Ar ultraskaņu nanoiekapsulēta intranazāla vakcīna pret S. Pneumoniae
Nanodaļiņās iekapsulētu S. pneumoniae vakcīnu priekšrocība
Mott un līdzautori (2013) noteica, cik efektīvi intranazāli ievadīta vakcīnas konstrukcija uz 234 ± 87,5nm pienskābes un glikolskābes kopolimēra nanodaļiņu bāzes nodrošina aizsardzību pret eksperimentālu elpceļu pneimokoku infekciju. Nanodaļiņas, kurās iekapsulētas ar karstumu nonāvētas Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP), atšķirībā no tukšām NP saglabājās plaušās 11 dienas pēc nazālas ievadīšanas. Imunizācija ar NP-HKSP radīja ievērojamu rezistenci pret S. pneumoniae infekciju salīdzinājumā ar tikai HKSP ievadīšanu. Paaugstinātā aizsardzība korelēja ar ievērojami pastiprinātu plaušu limfocītu antigēnspecifisko, ar Th1 saistīto IFN-c citokīna atbildes reakciju. Šis pētījums apliecina uz NP balstītas tehnoloģijas efektivitāti kā neinvazīvu un mērķētu pieeju nazālai un pulmonālai imunizācijai pret plaušu infekcijām.
Nanodaļiņu sagatavošanas ar ultraskaņu protokols
Līze ar ultraskaņu
1×106 nanodaļiņas, kurās iekapsulētas ar karstumu nonāvētas Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP), lizēja, apstrādājot ar ultraskaņu 200µl fosfātu buferētā fizioloģiskā šķīduma (PBS), un 70 mg pienskābes un glikolskābes kopolimēra (PLGA) izšķīdināja 1 ml etilacetāta. Šos divus šķīdumus sajauca un 1 min maisīja virpuļmaisītājā ar maksimālo ātrumu, lai izveidotu primāro emulsiju «ūdens eļļā».
Iekapsulēšana ar ultraskaņu
Dubultās emulsijas metode: primāro emulsiju pēc tam sajauca ar 3 ml 1 % polivinilspirta (PVA) šķīduma. Šo šķīdumu apstrādāja ar ultraskaņu, izmantojot ultraskaņas procesoru UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, Vācija) ar 40 % amplitūdu 2 min nepārtrauktā režīmā (100% cikls), tīrā stikla flakonā, kas siltuma novadīšanai bija iegremdēts ledū, lai sagatavotu PLGA nanodaļiņas, kurās iekapsulētas HKSP. Šķīdumu tālāk atšķaidīja līdz 20ml ar autoklavētu ūdeni (sterilizētu, filtrējot caur 0,22µ filtru) un maisīja 1 h istabas temperatūrā nelielā vakuumā, lai iztvaicētu etilacetātu. Pēc tam šķīdumu centrifugēja, lai savāktu NP, un šo procesu atkārtoja divas reizes, lai atdalītu lieko PVA. Nanodaļiņu nogulsnes atkārtoti suspendēja 500µl autoklavēta ūdens un liofilizēja. Iegūtās nanodaļiņas līdz turpmākai lietošanai uzglabāja -20°C temperatūrā.
Ar karstumu nonāvētas Streptococcus pneumoniae iekapsulējošu PLGA nanodaļiņu izmērs. Ar dinamisko gaismas izkliedi noteiktais nanodaļiņu izmērs ūdens suspensijā parāda daļiņu vidējo izmēru un Gausa sadalījumu partijā.
Avots: Mott un līdzautori: uz nanodaļiņām balstītas vakcīnas intranazāla ievadīšana palielina aizsardzību pret S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
Ultraskaņas homogenizators UIP2000hdT (2kW) ar periodiskas darbības reaktoru ar nepārtrauktu maisīšanu
Ultraskaņas procesori farmaceitisko preparātu izstrādei
Hielscher Ultrasonic ir ilggadēja pieredze augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatoru projektēšanā, ražošanā, izplatīšanā un apkopē farmācijas un pārtikas rūpniecībai.
Augstas kvalitātes liposomu, cieto lipīdu nanodaļiņu, polimēru nanodaļiņu un ciklodekstrīnu kompleksu sagatavošana ir procesi, kuros Hielscher ultraskaņas sistēmas tiek izmantotas ar augstu uzticamību un izcilu iegūtā produkta kvalitāti. Hielscher ultraskaņas ierīces ļauj precīzi kontrolēt visus procesa parametrus, piemēram, amplitūdu, temperatūru, spiedienu un apstrādes ar ultraskaņu enerģiju. Viedā programmatūra automātiski reģistrē visus apstrādes ar ultraskaņu parametrus (laiku, datumu, amplitūdu, neto enerģiju, kopējo enerģiju, temperatūru, spiedienu) iebūvētajā SD kartē.
- Augstas veiktspējas emulģēšana
- Precīza daļiņu izmēra un iekapsulētās vielas daudzuma kontrole
- Liels iekapsulēto aktīvo vielu daudzums
- Precīza procesa parametru kontrole
- Ātrs process
- Netermiska apstrāde, precīza temperatūras kontrole
- Lineāra mērogojamība
- Atkārtojamība
- Procesa standartizācija / GMP
- Autoklavējamas zondes un reaktori
- CIP / SIP
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas ierīču aptuveno apstrādes jaudu:
| Partijas tilpums | Plūsmas ātrums | Ieteicamās ierīces |
|---|---|---|
| 1 līdz 500mL | 10 līdz 200mL/min | UP100H |
| 10 līdz 2000mL | 20 līdz 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 līdz 20L | 0,2 līdz 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 līdz 100L | 2 līdz 10L/min | UIP4000hdT |
| nav piemērojams | 10 līdz 100L/min | UIP16000 |
| nav piemērojams | lielāks | ierīču grupa: UIP16000 |
Sazinieties ar mums! / Jautājiet mums!
Lieljaudas ultraskaņas homogenizatori no laboratorijas mēroga līdz pilotražošanas un rūpnieciskajam mērogam.
Literatūra un atsauces
- 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.
Noderīgi fakti
Nanostrukturēti zāļu nesēji
Nanoizmēra zāļu nesējus, piemēram, nanoemulsijas, liposomas, cieto lipīdu nanodaļiņas, polimēru nanodaļiņas un nanostrukturētus lipīdu nesējus, izmanto, lai izstrādātu farmaceitiskus preparātus ar uzlabotām funkcionālajām īpašībām, piemēram, uzlabotu biopieejamību, paaugstinātu biosaderību, mērķētu piegādi, labvēlīgu eliminācijas pusperiodu asinīs un ļoti zemu toksicitāti veseliem audiem vai bez toksicitātes pret tiem. Apstrāde ar ultraskaņu ir ļoti efektīva metode dažādu nanoterapeitisko līdzekļu formu izstrādei. Lasiet vairāk par ultraskaņas izmantošanu farmaceitisko preparātu ražošanā!
Liposomas
Liposoma ir sfērisks pūslītis ar vismaz vienu lipīdu dubultslāni, kas iekapsulē hidrofobu vielu kodolu. Gan izmērs, gan hidrofobās un hidrofilās īpašības padara liposomas par iedarbīgām zāļu piegādes sistēmām, piemēram, liposomālā C vitamīna gadījumā. Liposomu īpašības būtiski ietekmē lipīdu sastāvs, virsmas lādiņš, izmērs un sagatavošanas metode. Noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk par liposomu sagatavošanu ar ultraskaņu!
Nanoemulsijas
Nanoemulsijas jeb submikronu emulsijas ir emulsijas ar pilienu izmēru 20–200nm un šauru pilienu izmēru sadalījumu. Nanoizmēra pilieni sniedz vairākas priekšrocības farmaceitisko un bioaktīvo vielu perorālai ievadīšanai, kā arī lokālai / transdermālai piegādei, piemēram, CBD nanoemulsiju gadījumā. Nanoizmēra pilienu spēja efektīvi izšķīdināt lipofilas zāles, kā arī paaugstinātais uzsūkšanās ātrums padara nanoemulsijas par bieži izmantotu ievadīšanas formu augstas biopieejamības nodrošināšanai. Nanoemulģētus preparātus var izmantot arī lipofilu vai hidrofilu zāļu ilgstošai atbrīvošanai.
Lasiet vairāk par nanoemulsiju ražošanu ar ultraskaņu!
Cieto lipīdu nanodaļiņas
Cieto lipīdu nanodaļiņa (SLN) ir sfēriska nanodaļiņa ar vidējo diametru no 10 līdz 1000 nanometriem. Cieto lipīdu nanodaļiņām ir cietu lipīdu kodola matrica, kurā var šķīdināt lipofilas molekulas (aktīvās vielas), lai nanodaļiņa darbotos kā zāļu nesējs. Lipīdu kodolu stabilizē emulgators vai virsmaktīvā viela. Cieto lipīdu nanodaļiņas izmanto parenterālai un perorālai ievadīšanai, kā arī okulārai, pulmonālai un lokālai zāļu piegādei, lai uzlabotu ārstēšanas efektivitāti un mazinātu sistēmiskās blakusparādības.
Lasiet vairāk par cieto lipīdu nanodaļiņu sintēzi ar ultraskaņas palīdzību!
Nanostrukturēti lipīdu nesēji
Tāpat kā cieto lipīdu nanodaļiņas (SLNs), nanostrukturēti lipīdu nesēji (NLCs) ir vēl viena uz lipīdiem balstītu nanodaļiņu forma. Nanostrukturēti lipīdu nesēji (NLC) ir modificētas cieto lipīdu nanodaļiņas, kas sastāv no cietu un šķidru lipīdu maisījuma un nodrošina uzlabotu stabilitāti un lielāku iekapsulējamās vielas ietilpību.
Nanostrukturētus lipīdu nesējus var sagatavot ar ultraskaņas emulģēšanas metodi.
Nanoizmēra kristāli
Kristalizācija un izgulsnēšana ar ultraskaņu ir ļoti iedarbīgs veids, kā vielas ar zemu šķīdību ūdenī iekapsulēt kristālā ar pārklājumu. Zheng un līdzautori (2020) ziņo par kurkumīna iekapsulēšanu ar ultraskaņu; kurkumīns ir bioaktīvs savienojums ar daudzām labvēlīgām īpašībām veselībai, taču tā biopieejamība ir zema sliktās šķīdības ūdenī dēļ. Pētnieku komanda izstrādāja polielektrolītu nanoapvalka veidošanu slāni pa slānim (LbL), lai iekapsulētu kurkumīna molekulas. Viņi norāda: “[u]Atšķirībā no parasti izmantotajām emulsijas metodēm mūsu LbL iekapsulēšana ar ultraskaņas palīdzību ļauj iegūt daudz mazāka izmēra nanodaļiņas. Kurkumīnam mēs ieguvām kristāliskas nanodaļiņas ar vidējo izmēru 80 nm un ξ-potenciālu +30 mV vai -50 mV, kas nodrošināja šo nanokoloīdu stabilitāti vairākus mēnešus (uzglabājot piesātinātā zāļu šķīdumā). Apvalku veidošana ar diviem biosaderīgu polielektrolītu dubultslāņiem ļāva panākt lēnu zāļu atbrīvošanos aptuveni 20 stundu laikā.”
Kurkumīna kristalizācijas kodolu veidošanās protokols: kurkumīna pulveri izšķīdināja 60 % etanola / ūdens šķīdumā. Pēc pilnīgas kurkumīna izšķīšanas pievienoja polikatjonus ūdens šķīdumā – poli(alilamīna hidrohlorīdu), PAH, vai bioloģiski noārdāmu protomīna sulfātu (PS). Pēc tam šķīdumu apstrādāja ar ultraskaņu, izmantojot Hielscher Ultrasonic 1kW jaudīgu ultraskaņas ierīci UIP1000, ar 100 vatiem uz mL šķīduma. Apstrādes ar ultraskaņu laikā šķīdumam lēnām pievienoja ūdeni. Pievienotā ūdens dēļ šķīdinātājs kļūst polārāks, samazinot kurkumīna šķīdību. Kad līdzsvara koncentrācija pārsniedz šķīdības slieksni, rodas kurkumīna pārsātinājums un sākas kristalizācijas kodolu veidošanās. Lieljaudas apstrādes ar ultraskaņu ietekmē zāļu daļiņu augšana tiek apturēta sākotnējās stadijās.
Lasiet vairāk par nanokristālu izgulsnēšanu un kristalizāciju ar ultraskaņu!