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.
“The results of the pharmacokinetic studies indicated that encapsulation of paclitaxel in nanoemulsions did enhance the oral bioavailability of paclitaxel significantly. The enhanced oral bioavailability, as measured by the area-under-the curve (AUC), of paclitaxel in nanoemulsions might be attributed to the solubilization of the drug in the oil droplets and/or to the presence of surfactants at the oil–water interface. Enhanced absorption of paclitaxel can also be attributed to the protection of drug from chemical as well as enzymatic degradation. Improved oral bioavailability of various hydrophobic drugs in O/W type of emulsions has been reported in the literature.” [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)

Polimery, takie jak kwas polimlekowy-co-glikolowy (PLGA) lub glikol polietylenowy, są często stosowane jako główny składnik w celu poprawy enkapsulacji i zwiększenia zarówno stabilności, jak i biodostępności po podaniu doustnym. Zastosowanie polimerów jest jednak skorelowane z większym rozmiarem cząstek (często >100nm). Przygotowana przez Lu i in. nanoemulsja kurkuminoidowa miała znacznie zmniejszony rozmiar 12-16 nm. Okres przydatności do spożycia został również poprawiony dzięki wysokiej stabilności naszej nanoemulsji kurkuminoidowej w okresie przechowywania wynoszącym 6 miesięcy w temperaturze 4 ℃ i 25 ℃, na co wskazuje średni rozmiar cząstek wynoszący odpowiednio 12,4 ± 0,5 nm i 16,7 ± 0,6 nm po dłuższym przechowywaniu.

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!