Technologia ultradźwiękowa firmy Hielscher

Ultrasoniczna receptura niosomów

Niosomy to nanocząsteczki, które mogą być stosowane jako nośnik leków (np. leków onkologicznych) i innych substancji bioaktywnych. Emulsyfikacja ultradźwiękowa jest prostą i szybką metodą formowania małych niosomów o dużym ładunku leku.

Przygotowanie niosomu

Struktura niosomuniosom jest niejonowym pęcherzykiem powierzchniowo czynnym, tworzonym głównie przez niejonowy środek powierzchniowo czynny i włączenie cholesterolu jako rozczynnika. Niosomy są bardziej stabilne przeciwko degradacji chemicznej lub utlenianiu i mają długi czas przechowywania w porównaniu z liposomami. Ze względu na środki powierzchniowo czynne stosowane do przygotowania niosomów, są one biodegradowalne, biokompatybilne i nieimmunogenne. Niosomy są osmotycznie aktywne, chemicznie stabilne i oferują dłuższy czas przechowywania w porównaniu do liposomów. W zależności od wielkości i stopnia zmatowienia dostępne są różne metody przygotowania, takie jak sonizacja, odparowywanie w odwrotnej fazie, nawilżanie cienkowarstwowe lub trans-membranowy gradient pH procesu absorpcji leków. Ultradźwiękowy preparat niosomowy jest preferowaną techniką do produkcji pęcherzyków jednokomórkowych, które są małe i jednolite pod względem wielkości.

Preparat do niosomów ultradźwiękowych

W celu utworzenia niosomów należy przygotować emulsję typu olej w wodzie (o/w) z organicznego roztworu środka powierzchniowo czynnego, cholesterolu oraz wodnego roztworu zawierającego związek bioaktywny, tj. lek. Emulsyfikacja ultradźwiękowa jest doskonałą techniką mieszania niemieszających się cieczy, takich jak olej i woda. Poprzez ścinanie kropel obu faz i rozbijanie ich na nanocząsteczki uzyskuje się nano-emulsję. Następnie rozpuszczalnik organiczny jest odparowywany, w wyniku czego niosomy są obciążone środkami leczniczymi, które są rozproszone w fazie wodnej. W porównaniu do mieszania mechanicznego, technika ultradźwiękowego formowania niosomów wyróżnia się poprzez formowanie niosomów o mniejszym średnim wymiarze i niższym indeksie polidyspersyjności w szybkim procesie. Zastosowanie mniejszych pęcherzyków jest generalnie preferowane, biorąc pod uwagę, że mają one tendencję do unikania mechanizmów oczyszczania ciała lepiej niż większe cząsteczki i pozostają przez dłuższy czas w krwiobiegu. (por. Bragagni i in. 2014)

Zalety preparatu niosomów ultradźwiękowych

  • jednokomórkowe, małe, jednolite pęcherzyki
  • prosty i szybki proces
  • odtwarzalny
  • Precyzyjnie sterowane
  • bezpieczny
  • łatwo skalowalny

Protokoły przygotowania niosomów ultradźwiękowych

N-palmitoil Glucosamine niosomes (Glu) napełniony doksorubicyną, lekiem przeciwnowotworowym, przygotowano poprzez wstrząsanie mieszaniną NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), cholesterolu (58 mg) i Solulan C24 (54 mg) w roztworze doksorubicyny (1,5 mg/ml, 2 ml, przygotowanym w PBS) w temperaturze 90°C przez 1 h, a następnie sondę przez 10 min (75% maks.).
Pęcherzyki glikolu palmitynianowego chitozanu (GCP) przygotowano w sposób opisany wcześniej (11) poprzez sondę soniującą glikol chitozan (10 mg) i cholesterol (4 mg) w roztworze doksorubicyny (1,5 mg/ml). (Dufes i in. 2004)

Zapytanie o informacje




Zwróć uwagę na nasze Polityka prywatności.


Alternatywne metody przygotowywania niosomów

Alternatywne metody recepturowania niosomów, takie jak technika odparowania odwrotnej fazy lub proces absorpcji leków w trans-membranowym gradiencie pH, wymagają zastosowania energii ultradźwiękowej. Obie techniki wykorzystywane są głównie do tworzenia pęcherzyków wielopęcherzykowych (MLV). Poniżej znajduje się krótki opis obu technik i kroku sonicznego, który jest z nimi związany.

Sygnalizacja w preparacie niosomowym poprzez odwrotne odparowanie fazowe

W metodzie odwróconego odparowania fazowego (REV) składniki preparatu niosomalnego są rozpuszczane w mieszaninie eteru i chloroformu i dodawane do fazy wodnej, która zawiera lek. Emulgowanie ultradźwiękowe stosuje się w celu przekształcenia mieszaniny w emulsję o drobnych rozmiarach. Następnie faza organiczna jest odparowywana. Otrzymany podczas odparowania rozpuszczalnika organicznego niosom to pęcherzyki jednokomórkowe o dużych rozmiarach.

Trans-membranowy gradient pH proces absorpcji leków

W trans-membranowym gradiencie pH (wewnątrz kwaśnego) procesu absorpcji leków (przy zdalnym załadunku), środek powierzchniowo czynny i cholesterol są rozpuszczane w chloroformie. Rozpuszczalnik jest następnie odparowywany w próżni, aby uzyskać cienką warstwę na ścianie kolby okrągłodennej. Folia jest nawilżana 300 mM kwasem cytrynowym (pH 4,0) przez wirowanie zawiesiny. Wielokomórkowe pęcherzyki są zamrażane i rozmrażane trzykrotnie, a następnie sonikowane za pomocą sondy ultrasonograficznej. Do tej zawiesiny niosomalnej dodaje się wodny roztwór zawierający 10 mg/ml leku i wiruje. Następnie pH próbki jest podnoszone do pH 7,0-7,2 za pomocą 1M fosforanu disodowego. Następnie mieszanina jest podgrzewana do temperatury 60°C przez 10 minut. Technika ta prowadzi do powstania pęcherzyków wielowarstwowych. (por. Kazi i in. 2010)

Ultradźwiękowa redukcja wielkości niosomów

Niosomy zwykle mieszczą się w zakresie wielkości od 10nm do 1000nm. W zależności od techniki preparacji, niosomy są często stosunkowo dużych rozmiarów i mają tendencję do tworzenia agregatów. Jednakże, specyficzne rozmiary niosomów są ważnym czynnikiem, jeśli chodzi o docelowy typ systemu podawania. Na przykład bardzo mały rozmiar niosomu w zakresie nanometrów jest najbardziej odpowiedni do ogólnoustrojowego podawania leków, gdzie lek musi być podawany przez błony komórkowe, aby dotrzeć do docelowego miejsca w komórce, podczas gdy większe niosomy są zalecane do podawania domięśniowego i wewnątrzkomorowego lub do zastosowań okulistycznych. Ultrasonograficzna redukcja wielkości niosomów jest częstym etapem w przygotowywaniu bardzo silnych niosomów. Ultradźwiękowe siły ścinające powodują dezaglomerację i rozproszenie niosomów na mono-dyspergowane nano-niosomy.

Protokół – Ultradźwiękowa redukcja rozmiaru lipoNiosomów

Naderinezhad i wsp. (2017) opracowali biokompatybilne lipoNiosomy (połączenie niosomu i liposomu) zawierające Tween 60: cholesterol: DPPC (w 55 : 30 : 15 : 3) z 3% DSPE-mPEG. Aby zmniejszyć wielkość przygotowanych LipoNiosomów, po uwodnieniu sonikowały one zawiesinę przez 45 min (15 s włączona i 10 s wyłączona, amplituda 70% przy 100 watach), aby zminimalizować agregację cząstek przy użyciu homogenizatora ultradźwiękowego UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Niemcy). W metodzie gradientu pH, wysuszone warstwy CUR, środków powierzchniowo czynnych i lipidów były nawilżane 1300 mL siarczanu amonu (pH 1⁄4 4) w 63 C przez 47 min. Następnie nanocząsteczki były sonikowane nad kąpielą lodową w celu wytworzenia małych pęcherzyków.

Ultrasonografy do preparacji niosomów

Firma Hielscher Ultrasonic posiada wieloletnie doświadczenie w projektowaniu, produkcji, dystrybucji i serwisie wysokowydajnych homogenizatorów ultradźwiękowych dla przemysłu farmaceutycznego, spożywczego i kosmetycznego.
Przygotowywanie wysokiej jakości niosomów, liposomów, stałych nanocząsteczek lipidowych, nanocząsteczek polimerowych, kompleksów cyklodekstrynowych i innych nanostrukturalnych nośników leków to procesy, w których ultradźwiękowe systemy Hielscher wyróżniają się wysoką niezawodnością, stałą mocą wyjściową i precyzyjną sterowalnością. 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.
Odporność urządzenia ultradźwiękowe Hielscher pozwala do pracy 24/7 w ciężkich i środowisk wymagających.
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!

Poproś o więcej informacji

Prosimy o skorzystanie z poniższego formularza w celu uzyskania dodatkowych informacji na temat procesorów ultradźwiękowych, zastosowań i ceny. Chętnie omówimy z Państwem proces i zaproponujemy Państwu system ultradźwiękowy spełniający Państwa wymagania!









Proszę zwrócić uwagę na nasze Polityka prywatności.


Hielscher Ultrasonics produkuje wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe do dyspersji, emulsyfikacji i ekstrakcji komórkowej.

Wysokowydajne homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do pilotażowy i Przemysł skala.

Literatura / Referencje



Fakty Warto wiedzieć

Niosomy a liposomy

Liposomy i niosomy są mikroskopijnymi pęcherzykami, które mogą być obciążone bioaktywnymi związkami w celu dostarczenia leków. Niosomy są podobne do liposomów, ale różnią się składem dwuwarstwowym. Podczas gdy liposomy posiadają dwuwarstwową warstwę fosfolipidową, dwuwarstwowa warstwa niosomów jest wykonana z niejonowych środków powierzchniowo czynnych, co prowadzi do chemicznej różnicy w jednostkach strukturalnych. Ta różnica strukturalna daje niosomom wyższą stabilność chemiczną, lepszą zdolność penetracji skóry i mniej zanieczyszczeń.

Niosomy są podzielone według wielkości na trzy główne grupy: Małe pęcherzyki jednokomórkowe (SUV) mają średnią średnicę 10-100 nm, duże pęcherzyki jednokomórkowe (LUV) mają średnią wielkość 100-3000 nm, a pęcherzyki wielokomórkowe (MLV) charakteryzują się więcej niż jedną warstwą dwuwarstwową.

"Niosomy zachowują się in vivo jak liposomy, przedłużając krążenie uwięzionego leku i zmieniając jego rozmieszczenie narządów oraz stabilność metaboliczną. Podobnie jak w przypadku liposomów, właściwości niosomów zależą od składu dwuwarstwowego leku oraz sposobu jego produkcji. Odnotowuje się, że interkalacja cholesterolu w dwuwarstwowych lekach zmniejsza objętość uwięzioną w czasie recepturowania, a tym samym skuteczność uwięzioną". (Kazi i in. 2010)

Niosomy mogą być przygotowywane przy użyciu różnych technik, takich jak technika nawadniania cienkowarstwowego, ultrasonizacja, metoda odwróconego odparowania fazowego, metoda liofilizacji, mikrofluidyzacji lub metoda nawadniania odwadniającego. Poprzez wybór odpowiedniej formy preparatu, środka powierzchniowo czynnego, zawartości cholesterolu, dodatków do ładunku powierzchniowego i stężenia zawiesiny, można sformułować skład, blask, stabilność i ładunek powierzchniowy niosomów w celu spełnienia określonych wymagań dotyczących nośnika leku.
W celu wytworzenia wysoce biokompatybilnych niosomów o bardzo niskiej cytotoksyczności, środki powierzchniowo czynne stosowane w preparacie niosomowym powinny być biodegradowalne, biokompatybilne i nieimmunogenne.