Ultradźwiękowa szczepionka donosowa przeciwko S. Pneumoniae w postaci nanokapsułek
Zalety szczepionek zawierających nanocząstki S. pneumoniae
Mott i wsp. (2013) określili skuteczność donosowego podawania 234 ± 87,5 nm poli-laktowo-ko-glikolowej szczepionki w postaci nanocząsteczek kwasu mlekowego w ustanowieniu ochrony przed eksperymentalnym zakażeniem pneumokokami oddechowymi. Nanocząsteczki otaczające ciepło zabite Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) zatrzymywały się w płucach 11 dni po podaniu nosowym w porównaniu z pustym NP. Immunizacja NP-HKSP wytworzyła istotną oporność na działanie NP-HKSP. S. pneumoniae w porównaniu z podaniem samego HKSP. Zwiększona ochrona korelowała ze znaczącym wzrostem odpowiedzi cytokin IFN-c związanych z antygenem, w porównaniu z limfocytami płucnymi. W niniejszej pracy ustalono skuteczność technologii opartej na NP jako nieinwazyjnego i ukierunkowanego podejścia do uodporniania nosa i płuc na infekcje płucne.
Protokół przygotowania ultradźwiękowych nanocząsteczek
ultradźwiękowy lizę
1×106 nanocząsteczki otaczające zabite na gorąco Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) analizowano metodą sonikacji w 200µl soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS), a 70 mg kwasu mlekowego-co-glikolowego (PLGA) rozpuszczono w 1 ml octanu etylu. Te dwa roztwory zostały wymieszane i wymieszane z maksymalną prędkością przez 1 min. w celu utworzenia pierwotnej emulsji woda w oleju.
Enkapsulacja ultradźwiękowa
Metoda podwójnej emulsji: Emulsja pierwotna została następnie zmieszana z 3 ml 1 % roztworu alkoholu poliwinylowego (PVA). Roztwór ten był sonikowany przy użyciu procesora ultradźwiękowego. Uf200 ः (Hielscher Ultrasonics GmbH, Niemcy) przy 40 % amplitudzie przez 2 minuty w trybie ciągłym (100% cyklu), w czystej szklanej fiolce zanurzonej w lodzie w celu rozproszenia ciepła, aby przygotować HKSP z nanocząsteczkami PLGA w obudowie. Roztwór został następnie rozcieńczony do 20 ml wodą sterylizowaną w autoklawie (filtr 0,22µ wysterylizowany) i mieszany przez 1 h w temperaturze pokojowej w łagodnej próżni w celu odparowania octanu etylu. Następnie roztwór odwirowano w celu zebrania NPs, a proces ten powtórzono dwukrotnie, aby usunąć nadmiar PVA. Nanocząsteczki zostały ponownie zawieszone w 500µl wody autoklawowanej i liofilizowane. Ostateczne nanocząsteczki przechowywano w temperaturze -20°C do dalszego wykorzystania.
Wielkość cząstek zabitych na gorąco Streptococcus pneumoniae-nanocząsteczki PLGA w kapsułce. Wielkość cząstek zawiesiny wodnej nanocząstek mierzona przez dynamiczne rozpraszanie światła pokazuje średnią wielkość i rozkład gausyjski cząstek w partii.
Źródło: Mott i inni..: Intranasal delivery of nanoparticle-based vaccine increases protection against S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
homogenizator ultradźwiękowy UIP2000hdT (2kW) z reaktorem wsadowym z ciągłym mieszaniem
Ultradźwiękowe procesory do produkcji preparatów farmaceutycznych
Firma Hielscher Ultrasonic posiada wieloletnie doświadczenie w projektowaniu, produkcji, dystrybucji i serwisie wysokowydajnych homogenizatorów ultradźwiękowych dla przemysłu farmaceutycznego i spożywczego.
Przygotowywanie wysokiej jakości liposomów, stałych nanocząsteczek lipidowych, nanocząsteczek polimerowych i kompleksów cyklodekstrynowych to procesy, które w ultradźwiękowych systemach firmy Hielscher są stosowane z wysoką niezawodnością i najwyższą jakością wykonania. Ultradźwięki firmy Hielscher pozwalają na precyzyjną kontrolę nad wszystkimi parametrami procesu, takimi jak amplituda, temperatura, ciśnienie i energia sonacji. Inteligentne oprogramowanie automatycznie protokołuje wszystkie parametry sonacji (czas, datę, amplitudę, energię netto, energię całkowitą, temperaturę, ciśnienie) na wbudowanej karcie SD.
- Wysokowydajna emulsyfikacja
- Dokładna kontrola nad wielkością cząsteczek i obciążeniem
- Duże obciążenie substancjami czynnymi
- Dokładna kontrola nad parametrami procesu
- Szybki proces
- Nietermiczna, precyzyjna regulacja temperatury
- liniową skalowalność
- powtarzalność
- Standaryzacja procesu / GMP
- Autoklawowalne sondy i reaktory
- CIP / SIP
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators:
| Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
|---|---|---|
| 1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
| 10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
| b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!
Wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do pilotażowy i Przemysł skala.
Literatura / Referencje
- 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.
Fakty Warto wiedzieć
Nano-strukturalni przewoźnicy narkotyków
Nano-nośniki leków, takie jak nanoemulsje, liposomy, nanocząsteczki stało-lipidowe, nanocząsteczki polimerowe i nanostrukturalne nośniki lipidowe są wykorzystywane do opracowywania farmaceutyków o zwiększonej funkcjonalności, takiej jak zwiększona biodostępność, zwiększona biokompatybilność, ukierunkowane dostarczanie, korzystny okres półtrwania krwi oraz bardzo niska lub żadna toksyczność dla zdrowych tkanek. Ultrasonizacja jest wysoce skuteczną techniką opracowywania różnych form nanoterapii. Dowiedz się więcej o zastosowaniach ultradźwięków w produkcji farmaceutycznej!
liposomy
Liposom jest pęcherzykiem o kulistym kształcie, posiadającym co najmniej jedną dwuwarstwową warstwę lipidową, która zamyka w sobie rdzeń substancji hydrofobowych. Zarówno wielkość, jak i charakter hydrofobowy i hydrofilowy zamieniają liposomy w silne systemy dostarczania leków, np. liposomalnej witaminy C. Na właściwości liposomów istotny wpływ ma skład lipidów, ładunek powierzchniowy, wielkość i technika preparacji. Kliknij tutaj, aby dowiedzieć się więcej o ultradźwiękowym przygotowywaniu liposomów!
Nano-emulsje
Nanoemulsje lub emulsje submikronowe to emulsje o wielkości kropli pomiędzy 20-200nm i wąskim rozkładzie kropli. Nanokropelki mają kilka zalet przy podawaniu doustnym, jak również przy miejscowym / przezskórnym podawaniu substancji farmaceutycznych i bioaktywnych, np. nano-emulsje CBD. Nanokropelki, dzięki zdolności do efektywnego rozpuszczania leków lipofilowych, jak również zwiększonej szybkości wchłaniania, sprawiają, że nano-emulsje są często stosowaną formą podawania, zapewniającą wysoką biodostępność. Nano-emulgowane preparaty mogą być również stosowane do przedłużonego uwalniania leków lipofilnych lub hydrofilnych.
Dowiedz się więcej o ultradźwiękowej produkcji nano-emulsji!
Nanocząsteczki stałe-lipidowe
Stała nanocząstka lipidowa (SLN) jest sferyczną nanocząstką o średniej średnicy od 10 do 1000 nanometrów. Stałe nanocząstki lipidowe posiadają stałą matrycę rdzenia lipidowego, w której mogą być rozpuszczane cząsteczki lipofilne (substancje czynne), dzięki czemu nanocząstka działa jak nośnik leku. Rdzeń lipidowy jest stabilizowany przez środek emulgujący lub środek powierzchniowo czynny. W przypadku stosowania do podawania pozajelitowego i doustnego, jak również do podawania leków do oczu, płuc i miejscowego, nanocząsteczki stałe-lipidowe są stosowane w celu zwiększenia skuteczności leczenia i zmniejszenia ogólnoustrojowych działań niepożądanych.
Dowiedz się więcej o wspomaganej ultradźwiękowo syntezie nanocząsteczek stałych i liliowych!
Nano-strukturalne nośniki lipidów
Podobnie jak stałe nanocząsteczki lipidowe (SLN), kolejną formą nanocząsteczek lipidowych są nanocząsteczki lipidowe (NLCs). Nano-strukturalne nośniki lipidowe (NLC) są zmodyfikowanymi stałymi nanocząstkami lipidowymi składającymi się z mieszaniny stałych i płynnych lipidów i oferują zwiększoną stabilność i obciążalność.
Nano-strukturalne nośniki lipidowe mogą być przygotowywane za pomocą emulsji ultradźwiękowej methdod.
Nano-kryształy
Ultradźwiękowa krystalizacja i wytrącanie jest bardzo silnym sposobem zamykania w powlekanym krysztale substancji o słabej rozpuszczalności w wodzie. Zheng et al. (2020) informują o ultradźwiękowej enkapsulacji kurkuminy, związku bioaktywnego o wielu korzyściach dla zdrowia, ale słabej biodostępności ze względu na niską rozpuszczalność w wodzie. Zespół badawczy opracował formowanie nanokompleksu polielektrolitowego warstwa po warstwie (LbL) w celu enkapsulacji cząsteczek kurkuminy. Stwierdzają oni, że "[u]w przeciwieństwie do powszechnie stosowanych metod emulsyjnych, nasza ultradźwiękowo wspomagana enkapsulacja LbL może osiągnąć nanocząstki o znacznie mniejszych rozmiarach. Dla kurkuminy otrzymaliśmy nanocząstki krystaliczne o średniej wielkości 80 nm, a ξ-potencjał +30 mV lub -50 mV, co zapewniło stabilność tych nanocząstek przez miesiące (utrzymywanych w nasyconym roztworze leku). Tworzenie się powłok z dwoma dwuwarstwowymi biokompatybilnymi polielektrolitami pozwoliło na powolne uwalnianie się leku w ciągu ok. 20 godzin".
Protokół nukleacji kurkuminy: Kurkumina w proszku została rozpuszczona w 60 % roztworze etanolu / wody. Po całkowitym rozpuszczeniu kurkuminy dodano wodne polikationy, poli(chlorowodorek alliloaminy), PAH lub biodegradowalny siarczan protominy, (PS) . Następnie roztwór był sonikowany za pomocą UIP1000, ulötrasonicator o mocy 1kW firmy Hielscher Ultrasonic, o mocy 100 watów na mL roztworu. Podczas ultrasonizacji do roztworu dodawano powoli wodę. Dzięki dodaniu wody, rozpuszczalnik staje się bardziej polarny, co zmniejsza rozpuszczalność kurkuminy. Gdy stężenie równowagi przekroczy próg rozpuszczalności, uzyskuje się przesycenie ra kurkuminy i rozpoczyna się zarodkowanie krystaliczne. Przy zastosowaniu ultrasonografii dużej mocy, wzrost cząstek leku zostaje zatrzymany w początkowych etapach.
Dowiedz się więcej o opadach ultradźwiękowych i krystalizacji nanokryształów!