Hielscher ultraskaņas tehnoloģija

Ultraskaņas ārstēšana farmaceitisko nanodaļiņas

Ultraskaņa ir inovatīva tehnoloģija, kuru veiksmīgi izmanto sonochemical Sintēze, Deagglomeration, Dispersijas, Emulģējošs, funkcionalizācija un daļiņu aktivizēšana. Īpaši nanotehnologijas Ultrasonication ir ļoti svarīga tehnika, lai sintēzes un pārstrādes mērķiem Nano izmēra materiāliem. Tā kā nanotehnoloģijas ir ieguvušas šo izcilo zinātnisko ieinteresētību, nanoizmēra daļiņas tiek izmantotas ārkārtīgi daudzās zinātnes un rūpniecības jomās. Pharma filiāle ir atklājusi augstu potenciālu šo elastīgo un mainīgā materiāla, too. Līdz ar to nanodaļiņas ir iesaistītas dažādās funkcionālās lietojumprogrammās farmācijas rūpniecībā, tie ietver:

  • narkotiku piegāde (pārvadātājs)
  • diagnostikas produkti
  • produktu iepakojums
  • biomarkeras atklāšana

Nanomateriāli farmācijas jomā

Jo īpaši, narkotiku piegādi, izmantojot nanodaļiņas jau ir pierādīta metode, lai nodrošinātu aktīvu aģentu, kas ir ievadīts pirms iekšķīgas vai injekcijas. (Bawa 2008) Nano-formulētas narkotikas var dozēts un piegādā daudz efektīvāk kā jaunas metodes atvērt pilnīgi jaunus veidus medicīnisko ārstēšanu. Šī augsta potenciāla tehnoloģija palīdz piegādāt narkotikas, siltumu vai citas aktīvās vielas konkrētām šūnām, t.i., slimiem asinsķermenīši. Ar šo tiešo narkotiku piegādi, veselīgas šūnas nemierīgs ar narkotiku ietekmi. Viena lauka, ka Nano-formulētas narkotikas jau liecina, to daudzsološi rezultāti ir vēža terapija. In vēža terapijā tā ir liela priekšrocība Nano-sized vielas, kas augstu devu narkotiku molekulām var piegādāt tieši uz audzēja šūnām maksimālu ietekmi, vienlaikus samazinot blakusparādības uz citiem orgāniem. (Liu et al. 2008) Šī priekšrocība ir nanoizmēra, ka daļiņas spēj nodot šūnu sieniņas un membrānas un atbrīvot narkotiku aktīvās vielas tieši mērķa šūnās.

Nanomateriālu pārstrāde

Tā kā nanomateriālus definē kā daļiņas, kuru izmēri ir mazāki par 100nm, tas nozīmē, ka šo vielu ražošanai un pārstrādei ir vajadzīgi lielāki centieni.
Lai izveidotu un apstrādātu nanodaļiņas, aglomerāti ir sadalīti un līmēšanas spēki ir jāpārvar. ultraskaņas kavitācija ir labi pazīstama tehnoloģija, kas ļauj deaglomerēt un izkliedēt nanomateriālus. Par nanomateriālu un formu daudzveidību tiek atvērta kolektora izmaiņas farmācijas pētniecībā. oglekļa nanocaurules (CNTs) ir liels iekšējais tilpums, kas ļauj vairāk zāļu molekulu iekapsulē, un tās ir atšķirīgas iekšējās un ārējās virsmas functionalization. (Hilder et al. 2008) Līdz ar to, CNTs spēj pārvadāt dažādas molekulas, piemēram, aktīvo vielu, DNS, olbaltumvielas, peptīdi, mērķauditorijas ligandiem utt šūnās. CNTs ir atzīti par piemītošo nanomateriālu un ieguvuši statusu vienam no aktīvākajiem nanozinātnes un nanotehnoloģiju laukiem. MWCNT sastāv no 2 – 30 koncentric grafiskajiem slāņiem, kuru diametrs svārstās no 10 līdz 50 nm un garums pārsniedz 10 μm. No otras puses, SWCNT ir daudz plānāks, ar diametru robežās no 1,0 līdz 1,4 nm. (Srinivasan 2008) Šūnās var iekļūt nanodaļiņas, kā arī nanocaurules, un tās var pilnībā uzņemt. Jo īpaši ir zināms, ka funtionalizētas Carbon nanocaurules (f-CNTs) uzlabo šķīdību un nodrošina efektīvu audzēja mērķauditorijas atlasi. Līdz ar to, f-CNTs, SWNTs un MWNTs ir liegts būt citotoksisks (= toksisks šūnām) un mainot funkciju imūnsistēmu. Piemēram, Oglekļa nanocaurules ar vienu sienu (SWCNTs) augstas tīrības var ražot uz SONOCHEMICAL veidā: augstas tīrības SWCNTs var iegūt šķidrā šķīdumā ar sonicating silikagēla pulveri 20 min. istabas temperatūrā un apkārtējās vides spiedienā. (Srinivasan 2005)

Sonoķīmiski sagatavotas viensienu oglekļa nanocaurules (SWNTs/SWCNTs)

1. att.: SWCNTs Sonoķīmiskā ražošana. silīcija dioksīds pulveris ferrocenēna-ksilola maisījuma šķīdumā ir ultrasonēts 20 min. istabas temperatūrā un zem apkārtējā spiediena. Sonication ražo augstas tīrības SWCNTS uz virsmas silīcija pulveri. (Jeong et al. 2004)

Funkcionalizētas oglekļa nanocaurules (f-CNTs) var darboties arī kā vakcīnu piegādes sistēmas. Pamatkoncepcija ir saistīt antigēnu ar oglekļa nanocaurulēm, saglabājot tās uzbūvi, tādējādi inducējot antivielu reakciju ar pareizo specifiku.
Keramikas nanodaļiņas, t. i., iegūtas no silīcija dioksīds, titania vai alumīnija oksīda, iezīme ir poraina daļiņu virsma, kas padara tos ideāls narkotiku pārvadātājs.

Ultraskaņas sintēze un nanodaļiņu nogulsnēšanās

Nanodaļiņas var ģenerēt no apakšas uz augšu sintēzē vai izgulsnējot. Sonokīmija ir viena no pirmajām metodēm, ko izmanto, lai sagatavotu nanoizmēra savienojumus. Suslick viņa sākotnējā darbā, apstrādāt ultraskaņu Fe (CO) 5 vai nu kā veikls šķidrums vai deaclin šķīdumā un kas iegūti 10-20nm lieluma amorfas dzelzs nanodaļiņas. Parasti supersaturated maisījums sāk veidojot cietas daļiņas no ļoti koncentrēts materiāls. Ultrasonication uzlabo sajaukšanos pirms cursors un palielina masu pārneses pie daļiņu virsmas. Tas noved pie mazāku daļiņu izmēru un augstāku viendabīgumu.

Ultraskaņas homogenizatori ļauj efektīvi izkliedot, Deagglomeration un mfunctionalization Nano materiālus.

Pic. 1: Hielscher laboratorijas ierīce UP50H mazu tilpumu apstrādei ar ultraskaņu, piemēram, disperģējot MWNTs.

Ultraskaņas Funkalizācija nanodaļiņu

Lai iegūtu nanodaļiņas ar specifiskām īpašībām un funkcijām, ir jāmaina daļiņu virsma. Dažādas nanosistēmas, piemēram, polimēra nanodaļiņas, liposomas, dendrimers, oglekļa nanocaurules, kvantu punkti utt., var sekmīgi funkcionalizēt, lai efektīvi izmantotu farmaceitiskos līdzekļus.
Lai funkcionalizētu pilnu virsmu katrai atsevišķai daļiņai, ir nepieciešama laba dispersijas metode. Izkliedētas daļiņas parasti ieskauj daļiņu virsmai piesaistītos molekulu robežslānis. Lai jaunas funkcionālās grupas varētu nokļūt līdz daļiņu virsmai, šis robežslānis ir sadala vai noņem. Šķidrums sprauslas, kas rodas ultraskaņas kavitācija var sasniegt ātrumu līdz 1000km/h. Šis stress palīdz pārvarēt piesaista spēkus un veic funkcionālās molekulas daļiņu virsmas. Sonoķīmijā šis efekts tiek izmantots izkliedēto katalizatoru veiktspējas uzlabošanai.

Praktisks piemērs:

Ultraskaņas Funkcionalizācija SWCNTs ar PL-PEG: Zeineldin et al. (2009) pierādīja, ka vienas sienu oglekļa nanocauruļu (SWNTs) izkliede ultrasonication ar fosfolipīdu-polietilēnglikolu (PL-PEG) to fragmenti, tādējādi traucējot tās spēju bloķēt nespecifisku uzņemšanu šūnās. Tomēr nefragmentēta PL-PEG veicina mērķtiecīgu SWNTs specifisku šūnu uzņemšanu divās atšķirīgās receptoros, ko izsaka vēža šūnas. Ultraskaņas apstrāde PL-PEG klātbūtnē ir kopēja metode, ko izmanto, lai izkliedē vai funkcionalizētu oglekļa nanocaurules, un PEG integritāte ir svarīga, lai popularizētu ligand-funkalizēto nanocauruļu šūnu uzņemšanu. Tā kā sadrumstalotība ir iespējamās sekas ultrasonication, tehnika parasti izmanto, lai izkliedēt SWNTs, tas varbūt bažas par dažiem lietojumiem, piemēram, narkotiku piegādi.

Ultraskaņas izkliedējošas iekārtas, piemēram, ultrasonikators UP400S ir ideāls līdzeklis, lai izkliedēt un sadrumstalot SWCNTs, lai sagatavotu farmaceitiskās vielas.

2. att.: SWCNTs ultraskaņas dispersija ar PL-PEG (Zeineldin et al. 2009)

Ultraskaņas liposomu veidošanās

Vēl viens veiksmīgs ultraskaņas pielietojums ir liposomu un nano-liposomu sagatavošana. Liposomu narkotiku un gēnu piegādes sistēmām ir nozīmīga loma kolektora terapijā, bet arī kosmētikā un barošanās. Liposomas ir labi nesēji, jo ūdenī šķīstoši aktīvie aģenti var tikt ievietoti liposomu ūdens centrā vai, ja aģents ir taukos šķīstošs, lipīdu slānī. Liposomas var veidoties ultrasonikas izmantošana. Galvenais materiāls liposomu preperācijas ir amphilu molekulas, kas iegūti vai pamatojoties uz bioloģisko membrānu lipīdiem. Mazu unilamelāru pūslīšiem (SUV) veidošanās gadījumā lipīdu dispersija maigi ir ultrasonicated – piemēram, lietojot rokas ultraskaņas ierīci UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter vai ultraskaņas reaktorā UTR200 – ledus vannā. Šādas ultraskaņas apstrādes ilgums ilgst aptuveni 5 – 15 minūtes. Vēl viena metode, kā ražot mazas vienlameles pūslīšos, ir daudzlamelāro pūslīšiem liposomu ultraskaņu.
Dinu-Pirvu et al. (2010) nodrošina transferosomes iegūšanu, izmantojot sonicating, istabas temperatūrā.
Hielscher Ultrasonics piedāvā dažādas ultraskaņas ierīces, sonotrodes un piederumus, lai apmierinātu prasību par visu veidu procesiem.

Ultraskaņas vielu ieksalšana liposomās

Liposomas darbojas kā aktīvo aģentu nesējvielas. Ultraskaņas ir efektīvs līdzeklis, lai sagatavotu un veidotu liposomas aktīvo vielu ievilkā. Pirms iekapsulēšanas liposomām ir tendence veidot klasterus polāro galviņu (Míckova et al. 2008), kas saistīta ar fosfolipīdu, turklāt tās ir jāatver. Piemēram, Zhu et al. (2003) apraksta biotīnu pulvera iekonēšanu liposomās ar ultrasonikāciju. Tā kā biotīns pulveris tika pievienots vezikulu suspensijas šķīdumā, šķīdums ir apstrādāt ultraskaņu aptuveni 1 stundu. Pēc šīs ārstēšanas biotīns tika notverts liposomās.

Liposomālās emulsijas

Lai veicinātu mitrinošu vai pretnovecošanās krēmi, losjonus, gēlus un citus kosmeceutiskos formulējumus, liposomālo dispersiju papildina ar emulgatoru, lai stabilizētu lielāku lipīdu daudzumu. Taču izmeklēšana parādīja, ka liposomu spēja parasti ir ierobežota. Pievienojot emulgatorus, šis efekts parādīsies agrāk, un papildu emulgatori var vājināt fosfatidilholīna barjeras afinitāti. Nanodaļiņas – kas sastāv no fosfatidilholīna un lipīdu – ir atbilde uz šo problēmu. Šīs nanodaļiņas veido eļļas pilienu, kas pārklāta ar fosfatidilholīna monoslāni. Nanodaļiņu izmantošana ļauj formulējumus, kas spēj absorbēt vairāk lipīdus un paliek stabili, lai papildu emulgatori nav vajadzīgi.
Ultrasonication ir pierādīta metode, lai ražotu nanoemulsijas un nanodispersiju. Ļoti intensīva ultraskaņa nodrošina jaudu, kas nepieciešama, lai disperģtu šķidru fāzi (izkliedētu fāzi) mazos pilieniem otrajā fāzē (nepārtrauktā fāze). Izkliedējošās zonās, imploding Kavitāciju burbuļi izraisīt intensīvu triecienu viļņi apkārtējo šķidrumu un rezultātā veidošanās šķidro strūklu augsta šķidruma ātrumu. Lai stabilizētu no jauna izveidotos pilienus izkliedēšanās fāzē pret sakopšanos, emulsiju papildina ar emulgatoriem (virsmaktīvajām vielām, virsmaktīvajām vielām) un stabilizatoriem. Tā kā pilienu koncentrācija pēc pārrāvumu ietekmē galīgo nomestupa izmēru sadali, efektīvi stabilizētāji emulgatori tiek izmantoti, lai uzturētu gala pilienu izmēra sadalījumu tādā līmenī, kas ir vienāds ar sadalījumu tūlīt pēc pilienu pārrāvumu ultraskaņas izkliešanas zonā.

Liposomālās dispersijas

Liposomālās dispersijas, kuru pamatā ir nepiesātināts fosfatidilhlors, trūkst stabilitātes pret oksidēšanos. Dispersijas stabilizāciju var panākt ar antioksidantiem, piemēram, ar C un E vitamīnu kompleksu.
Ortan et al. (2002), kas sasniegti pētījumā par Anethum ultraskaņas preparāta ēterisko eļļu liposomu labiem rezultātiem. Pēc apstrādes ar ultraskaņu liposomu dimensija bija starp 70-150 nm un MLV starp 230-475 nm; šīs vērtības bija aptuveni nemainīgas arī pēc 2 mēnešiem, bet izbeidza pēc 12 mēnešiem, jo īpaši SUV dispersijas (skatīt histogrammas zemāk). Stabilitātes mērījums attiecībā uz ēterisko eļļas zudumu un lieluma sadalījumu arī parādīja, ka liposomālā dispersiju saglabāja gaistošās eļļas saturu. Tas liek domāt, ka ēteriskās eļļas ievilšana liposomās palielināja eļļas stabilitāti.

Ultrasoniski sagatavotas daudzlameles pūslīšiem (MLV) un vienas vienlamelāras pūslīšiem (SUV) rāda labu stabilitāti, kas saistīta ar ēteriskās eļļas zudumu un daļiņu lieluma sadali.

3. attēls: Ortan et al. (2009): MLV un SUV dispersiju stabilitāte pēc 1 gada. Liposomālās zāļu formas tika uzglabātas 4 ± 1 ° C temperatūrā.

Uzklikšķināt šeit, lai uzzinātu vairāk par ultraskaņas liposomu preparāts!

Ultraskaņas efekti

Blakus nanodaļiņu ultraskaņas ražošanai, šo vielu pārstrāde ir plašs lauks lietojumiem ultrasonication. Aglomerātiem jābūt saplīušiem, daļiņām jābūt detangled un/vai izkliedētām, tām jābūt aktivētām vai funkcionalizētajām, un nano-pilienu emulģē. Attiecībā uz visiem šiem apstrādes posmiem, ultraskaņa ir pierādīta būtiska metode. Lieljaudas ultraskaņa rada intensīvu efektu. Kad sonicating šķidrumus ar augstu intensitāti, skaņas viļņi, kas izplatīt vērā šķidro plašsaziņas līdzekļu rezultātā pārmaiņus augsta spiediena (kompresijas) un zema spiediena (rarefaction) cikli, ar likmēm, atkarībā no frekvences. Zema spiediena cikla laikā augstas intensitātes ultraskaņas viļņi rada nelielus vakuuma burbuļus vai tukšumu šķidrumā. Kad burbuļi sasniegt tilpumu, kurā tie vairs nevar absorbēt enerģiju, tie sabrukt spēcīgi augsta spiediena ciklā. Šo parādību dēvē kavitācija.
Kavitāciju sabrukums burbuļi rezultātus mikro satricinājumi un mikro-strūklu līdz 1000km/h. lielas daļiņas ir pakļauti virsmas erozija (caur kavitāciju sabrukumu apkārtējā šķidrumā) vai daļiņu lieluma samazināšanu (sakarā ar skaldīšanu caur sadursmes starp daļiņām vai KAVITĀCIJAS burbuļu sabrukšanu uz virsmas). Tas noved pie krasā paātrinājuma difūzijas, masu pārneses procesus un cietās fāzes reakcijas kristalīta lieluma un struktūras maiņas dēļ. (Suslick 1998)

Ultraskaņas apstrādes iekārtas

Hielscher ir augstākā piegādātājs augstas kvalitātes un augstas veiktspējas Ultraskaņas pārstrādātājiem lab un rūpnieciskai lietošanai. Ierīces diapazonā no 50 vati līdz 16 000 vati ļauj atrast pareizo ultraskaņas procesoru katram apjomam un katram procesam. Pēc to augstas veiktspējas, uzticamības, robustuma un vienkāršas darbības ultraskaņas apstrāde ir būtisks paņēmiens nanomateriālu sagatavošanai un apstrādei. Aprīkots ar CIP (tīru-in-vietā) un SIP (sterilizē-in-vietā), Hielscher ultraskaņas ierīces garantē drošu un efektīvu ražošanu saskaņā ar farmācijas standartiem. Visus īpašos ultraskaņas procesus var viegli pārbaudīt laboratorijā vai stendā-top skalā. Šo pētījumu rezultāti ir pilnīgi reproducēšanai, lai šādu mērogu-up ir lineagri un to var viegli izdarīt bez papildu centieniem attiecībā uz procesu optimizāciju.

Sono-sintēzi var veikt kā partiju vai kā nepārtrauktu procesu.

Pic. 2: ultraskaņas plūsmas šūnu reaktors ļauj nepārtrauktai apstrādei.

Literatūra / Literatūras saraksts

  • Bawa, Raj (2008): nanodaļiņu bāzes terapeitiskie līdzekļi cilvēkiem: aptauja. In: nanotehnoloģiju Law & Bizness, vasara 2008.
  • Dinu-Pirvu, Cristina; Hlevca, Cristina; Ortan, Alina; Prisada, Razvan (2010): elastīgs vezikulu kā narkotiku pārvadātājiem, gan ādu. In: farmacia Vol. 58, 2/2010. Bukareste.
  • Hilder, Tamsyn A.; Hill, James M. (2008): Iekuzsulēšana pretvēža zāļu cisplatīna nanocaurulēs. ICONN 2008. http://ro.uow.edu.au/infopapers/704
  • Jeong, so-hwan; Ko, ju-hye; Park, Jing-bong; Park, Wanjun (2004): SONOCHEMICAL ceļš uz vienas sienas oglekļa nanocaurules saskaņā apkārtējās vides apstākļos. In: Amerikas ķīmijas biedrības 126/2004; 15982-15983. lpp.
  • Ko, Weon BAE; Park, Byoung EUN; Lee, Young min; Hwang, Sung Ho (2009): fullerene [C60] sintēze-zelta nanodaļiņas, izmantojot nejonu virsmaktīvo tantspolyorbātu 80 un brij 97. In: Journal keramikas apstrādes pētniecības Vol. 10, 1/2009; PP. 6-10.
  • Liu, Zhuang; Chen, Kai; Davis, Corrine; , Sāra, CaO, Qizhen; Chen Xiaoyuan; Dai, Hongjie (2008): narkotiku piegāde ar oglekļa Nanocaurulītēm in vivo vēža ārstēšanā. In: vēzis Research 68; 2008.
  • Mícková, A.; Kovskis, K.; Kolárová, H.; Gārs, a.; Kolár, P.; Sunka, P.; Pabinieks, M.; Jakubová, R.; Benes, J.; Kolácná, L.; Plánka, A.; Amlers, E. (2008): ultraskaņas šoka vilnis kā kontroles mehānisms liposomu zāļu piegādes sistēmai iespējamai lietošanai sastatnes, kas implantēti dzīvniekiem ar jatrogēnu Artikulāru skrimšļa defektiem. : ACTA Veterianaria Brunensis Vol. 77, 2008; 285-280. lpp.
  • Nahar, M.; Dutta, T.; Kurmja, d. Anmanis, A.; Miķra, D. Rajkumar, V.; Taras, M.; , Jain, N. K. (2006): funkcionālās polimēra nanodaļiņas: efektīvs un daudzsološs instruments aktīvai bioactives piegādei. In: kritisks atsauksmes terapeitiskās narkotiku Nesējsistēmās, Vol. 23, 4/2006; 259-318. lpp.
  • Ortan, Alina; Campeanu, GH.; Dinu-Pirvu, Cristina; Popescu, Lidia (2009): pētījumi par Anethum graveolens ēteriskās eļļas liposomās. In: Poumanian biotehnoloģiskie burti Vol. 14, 3/2009; 4411-4417. lpp.
  • Srinivasan, C. (2008): Oglekļa nanocaurulītes vēža terapijā. In: pašreizējā zinātne, Vol. 93, no. 3, 2008.
  • Srinivasan, C. (2005) "SOUND" metode viensienu oglekļa nanocauruļu sintēzei apkārtējās vides apstākļos. In: pašreizējā zinātne, Vol. 88, no. 1, 2005. 12-13. lpp.
  • Ar to, ka (1998): Kirk-Othmer enciklopēdija, ķīmiskās tehnoloģijas; 4. Ed. J. Wiley & Dēli: Ņujorka, 26. sēj., 1998. 517-541. lpp.
  • Zeineldin, reema; Al-Haik, Marwan; Hudson, Laurie G. (2009): loma polietilēnglikola integritāti īpašās receptora mērķauditorijas oglekļa nanocaurules vēža šūnām. In: Nano burti 9/2009; 751-757. lpp.
  • Zhu, Hai Feng; Li, Jun bai (2003): biotīnu-funkcionalizētu liposomu atzīšana. In: Ķīnas ķīmijas vēstuļu Vol. 14, 8/2003; 832-835. lpp.

Sazinieties ar mums / lūdzam papildu informāciju

Runājiet ar mums par savām apstrādes prasībām. Mēs iesakām vispiemērotākās uzstādīšanas un apstrādes parametrus savam projektam.





Lūdzu, ņemiet vērā mūsu Privātuma politika.