Kāpēc izvēlēties nanoformulētus medikamentus?

• Ar ultraskaņu iegūtas nanoemulsijas ir izcili zāļvielu nesēji, jo to solubilizācijas spēja ir ievērojami augstāka nekā vienkāršiem micelāriem šķīdumiem.
• To termodinamiskā stabilitāte sniedz priekšrocības salīdzinājumā ar nestabilām sistēmām, piemēram, makroizmēra emulsijām, dispersijām un suspensijām.
• Hielscher ultraskaņas ierīces izmanto, lai iegūtu nanoemulsijas ar pilieniem, kuru izmērs ir pat tikai 10nm – gan neliela mēroga, gan rūpnieciskā ražošanā.

Farmaceitiskās nanoformulācijas, kas iegūtas ar lieljaudas ultraskaņu

Tā kā farmakoloģiskā iedarbība lielākoties ir tieši saistīta ar koncentrāciju plazmā, aktīvo farmaceitisko vielu uzsūkšanās un biopieejamība ir izšķiroši svarīga. Fitoķīmisko vielu, piemēram, kanabinoīdu (t. i., CBD, THC, CBG un citu) vai kurkuminoīdu, biopieejamību ierobežo slikta šķīdība, vāja permeācija, zema sistēmiskā pieejamība, nestabilitāte, intensīvs pirmā loka metabolisms vai noārdīšanās kuņģa un zarnu traktā.
Nanoformulācijas, piemēram, nanoemulsijas, liposomas, micellas, nanokristālus vai ar vielām pildītas nanodaļiņas, izmanto farmaceitiskajos preparātos un uztura bagātinātājos, lai uzlabotu zāļvielu piegādi un/vai nodrošinātu to mērķētu piegādi. Nanoemulsijas ir pazīstamas kā ļoti labi nesēji, kas nodrošina augstu aktīvo farmaceitisko vielu (APIs) un fitoķīmisko savienojumu biopieejamību. Turklāt nanoemulsijas var arī aizsargāt aktīvās farmaceitiskās vielas, kas var būt jutīgas pret hidrolīzi un oksidēšanos. O/W nanoemulsijās iekapsulētas aktīvās farmaceitiskās vielas un fitoķīmiskās vielas (piemēram, kanabinoīdi, kurkuminoīdi) ir pārbaudītas dažādos zinātniskos pētījumos un ir labi nostiprinājušās kā zāļvielu nesēji ar augstākiem uzsūkšanās rādītājiem.

Iekšķīgi lietojamu zāļu nanoemulģēšana ar ultraskaņu

Iekšķīgi lietotu flavonoīdu, kā arī daudzu citu fenola tipa aktīvo vielu biopieejamību būtiski ierobežo intensīva pirmā loka glikuronidācija. Lai pārvarētu zemas biopieejamības radītos ierobežojumus, nanometru izmēra nesēji, piemēram, nanoemulsijas un liposomas, ir plaši izvērtēti dažādām zāļvielām un uzrādījuši lieliskus rezultātus uzsūkšanās uzlabošanā.
Paklitaksels: Ar paklitakselu (ķīmijterapijas zāļvielu, ko izmanto vēža ārstēšanā) pildītām nanoemulsijām pilienu izmērs bija no ~90,6nm (mazākais vidējais daļiņu izmērs) līdz 110nm.
“Farmakokinētisko pētījumu rezultāti liecināja, ka paklitaksela iekapsulēšana nanoemulsijās ievērojami palielināja paklitaksela biopieejamību pēc iekšķīgas lietošanas. Paaugstināto nanoemulsijās esošā paklitaksela biopieejamību pēc iekšķīgas lietošanas, kas novērtēta pēc laukuma zem līknes (AUC), varētu skaidrot ar zāļvielas solubilizāciju eļļas pilienos un/vai virsmaktīvo vielu klātbūtni eļļas un ūdens fāžu robežvirsmā. Paklitaksela pastiprināto uzsūkšanos var skaidrot arī ar zāļvielas aizsardzību gan pret ķīmisku, gan enzīmu izraisītu noārdīšanos. Literatūrā ir ziņots par dažādu hidrofobu zāļvielu uzlabotu biopieejamību pēc iekšķīgas lietošanas O/W tipa emulsijās.” [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoīdi: Lu et al. (2017, 53. lpp.) apraksta ar ultraskaņu ekstrahētu kurkuminoīdu preparāta iegūšanu, kurā kurkuminoīdi ar ultraskaņu emulģēti nanoemulsijā. Kurkuminoīdus ekstrahēja etanolā, apstrādājot ar ultraskaņu. Nanoemulģēšanai flakonā ievietoja 5mL kurkuminoīdu ekstrakta un slāpekļa atmosfērā iztvaicēja etanolu. Pēc tam pievienoja 0,75 g lecitīna un 1 mL Tween 80 un samaisīja līdz viendabīgai konsistencei, pēc kā pievienoja 5,3mL dejonizēta ūdens. Maisījumu rūpīgi samaisīja un pēc tam apstrādāja ar ultraskaņu.
Nanoemulģēšanas ar ultraskaņu rezultātā ieguva viendabīgu kurkuminoīdu nanoemulsiju ar vidējo daļiņu izmēru 12,1 nanometrs un sfērisku formu, ko noteica ar TEM (skatīt attēlu zemāk).

Att.: kurkuminoīdu dispersijas daļiņu izmēru sadalījums, kas noteikts ar DLS (A), un TEM attēls (B), kā arī daļiņu izmēru sadalījums, kas iegūts tieši no TEM attēla (C).
(Attēls un pētījums: © Lu et al., 2017)

Polimērus, piemēram, pienskābes un glikolskābes kopolimēru (PLGA) vai polietilēnglikolu, bieži izmanto kā galveno komponentu, lai uzlabotu iekapsulēšanu un palielinātu gan stabilitāti, gan perorālo biopieejamību. Tomēr polimēru izmantošana ir saistīta ar lielāku daļiņu izmēru (bieži >100nm). Lu et al. sagatavotās kurkuminoīdu nanoemulsijas daļiņu izmērs bija ievērojami mazāks – 12–16nm. Uzlabojās arī glabāšanas ilgums, un mūsu kurkuminoīdu nanoemulsija saglabāja augstu stabilitāti 6 mēnešu glabāšanas laikā 4℃ un 25℃ temperatūrā, par ko liecināja vidējais daļiņu izmērs pēc ilgstošas glabāšanas – attiecīgi 12,4 ± 0,5nm un 16,7 ± 0,6nm.

Farmaceitisko palīgvielu un ultraskaņas nanoemulģēšanas ietekme

Dong et al. pētīja 21 farmaceitisko palīgvielu un to ietekmi uz modeļflavonoīda hrizīna biopieejamību. Piecas palīgvielas – proti, Brij 35, Brij 58, labrasol, nātrija oleāts un Tween20 – būtiski inhibēja hrizīna glikuronidāciju. Nātrija oleāts bija visspēcīgākais glikuronidācijas inhibitors.

Mebudipīns: Khani et al. (2016) ziņo par mebudipīnu saturošas nanoemulsijas formulēšanu; tā saturēja etiloleātu, Tween 80, Span 80, polietilēnglikolu 400, etanolu un dejonizētu ūdeni un tika sagatavota, izmantojot zondes tipa ultraskaņas ierīci. Viņi konstatēja, ka optimāla sastāva daļiņu izmērs bija 22,8 ± 4,0 nm, un mebudipīna nanoemulsijas relatīvā biopieejamība palielinājās aptuveni 2,6 reizes. In vivo eksperimentu rezultāti parādīja, ka nanoemulsijas zāļu forma spēja būtiski palielināt mebudipīna biopieejamību salīdzinājumā ar suspensiju, eļļā šķīstošu šķīdumu un micelāru šķīdumu.

Ultraskaņas nanoemulsija zāļu ievadīšanai acīs

Acīs lietojamas nanoemulsijas, piemēram, oftalmoloģisko zāļu ievadīšanai, ir sagatavotas, lai panāktu labāku pieejamību, ātrāku penetrāciju un augstāku efektivitāti.
Ammar et al (2009) iestrādāja dorzolamīda hidrohlorīdu nanoemulsijā (izmēru diapazons 8,4–12,8nm), lai panāktu spēcīgāku iedarbību glaukomas ārstēšanā, samazinātu lietošanas reižu skaitu dienā un uzlabotu pacientu līdzestību salīdzinājumā ar parastajiem acu pilieniem. Izstrādātās nanoemulsijas nodrošināja ātru zāļu iedarbības sākumu un ilgstošu iedarbību, kā arī paaugstinātu zāļu biopieejamību salīdzinājumā ar parasto tirgū pieejamo produktu.
ar augstu terapeitisko efektivitāti

Morsi et al. (2014) sagatavoja acetazolamīdu saturošas nanoemulsijas šādi: 1% w/w acetazolamīda (ACZ) apstrādāja ar ultraskaņu maisījumos, kas saturēja virsmaktīvo vielu / līdzvirsmaktīvo vielu / eļļu, līdz zāļviela pilnībā izšķīda; pēc tam pa pilieniem pievienoja ūdens fāzi, kas saturēja 3% w/w dimetilsulfoksīda (DMSO), lai sagatavotu nanoemulsijas ar 39% w/w ūdens fāzes, savukārt nanoemulsiju ar 59% ūdens saturu sagatavošanai izmantoja ūdens fāzi, kas saturēja 20% DMSO. DMSO pievienoja, lai novērstu jebkādu zāļvielas izgulsnēšanos pēc ūdens fāzes pievienošanas. Nanoemulsijas sagatavoja ar vidējo pilienu izmēru 23,8–90,2nm. Nanoemulsijas, kas sagatavotas ar lielāku ūdens saturu – 59% –, uzrādīja visaugstāko zāļvielas izdalīšanos.
Nanoemulģētais acetazolamīds tika veiksmīgi iestrādāts nanoemulsijas formā, kas uzrādīja augstu terapeitisko efektivitāti glaukomas ārstēšanā un ilgstošu iedarbību.

Augstas veiktspējas ultraskaņas ierīces nanoemulģēšanai un nanoiekapsulēšanai

Hielscher Ultrasonics piedāvā ultraskaņas sistēmas no kompaktiem laboratorijas homogenizatoriem līdz pilnībā nokomplektētiem rūpnieciskiem risinājumiem. Lai ražotu augstākās farmaceitiskās kvalitātes nanoemulsijas, izšķiroši svarīgs ir uzticams emulģēšanas process. Hielscher plašais sonotrodu, plūsmas šūnu un papildaprīkojumā pieejamā ieliktņa MultiPhase Cavitator MPC48 klāsts ļauj mūsu klientiem iestatīt optimālus apstrādes apstākļus, lai ražotu nanomēroga emulsijas ar standartizētu, uzticamu un nemainīgu kvalitāti. Hielscher ultraskaņas iekārtas ir aprīkotas ar vismodernāko darbības un vadības programmatūru – tā nodrošina uzticamu standartizētu farmaceitisko preparātu un farmaceitiskās kvalitātes uztura bagātinātāju ražošanu.
Sazinieties ar mums jau šodien, lai uzzinātu par iespējām izstrādāt aktīvo farmaceitisko vielu un fitoķīmisko savienojumu nanoformulācijas ar ultraskaņu!