Dlaczego leki nanoformułowane?

• Nanoemulsje ultradźwiękowe wyróżniają się jako nośniki leków ze względu na znacznie wyższą zdolność solubilizacji niż proste roztwory miceli.
• Ich stabilność termodynamiczna zapewnia przewagę nad niestabilnymi systemami, takimi jak emulsje, dyspersje i zawiesiny w skali makro.
• Ultradźwięki Hielscher są używane do przygotowywania nanoemulsji z kroplami o wielkości do 10 nm. – w produkcji na małą skalę i przemysłowej.

Nanoformuły farmaceutyczne wytwarzane przez ultradźwięki mocy

Ponieważ efekty farmakologiczne są w większości bezpośrednio związane z poziomami w osoczu, wchłanianie i biodostępność aktywnych składników farmaceutycznych ma kluczowe znaczenie. Biodostępność fitochemikaliów, takich jak kannabinoidy (tj. CBD, THC, CBG i inne) lub kurkuminoidy jest ograniczona ze względu na słabą rozpuszczalność, słabe przenikanie, niską dostępność ogólnoustrojową, niestabilność, rozległy metabolizm pierwszego przejścia lub degradację w przewodzie pokarmowym.
Nanoformulacje, takie jak nanoemulsje, liposomy, micele, nanokryształy lub nanocząsteczki, są stosowane w farmaceutykach i suplementach w celu poprawy i/lub ukierunkowanego dostarczania leków. Wiadomo, że nanoemulsje są bardzo dobrymi nośnikami do osiągnięcia wysokiej biodostępności aktywnych składników farmaceutycznych (API) i związków fitochemicznych. Ponadto nanoemulsje mogą również chronić API, które mogą być podatne na hydrolizę i utlenianie. API i fitochemikalia (np. kannabinoidy, kurkuminoidy) zamknięte w nanoemulsjach O/W zostały przetestowane w różnych badaniach naukowych i mają ugruntowaną pozycję jako nośniki leków o wyższym współczynniku wchłaniania.

Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja leków dostarczanych doustnie

Biodostępność podawanych doustnie flawonoidów, a także wielu innych fenolowych składników aktywnych jest poważnie ograniczona przez intensywną glukuronidację pierwszego przejścia. W celu przezwyciężenia ograniczeń związanych ze słabą biodostępnością, nanonośniki, takie jak nanoemulsje i liposomy, były szeroko oceniane pod kątem różnych leków i wykazały świetne wyniki w poprawie wchłaniania.
Paklitaksel: Nanoemulsje zawierające paklitaksel (lek stosowany w chemioterapii nowotworów) miały wielkość kropli od ~90,6 nm (najmniejszy średni rozmiar cząstek) do 110 nm.
"Wyniki badań farmakokinetycznych wykazały, że enkapsulacja paklitakselu w nanoemulsjach znacznie zwiększyła biodostępność paklitakselu po podaniu doustnym. Zwiększona doustna biodostępność, mierzona obszarem pod krzywą (AUC), paklitakselu w nanoemulsjach może być przypisana solubilizacji leku w kropelkach oleju i/lub obecności środków powierzchniowo czynnych na granicy faz olej-woda. Zwiększone wchłanianie paklitakselu można również przypisać ochronie leku przed degradacją chemiczną i enzymatyczną. W literaturze opisano zwiększoną biodostępność doustną różnych leków hydrofobowych w emulsjach typu O/W." [Tiwari 2006, 445].

Kurkuminoidy: Lu et al. (2017, s. 53) donoszą o przygotowaniu ultradźwiękowo ekstrahowanych kurkuminoidów, które zostały zemulgowane ultradźwiękowo do nanoemulsji. Kurkuminoidy ekstrahowano pod wpływem sonikacji w etanolu. Do nano-emulsyfikacji wlano 5 ml ekstraktu kurkuminoidowego do fiolki i odparowano etanol pod azotem. Następnie dodano 0,75 g lecytyny i 1 ml Tween 80 i jednorodnie wymieszano, po czym dodano 5,3 ml wody dejonizowanej. Mieszaninę dokładnie wymieszano, a następnie poddano działaniu ultradźwięków.
W wyniku nanoemulsyfikacji ultradźwiękowej uzyskano jednorodną nanoemulsję kurkuminoidową o średniej wielkości cząstek 12,1 nanometra i kulistym kształcie, który określono za pomocą TEM (patrz rysunek poniżej).

Rys: Rozkład wielkości cząstek DLS (A) i obraz TEM (B) dyspersji kurkuminoidów wraz z rozkładem wielkości cząstek uzyskanym bezpośrednio z obrazu TEM (C).
(Zdjęcie i opracowanie: © Lu et al., 2017)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

Wpływ zaróbek farmaceutycznych i nanoemulsyfikacji ultradźwiękowej

Dong i wsp. zbadali 21 farmaceutycznych substancji pomocniczych i ich wpływ na biodostępność modelowego flawonoidu chryzyny. Pięć substancji pomocniczych – Brij 35, Brij 58, labrasol, oleinian sodu i Tween20 znacząco hamowały glukuronidację chryzyny. Oleinian sodu był najsilniejszym inhibitorem glukuronidacji.

Mebudypina: Khani et al. (2016) donoszą, że preparat nanoemulsji obciążonej mebudypiną zawierający oleinian etylu, Tween 80, Span 80, glikol polietylenowy 400, etanol i wodę DI przygotowano przy użyciu ultrasonografu typu sondowego. Stwierdzono, że rozmiar cząstek dla optymalnej formulacji wynosił 22,8 ± 4,0 nm, co skutkowało względną biodostępnością nanoemulsji mebudypiny, która została zwiększona około 2,6-krotnie. Wyniki eksperymentów in vivo wykazały, że preparat nanoemulsyjny był w stanie znacząco zwiększyć biodostępność mebudypiny w porównaniu z zawiesiną, roztworem rozpuszczalnym w oleju i roztworem micelarnym.

Nanoemulsja ultradźwiękowa do dostarczania leków do oczu

Nanoemulsje oczne, np. do okulistycznego podawania leków, zostały przygotowane w celu osiągnięcia lepszej dostępności, szybszej penetracji i wyższej skuteczności.
Ammar i wsp. (2009) sformułowali chlorowodorek dorzolamidu w nanoemulsji (zakres wielkości 8,4-12,8 nm) w celu osiągnięcia zwiększonych efektów w leczeniu jaskry, zmniejszenia liczby aplikacji dziennie i lepszego przestrzegania zaleceń przez pacjentów w porównaniu z konwencjonalnymi kroplami do oczu. Opracowane nanoemulsje wykazały szybki początek działania leku i przedłużone działanie, a także zwiększoną biodostępność leku w porównaniu z konwencjonalnym produktem rynkowym.
o wysokiej skuteczności terapeutycznej

Morsi et al. (2014) przygotowali nanoemulsje zawierające acetazolamid w następujący sposób: 1% wagowych acetazolamidu (ACZ) poddano sonikacji z mieszaninami surfaktantu / ko-surfaktantu / oleju aż do całkowitego rozpuszczenia leku, a następnie dodano kroplami fazę wodną zawierającą 3% wagowych dimetylosulfotlenku (DMSO) w celu przygotowania nanoemulsji zawierających 39% wagowych fazy wodnej, podczas gdy do przygotowania nanoemulsji o 59% zawartości wody użyto fazy wodnej zawierającej 20% DMSO. DMSO dodano, aby zapobiec wytrącaniu się leku po dodaniu fazy wodnej. Przygotowano nanoemulsje o średniej wielkości kropli 23,8-90,2 nm. Nanoemulsje przygotowane z wyższą zawartością wody wynoszącą 59% wykazały najwyższe uwalnianie leku.
Nanoemulgowany acetazolamid został z powodzeniem sformułowany w postaci nanoemulsji, która wykazała wysoką skuteczność terapeutyczną w leczeniu jaskry wraz z przedłużonym działaniem.

Wysokowydajne ultradźwięki do nanoemulsyfikacji i nanokapsułkowania

Hielscher Ultrasonics oferuje systemy ultradźwiękowe od kompaktowych homogenizatorów laboratoryjnych do przemysłowych rozwiązań "pod klucz". Do produkcji nanoemulsji o najwyższej jakości farmaceutycznej niezbędny jest niezawodny proces emulgowania. Szeroka gama sonotrod firmy Hielscher, komórki przepływowe i opcjonalny wkład MultiPhase Cavitator MPC48 umożliwiają naszym klientom skonfigurowanie optymalnych warunków przetwarzania w celu wytworzenia emulsji nanocząsteczkowych o znormalizowanej, niezawodnej i stałej jakości. Ultradźwięki Hielscher są wyposażone w najnowocześniejsze oprogramowanie do obsługi i kontroli – zapewnienie niezawodnej produkcji standaryzowanych farmaceutyków i suplementów farmaceutycznych.
Skontaktuj się z nami już dziś, aby odkryć możliwości ultradźwiękowo nanoformułowanych API i fitochemikaliów!