Famotidine is een veelgebruikte farmaceutische molecule die wordt gebruikt in maagzuurremmers. Om de slechte oplosbaarheid en de daaruit voortvloeiende slechte biobeschikbaarheid te overwinnen, kan famotidine worden geformuleerd in vast-lipide-nanodeeltjes met behulp van sonicatie als inkapselingstechniek.

Ultrasonisch Famotidine-Loaded Solid Lipid Nanodeeltjes

Sonication wordt op grote schaal gebruikt bij de productie van geneesmiddelen, vaccins en voedingssupplementen. Een belangrijke toepassing is de formulering, inkapseling en/of insluiting van bioactieve moleculen (d.w.z. drugssubstantie) in nanogestructureerde functionele afgiftesystemen voor geneesmiddelen zoals vaste-lipide-nanodeeltjes, liposomen, niosomen, insluitingscomplexen of polymere nanodeeltjes.

Famotidine

Famotidine is een H2-receptorblokker en de actieve stof in het veelgebruikte over-the-counter (OTC) maagzuurmiddel Pepcid. Oraal is de absorptie snel genoeg, maar famotidine kan worden afgebroken door maagzuur waardoor de dosis wordt verlaagd tot 35,8% na 50 minuten. Dit medicijn ondergaat ook een first-pass metabolisme waardoor de biologische beschikbaarheid ervan slechts tot 40-50% afneemt.
Vanaf eind april 2020 wordt famotidine ook bestudeerd als potentieel geneesmiddel voor de behandeling van patiënten die lijden aan het SARS-CoV-2 (coronavirus) dat de ziekte COVID-19 veroorzaakt. In een klinische studie krijgen patiënten met de ernstige coronavirusziekte COVID-19 intraveneus famotidine toegediend.
Gemeenschappelijke famotidine bevattende geneesmiddelen zijn bekend onder verschillende merknamen zoals Pepcid AC, Acid Controller, Pepcid, Acid Reducer (famotidine), Heartburn Prevention, en Heartburn Relief (famotidine).

Ultrasone voorbereiding van vaste-lipide nanodeeltjes

De ultrasone voorbereiding van famotidine-geladen vaste lipide nanodeeltjes (SLN's) is een eenvoudige en doeltreffende techniek om een kwalitatief hoogstaand nano-doseringssysteem voor geneesmiddelen te formuleren met een aanzienlijk verhoogde biologische beschikbaarheid.
Zai et al. (2019) bereidden vaste lipide nanodeeltjes (SLN's) met behulp van de ultrasoon ondersteunde hete emulsificatietechniek. Glycerylmonostearaat en Span 20 (3:1 w/w) mengsel werden gesmolten bij ca. 60°C en er werd famotidine (2 mg/mL total vol.) aan toegevoegd. Water met poloxamer (4mg/mL) werd eveneens bij ca. 60°C verwarmd en aan het gesmolten lipidenmengsel toegevoegd. De lipide en de waterige fase werden gemengd door een high-shear homogenisator bij 5.000 rpm gedurende 5 min., daarna werd er met een ultrasone sonde-type ultrasonicator gedurende 5 min. gesoneerd.
De resultaten toonden aan dat de famotidine-geladen vaste lipide nanodeeltjes een gemiddelde deeltjesgrootte hadden van gemiddeld 151,90 ± 26,05 nm en een relatief kleine grootteverdeling (0,35 ± 0,04). De famotidine-geladen vaste lipidennanopartikels hadden een hoog opsluitingsrendement van 82,30 ± 4,39 % en een verhoogde biobeschikbaarheid.

TEM-beeld van ultrasoon geprepareerde vaste lipide nanodeeltjes geladen met famotidine (schaalbalk 100nm)
Bron: Zai et al. 2019

Hoogwaardige ultrasonicatoren voor farmaceutische formuleringen

Hielscher Ultrasonics heeft jarenlange ervaring in het ontwerp, de productie, de distributie en de service van hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor de farmaceutische en voedingsindustrie.
De voorbereiding van hoogwaardige vaste lipide nanodeeltjes, nanogestructureerde lipidedragers, liposomen, niosomen en cyclodextrine insluitingscomplexen zijn processen, die door Hielscher ultrasone systemen met een hoge betrouwbaarheid en superieure kwaliteit worden gebruikt. Hielscher ultrasoonsystemen zorgen voor een nauwkeurige controle over alle procesparameters, zoals amplitude, temperatuur, druk en sonische energie. De intelligente software protocolleert automatisch alle geluidsparameters (tijd, datum, amplitude, netto-energie, totale energie, temperatuur, druk) op de ingebouwde SD-kaart.
Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators: