• Nanoemulsje ultradźwiękowe doskonale sprawdzają się jako nośniki leków ze względu na znacznie większą zdolność rozpuszczania niż proste roztwory miceli.
• Ich stabilność termodynamiczna zapewnia przewagę nad niestabilnymi systemami, takimi jak emulsje, dyspersje i zawiesiny o dużych rozmiarach.
• Ultradźwięki firmy Hielscher służą do przygotowania nanoemulsji o kroplach do 10nm – w produkcji przemysłowej i na małą skalę.

Nanoformulacje farmaceutyczne wytwarzane za pomocą ultradźwięków mocy

Ponieważ efekty farmakologiczne są w większości przypadków bezpośrednio związane z poziomem w osoczu, kluczowe znaczenie ma wchłanianie i biodostępność aktywnych składników farmaceutycznych. Biodostępność substancji fitochemicznych, takich jak kannabinoidy (np. CBD, THC, CBG i inne) lub kurkuminoidy jest ograniczona ze względu na niską rozpuszczalność, niską ogólnoustrojową dostępność, niestabilność, rozległy metabolizm pierwszego przejścia lub degradację w przewodzie pokarmowym.
Nanoformulacje takie jak nanoemulsje, liposomy, micele, nanokryształy lub nanocząstki z ładunkiem są stosowane w farmaceutykach i suplementach w celu ulepszonego i/lub ukierunkowanego dostarczania leków. Nanoemulsje są znane jako bardzo dobre nośniki 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 związki fitochemiczne (np. kannabinoidy, kurkuminoidy) zamknięte w nanoemulsjach O/W zostały przetestowane w różnych badaniach naukowych i są dobrze ugruntowane jako nośniki leków o doskonałych wskaźnikach absorpcji.

Ultradźwiękowa nanoemulsyfikacja leków podawanych doustnie

Biodostępność flawonoidów podawanych doustnie, jak również wielu innych aktywnych składników fenolowych jest poważnie ograniczona przez ekstensywną glikuronizację pierwszego przejazdu. W celu przezwyciężenia ograniczeń słabej biodostępności, nanowymiarowe nośniki, takie jak nanoemulsje i liposomy, zostały szeroko ocenione dla różnych leków i wykazały doskonałe wyniki w zakresie poprawy wchłaniania.
Paclitaxel: Nanoemulsje obciążone paklitaksel (lek do chemioterapii stosowany w leczeniu nowotworów) miały wielkość kropli od ~90,6 nm (najmniejsza średnia wielkość cząstek) do 110 nm.
"Wyniki badań farmakokinetycznych wskazują na to, że enkapsulacja paklitakselu w nanoemulsjach istotnie zwiększa biodostępność doustną paklitakselu. Zwiększona biodostępność doustna, mierzona obszarem pod krzywą (AUC) paklitakselu w nanoemulsjach, może być przypisywana solubilizacji leku w kroplach oleju i/lub obecności środków powierzchniowo czynnych na granicy olej-woda. Zwiększone wchłanianie paklitakselu można również przypisać ochronie leku przed degradacją chemiczną i enzymatyczną. W literaturze opisano poprawę biodostępności doustnej różnych leków hydrofobowych w emulsjach typu O/W". [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidy: Lu i wsp. (2017, s.53) donoszą o przygotowaniu ekstrahowanych ultradźwiękowo kurkuminoidów, które zostały zemulgowane ultradźwiękowo w nanoemulsję. Kurkuminoidy były ekstrahowane pod wpływem sonikacji w etanolu. W celu przeprowadzenia nanoemulsyfikacji, do fiolki wlali 5mL ekstraktu kurkuminoidów i odparowali etanol pod azotem. Następnie dodano 0,75g lecytyny i 1ml Tween 80 i wymieszano homogenicznie, po czym dodano 5,3mL wody dejonizowanej. Mieszaninę dokładnie wymieszano, a następnie poddano sonikacji.
W wyniku nanoemulsyfikacji ultradźwiękowej uzyskano jednolitą nanoemulsję kurkuminoidową o średniej wielkości cząstek 12,1 nanometra i kulistym kształcie, co zostało określone metodą 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)

Polimery takie jak kwas polimleko-glikolowy (PLGA) lub glikol polietylenowy są często stosowane jako główny składnik poprawiający hermetyzację i poprawiający zarówno stabilność, jak i biodostępność jamy ustnej. Jednak zastosowanie polimerów jest skorelowane z większą wielkością cząstek (często >100nm). Przygotowana przez Lu et al. nanoemulsja kurkuminoidowa miała znacznie zmniejszony rozmiar 12-16nm. Okres przydatności do spożycia został również poprawiony z wysoką stabilnością naszej nanoemulsji kurkuminoidalnej w okresie przechowywania 6 miesięcy w temperaturze 4℃ i 25℃, jak wskazano przez średnią wielkość cząstek 12,4 ± 0,5nm i 16,7 ± 0,6nm, odpowiednio, po dłuższym przechowywaniu.

Wpływ substancji pomocniczych i ultradźwiękowej nanoemulsyfikacji

Dong i wsp. badali 21 substancji pomocniczych w farmacji i ich wpływ na biodostępność modelowego flawonoidu - chryzyny. Pięć substancji pomocniczych – a mianowicie Brij 35, Brij 58, labrasol, oleinian sodu i Tween20 znacznie hamowały glukuronizację chryziny. Oleinian sodu był najsilniejszym inhibitorem glukuronizacji.

Mebudypina: Khani i wsp. (2016) donoszą, że formulacja nanoemulsji obciążonej mebudypiną zawierająca oleinian etylu, Tween 80, Span 80, glikol polietylenowy 400, etanol i wodę DI została przygotowana przy użyciu ultradźwiękowca typu sonda. Stwierdzili, że wielkość cząstek dla optymalnej formulacji wynosiła 22,8 ± 4,0 nm, co spowodowało, że względna biodostępność nanoemulsji z mebudipiną została zwiększona około 2,6-krotnie. Wyniki eksperymentów in vivo wykazały, że formulacja nanoemulsyjna była w stanie znacząco zwiększyć biodostępność mebudypiny w porównaniu z zawiesiną, roztworem rozpuszczalnym w oleju i micelarnym.

Ultradźwiękowa nanoemulsja do dostarczania leków do oczu

Nanoemulsje oczne, np. do podawania leków ocznych, zostały przygotowane w celu osiągnięcia lepszej dostępności, szybszej penetracji i większej skuteczności.
Ammar et al (2009) sformułował chlorowodorek dorzolamidu w nanoemulsji (zakres wielkości 8,4-12,8nm) w celu osiągnięcia zwiększonych efektów w leczeniu jaskry, zmniejszenia liczby zastosowań na dzień i lepszej zgodności pacjenta w porównaniu do konwencjonalnych kropli do oczu. Opracowane nanoemulsje wykazały szybki początek działania leku i długotrwałe działanie, jak również zwiększoną biodostępność leku w porównaniu z konwencjonalnym produktem rynkowym.
o wysokiej skuteczności terapeutycznej

Morsi et al. (2014) przygotowali następujące nanomulsje zawierające acetazolamid: 1% w/w acetazolamidu (ACZ) sonikowano środkiem powierzchniowo czynnym / współpowierzchniowo czynnym / mieszaninami olejowymi aż do całkowitego rozpuszczenia leku, następnie dodawano fazę wodną zawierającą 3% w/w sulfotlenku dimetylu (DMSO), aby przygotować nanoemulsje zawierające 39% w/w fazy wodnej, natomiast w celu przygotowania nanoemulsji przy 59% zawartości wody zastosowano fazę wodną zawierającą 20% DMSO. DMSO dodano w celu zapobieżenia wytrącaniu się leku po dodaniu fazy wodnej. Nanoemulsje przygotowano przy średniej wielkości kropli 23,8-90,2nm. Nanoemulsje przygotowane z większą zawartością wody (59%) wykazały najwyższy poziom uwalniania leku.
Nanoemulgowany acetazolamid został z powodzeniem sformułowany w postaci nanoemulsji, co ujawniło wysoką skuteczność terapeutyczną w leczeniu jaskry wraz z długotrwałym efektem.

Wysokowydajne ultradźwiękowce do nanoemulgacji i nanoenkapsulacji

Hielscher Ultrasonics oferuje systemy ultradźwiękowe od kompaktowych homogenizatorów laboratoryjnych do przemysłowych rozwiązań pod klucz. Do produkcji nanoemulsji o najwyższej klasie farmaceutycznej niezbędny jest niezawodny proces emulgowania. Szeroka gama sonotrod, cel przepływowych oraz opcjonalny wkład MultiPhase Cavitator MPC48 firmy Hielscher umożliwiają naszym klientom ustawienie optymalnych warunków przetwarzania do produkcji nanoemulsji o standaryzowanej, niezawodnej i stałej jakości. Ultrasonografy firmy Hielscher wyposażone są w najnowocześniejsze oprogramowanie do obsługi i sterowania. – zapewnienie niezawodnej produkcji znormalizowanych produktów farmaceutycznych i suplementów farmaceutycznych.
Skontaktuj się z nami już dziś, aby odkryć możliwości ultradźwiękowo nanoformułowanych API i fitochemikaliów!