d’NLC-Dispersioun an engem Äiswaasserbad op Raumtemperatur (25±1°C) ofgekillt, fir d’Suspensioun am kale Bad séier ofzekillen an eng Aggregatioun vun de Partikelen ze verhënneren. D’NLCe goufe bei 4°C gelagert.
Déi mat Zingiber zerumbet belueden NLCe weisen eng Gréisst am Nanometerberäich vun 80,47±1,33, e stabile Polydispersitéitsindex vun 0,188±2,72 an eng Zetapotentialluedung vun -38,9±2,11 op. D’Verkapselungseffizienz weist, datt de Lipiddréier Zingiber zerumbet-Ueleg mat enger Effizienz vu méi wéi 80% verkapsele kann.
(vgl. Rosli et al. 2015)

Mat Valsaratan belueden NLCen duerch Ultraschallbehandlung
Valsaratan ass en Angiotensin-II-Rezeptorblocker, deen an engem bluttdrocksenkende Medikament benotzt gëtt. Valsartan huet wéinst senger schlechter Waasserléislechkeet eng niddreg Bioverfügbarkeet vun nëmmen ongeféier 23%. Mat der Ultraschall-Schmelzemulgéierungsmethod konnte mat Valsaratan belueden NLCe mat enger däitlech verbesserter Bioverfügbarkeet hiergestallt ginn.
Dobäi gouf einfach eng ueleg Léisung vu Val mat enger bestëmmter Quantitéit vun engem geschmoltene Lipidmaterial bei enger Temperatur vun 10°C iwwer dem Schmelzpunkt vum Lipid gemëscht. Eng wässerlech Tensidléisung gouf duerch d’Opléise vu bestëmmte Gewiichtsmengen un Tween 80 an Natriumdeoxycholat hiergestallt. D’Tensidléisung gouf duerno op déiselwecht Temperatur erhëtzt an duerch eng Ultraschallbehandlung mat enger Sond fir 3 min. mat der ueleger Lipid-Wierkstoffléisung gemëscht, fir eng Emulsioun ze bilden. Duerno gouf déi entstanen Emulsioun duerch magnéitescht Réiere fir 10 min a gekilltem Waasser dispergéiert. Déi entstanen NLCe goufen duerch Zentrifugatioun ofgetrennt. Prouwe vum Iwwerstand goufen entzu a mat enger validéierter HPLC-Method op d’Konzentratioun vu Val analyséiert.
D’Ultraschall-Schmelzemulgéierungsmethod huet eng Rei Virdeeler, dorënner hir Einfachheet bei minimale Belaaschtungsbedéngungen an d’Feele vu gëftegen organesche Léisungsmëttelen. Déi maximal erreecht Aschlosseffizienz louch bei 75,04%
(vgl. Albekery et al. 2017)

Aner Wierkstoffer wéi Paclitaxel, Clotrimazol, Domperidon, Puerarin a Meloxicam goufen och mat Ultraschalltechniken erfollegräich a fest Lipidnanopartikelen an nanostrukturéiert Lipiddréier agebaut. (vgl. Bahari an Hamishehkar 2016)

Ultraschallbehandlung als Virbereedungsmethod fir d’Formuléierung vun Nano-Lipiddréier (NLCen) kann als kal oder waarm Homogeniséierungstechnik benotzt ginn. D’Ultraschallhomogeniséierung féiert zu enger enker Partikelgréissteverdeelung, wat d’Stabilitéit an d’Lagerungseegenschafte vun den NLCe verbessert.

Kal Homogeniséierung mat Ultraschall

Wann d’Technik vun der kaler Homogeniséierung benotzt gëtt, fir nanostrukturéiert Lipidträger hierzestellen, ginn déi pharmakologesch aktiv Moleküllen, d. h. de Wierkstoff, an der Lipidschmelz opgeléist an duerno mat flëssegem Stéckstoff oder Dréchenäis séier ofgekillt. Beim Ofkille verfestegen sech d’Lipiden. Déi fest Lipidmass gëtt duerno op Nanopartikelgréisst zermahlen. D’Lipidnanopartikele ginn an enger kaler Tensidléisung dispergéiert, wouduerch eng kal Virsuspensioun entsteet. Zum Schluss gëtt dës Suspensioun bei Raumtemperatur mat Ultraschall behandelt, dacks mat engem Ultraschall-Duerchflosszellreakter.
Well d’Substanzen nëmmen eemol am éischte Schrëtt erhëtzt ginn, gëtt d’Ultraschall-Kalthomogeniséierung haaptsächlech fir d’Formuléierung vun hëtztempfindleche Wierkstoffer benotzt. Well vill bioaktiv Moleküllen a pharmazeutesch Verbindungen ufälleg fir hëtzbedéngten Ofbau sinn, gëtt d’Ultraschall-Kalthomogeniséierung dacks agesat. E weidere Virdeel vun der Kalthomogeniséierungstechnik ass d’Vermeide vun enger wässerlecher Phas. Dat erliichtert d’Akapselung vun hydrophille Moleküllen, déi soss bei der waarmer Homogeniséierung aus der flësseger Lipidphas an d’Waasserphas iwwergoe kéinten.

Waarm Homogeniséierung mat Ultraschall

Wann d’Ultraschallbehandlung als Technik fir d’waarm Homogeniséierung benotzt gëtt, ginn déi geschmolte Lipiden an déi aktiv Verbindung (d. h. de pharmakologesch aktive Wierkstoff) ënner intensivem Réieren an engem waarmen Tensid dispergéiert, fir eng Viremulsioun ze kréien. Fir de Prozess vun der waarmer Homogeniséierung ass et wichteg, datt béid Léisungen, d’Lipid-/Wierkstoffsuspensioun an den Tensid, op déiselwecht Temperatur erhëtzt gi sinn (ongeféier 5–10°C iwwer dem Schmelzpunkt vum feste Lipid). Am zweete Schrëtt gëtt d’Viremulsioun da bei konstanter Temperatur mat héichleeschtungsfäegem Ultraschall behandelt.

Héichleeschtungs-Ultraschallapparater fir nanostrukturéiert Lipidträger

Déi leeschtungsstaark Ultraschallsystemer vun Hielscher Ultrasonics gi weltwäit an der pharmazeutescher Fuerschung an Entwécklung an an der Produktioun agesat, fir héichwäerteg Nano-Wierkstoffträger wéi fest Lipidnanopartikelen (SLNs), nanostrukturéiert Lipidträger (NLCs), Nanoemulsiounen an Nanokapselen hierzestellen. Fir den Ufuerderunge vu senge Clienten gerecht ze ginn, liwwert Hielscher Ultraschallapparater vum kompakten, awer leeschtungsstaarken handgehalene Labo-Homogenisateur an Dësch-Ultraschallapparater bis hin zu vollindustriellen Ultraschallsystemer fir d’Produktioun vu grousse Volumë vu pharmazeutesche Formuléierungen. Eng breet Palett un Ultraschallsonotroden a Reaktere steet zur Verfügung, fir eng optimal Konfiguratioun fir Är Produktioun vun nanostrukturéierte Lipidträger (NLCs) ze garantéieren. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erméiglecht en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Fir eise Clienten ze erméiglechen, déi gutt Fabrikatiounspraktiken (GMP) anzehalen a standardiséiert Prozesser opzebauen, sinn all digital Ultraschallapparater mat intelligenter Software ekipéiert. Si erméiglecht eng präzis Astellung vum Ultraschallbehandlungsparameter, eng kontinuéierlech Prozesskontroll an eng automatesch Opzeechnung vun alle wichtege Prozessparameteren op enger agebauter SD-Kaart. Eng héich Produktqualitéit hänkt vun der Prozesskontroll a vun dauernd héije Veraarbechtungsstandarden of. D’Ultraschallapparater vun Hielscher hëllefen Iech, Äre Prozess ze iwwerwaachen an ze standardiséieren!

Déi industriell Ultraschallprozessoren vun Hielscher Ultrasonics kënne ganz héich Amplitudë liwweren. Amplitudë vu bis zu 200µm kënnen ouni Weideres kontinuéierlech am 24/7-Betrib agesat ginn. Fir nach méi héich Amplitudë si personaliséiert Ultraschallsonotroden disponibel. D’Robustheet vun den Ultraschallapparater vun Hielscher erméiglecht en 24/7-Betrib ënner héijer Belaaschtung an an usprochsvollen Ëmfeld.
Déi folgend Tabell gëtt Iech en Unhaltspunkt fir déi ongeféier Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschallapparater: