Niosomu formulēšana ar ultraskaņu

Niosomas ir nanoizmēra vezikulas, ko var izmantot kā zāļu (piemēram, pretvēža zāļu) un citu bioaktīvo vielu nesējus. Emulģēšana ar ultraskaņu ir vienkārša un ātra metode mazu niosomu formulēšanai ar lielu zāļu saturu.

Niosomu vezikulas kā aktīvo vielu nanonesēji

Niosoma ir vezikula uz nejonu virsmaktīvo vielu bāzes, ko galvenokārt veido no nejonu virsmaktīvās vielas, iekļaujot holesterīnu kā palīgvielu. Salīdzinājumā ar liposomām niosomas ir izturīgākas pret ķīmisko noārdīšanos vai oksidēšanos, un tām ir ilgs uzglabāšanas laiks. Niosomu pagatavošanā izmantoto virsmaktīvo vielu dēļ tās ir bioloģiski noārdāmas, biosaderīgas un neimunogēnas. Niosomas ir osmotiski aktīvas, ķīmiski stabilas, un salīdzinājumā ar liposomām tām ir ilgāks uzglabāšanas laiks. Atkarībā no izmēra un lamelaritātes ir pieejamas dažādas pagatavošanas metodes, piemēram, apstrāde ar ultraskaņu, reversās fāzes iztvaicēšana, plānās kārtiņas hidratācija vai zāļu uzņemšana, izmantojot transmembrānas pH gradientu. Niosomu pagatavošana ar ultraskaņu ir vēlamā metode mazu, pēc izmēra vienmērīgu unilamelāru vezikulu iegūšanai.

Niosomu formulēšana ar ultraskaņu

Lai formulētu niosomas, no virsmaktīvās vielas un holesterīna šķīduma organiskā šķīdinātājā un bioaktīvo savienojumu, t. i., zāles, saturoša ūdens šķīduma jāpagatavo emulsija eļļa ūdenī (o/w). Emulģēšana ar ultraskaņu ir pārāka metode savstarpēji nesajaucamu šķidrumu, piemēram, eļļas un ūdens, sajaukšanai. Pakļaujot abu fāžu pilienus bīdes iedarbībai un sadalot tos līdz nanoizmēram, iegūst nanoemulsiju. Pēc tam organisko šķīdinātāju iztvaicē, iegūstot ar terapeitiskiem līdzekļiem pildītas niosomas, kas ir disperģētas ūdens fāzē. Salīdzinājumā ar mehānisko maisīšanu niosomu formulēšana ar ultraskaņu izceļas ar to, ka ātrā procesā veidojas niosomas ar mazāku vidējo izmēru un zemāku polidispersitātes indeksu. Parasti priekšroka dodama mazākām vezikulām, jo tām ir tendence labāk izvairīties no organisma izvadīšanas mehānismiem nekā lielākām daļiņām un ilgāk saglabāties asinsritē. (sal. Bragagni et al. 2014)
Lasiet vairāk par apstrādi ar ultraskaņu uzlabotu niosomu formulējumu iegūšanai!

Niosomu pagatavošanas ar ultraskaņu protokoli

Niosomu formulēšana, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu, ir plaši pētīta, tāpēc ir pieejami daudzi zinātniski validēti protokoli niosomu iegūšanai ar ultraskaņu.
Tālāk sniegts īss pārskats par dažiem formulēšanas protokoliem, kuros niosomas pagatavo un piepilda, izmantojot apstrādi ar ultraskaņu.

Ar Withania somnifera ekstraktiem pildītas niosomas
Chinembiri et al. (2017) iekļāva Withania somnifera neattīrītu ekstraktu niosomās, kas paredzētas lokālai lietošanai. Bioaktīvos savienojumus iekapsulēja, injicējot šķīdinātāju. Šim nolūkam organisko un ūdens fāzi nepārtraukti maisīja ar magnētisko maisītāju un uzturēja 60°C ± 2°C temperatūru, līdz organiskais šķīdinātājs bija iztvaicēts. Iegūto formulējumu atdzesēja un uz ledus apstrādāja ar ultraskaņu, izmantojot Hielscher UP200ST ultraskaņas aparātu. Niosomu vidējais izmērs bija aptuveni 165,9 ± 9,4, un tām bija augsta vitanolīda A iekapsulēšanas efektivitāte (EE%).

Ar doksorubicīnu pildītas niosomas
Ar pretvēža zālēm doksorubicīnu pildītas N-palmitoilglikozamīna niosomas (Glu) pagatavoja, 1 h kratot NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), holesterīna (58 mg) un Solulan C24 (54 mg) maisījumu doksorubicīna šķīdumā (1,5 mg/ml, 2 ml, pagatavots PBS) 90°C temperatūrā, pēc tam 10 min apstrādājot ar ultraskaņas zondi (75% no maksimālā līmeņa).
Palmitoilglikolhitozāna (GCP) vezikulas pagatavoja, kā aprakstīts iepriekš (11), ar ultraskaņas zondi apstrādājot glikolhitozānu (10 mg) un holesterīnu (4 mg) doksorubicīna šķīdumā (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004)

Alternatīvas niosomu pagatavošanas metodes

Alternatīvas niosomu formulēšanas metodes, piemēram, reversās fāzes iztvaicēšanas metode vai zāļu uzņemšanas process, izmantojot transmembrānas pH gradientu, ietver ultraskaņas enerģijas izmantošanu. Abas metodes galvenokārt izmanto daudzlamelāru vezikulu (MLV) formulēšanai. Tālāk sniegts īss abu metožu un tajās ietvertā apstrādes ar ultraskaņu posma apraksts.

Apstrāde ar ultraskaņu niosomu sagatavošanā ar reversās fāzes iztvaicēšanas metodi

Reversās fāzes iztvaicēšanas (REV) metodē niosomu formulējuma sastāvdaļas izšķīdina ētera un hloroforma maisījumā un pievieno zāles saturošajai ūdens fāzei. Emulģēšanu ar ultraskaņu izmanto, lai maisījumu pārvērstu smalkdispersā emulsijā. Pēc tam organisko fāzi iztvaicē. Organiskā šķīdinātāja iztvaicēšanas laikā iegūtās niosomas ir lielas vienlamelāras vezikulas.

Zāļu uzņemšanas process, izmantojot transmembrānas pH gradientu

Zāļu uzņemšanas procesā, izmantojot transmembrānas pH gradientu (ar skābu vidi iekšpusē) un attālinātu iekapsulēšanu, virsmaktīvo vielu un holesterīnu izšķīdina hloroformā. Pēc tam šķīdinātāju iztvaicē vakuumā, lai uz apaļdibena kolbas sienas iegūtu plānu plēvi. Plēvi hidratē ar 300 mM citronskābi (pH 4,0), maisot suspensiju virpuļmaisītājā. Daudzlamelārās vezikulas trīs reizes sasaldē un atkausē, pēc tam apstrādā ar ultraskaņu, izmantojot zondes tipa ultraskaņas apstrādes ierīci. Šai niosomu suspensijai pievieno ūdens šķīdumu, kas satur 10 mg/ml zāļu, un samaisa virpuļmaisītājā. Pēc tam parauga pH paaugstina līdz pH 7,0–7,2 ar 1M dinātrija fosfātu. Tad maisījumu 10 minūtes karsē līdz 60°C. Ar šo metodi iegūst daudzlamelāras vezikulas. (sk. Kazi et al. 2010)

Niosomu izmēra samazināšana ar ultraskaņu

Niosomu izmērs parasti ir robežās no 10nm līdz 1000nm. Atkarībā no sagatavošanas metodes niosomas bieži ir samērā lielas un mēdz veidot agregātus. Tomēr konkrēts niosomu izmērs ir svarīgs faktors paredzētajam zāļu piegādes sistēmas veidam. Piemēram, ļoti mazs niosomu izmērs nanometru diapazonā ir vispiemērotākais sistēmiskai zāļu piegādei, kurā zālēm jāšķērso šūnu membrānas, lai sasniegtu mērķa vietu šūnā, savukārt lielākas niosomas ir ieteicamas intramuskulārai zāļu piegādei, zāļu piegādei ķermeņa dobumos vai oftalmoloģiskiem lietojumiem. Niosomu izmēra samazināšana ar ultraskaņu ir izplatīts posms ļoti iedarbīgu niosomu sagatavošanā. Ultraskaņas bīdes spēki deaglomerē un disperģē niosomas, veidojot monodispersas nanoniosomas.

Protokols – LipoNiosomes izmēra samazināšana ar ultraskaņu

Naderinezhad et al. (2017) formulēja biosaderīgas LipoNiosomes (niosomas un liposomas kombināciju), kas satur Tween 60: holesterīnu: DPPC (attiecībā 55 : 30 : 15 : 3) ar 3% DSPE-mPEG. Lai samazinātu sagatavoto LipoNiosomes izmēru, pēc hidratācijas suspensiju 45 min apstrādāja ar ultraskaņu (15 sekundes ieslēgta un 10 sekundes izslēgta, amplitūda 70% pie 100 vatu jaudas), izmantojot ultraskaņas homogenizatoru UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Vācija), lai samazinātu daļiņu agregāciju. pH gradienta metodē izžāvētās CUR, virsmaktīvo vielu un lipīdu plēves hidratēja ar 1300 mL amonija sulfāta (pH 1⁄4 4) pie 63 C 47 min. Pēc tam nanodaļiņas apstrādāja ar ultraskaņu virs ledus vannas, lai iegūtu mazas vezikulas.

Ultraskaņas apstrādes ierīces niosomu sagatavošanai

Hielscher Ultrasonic ir ilggadēja pieredze augstas veiktspējas ultraskaņas homogenizatoru projektēšanā, ražošanā, izplatīšanā un apkopē farmācijas, pārtikas un kosmētikas rūpniecībai.
Augstas kvalitātes niosomu, liposomu, cieto lipīdu nanodaļiņu, polimēru nanodaļiņu, ciklodekstrīnu kompleksu un citu nanostrukturētu zāļu nesēju izgatavošana ir procesi, kuros Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtas izceļas ar augstu uzticamību, nemainīgu izejas jaudu un precīzu vadāmību. Hielscher ultraskaņas iekārtas 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.
Hielscher ultraskaņas apstrādes iekārtu izturība nodrošina darbību 24/7 ar lielu slodzi un sarežģītos vides apstākļos.
Tālāk redzamā tabula sniedz priekšstatu par mūsu ultraskaņas iekārtu aptuveno apstrādes jaudu: