Vacina Intranasal Nanoencapsulada Contra S. Pneumoniae com Ultrassom
Vantagem das vacinas de S. pneumoniae encapsuladas em nanopartículas
Mott et al. (2013) determinaram a eficácia da administração intranasal de uma construção de vacina de nanopartículas de ácido polilático-co-glicólico de 234 ± 87,5 nm no estabelecimento de proteção contra infecção pneumocócica respiratória experimental. As nanopartículas que encapsulam Streptococcus pneumoniae morto pelo calor (NP-HKSP) foram retidas nos pulmões 11 dias após a administração nasal em comparação com o NP vazio. A imunização com NP-HKSP produziu resistência significativa contra S. pneumoniae em comparação com a administração de HKSP isoladamente. O aumento da proteção correlacionou-se com um aumento significativo na resposta de citocinas IFN-c associadas a antígeno Th1 específico pelos linfócitos pulmonares. Este estudo estabelece a eficácia da tecnologia baseada em NP como uma abordagem não invasiva e direcionada para a imunização nasopulmonar contra infecções pulmonares.
Protocolo de Preparação de Nanopartículas Ultrassônicas
lise ultrassônica
1×106 nanopartículas encapsuladas por morte por calor Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) foram lisados por sonicação em 200μl de solução salina tamponada com fosfato (PBS), e 70 mg de ácido polilático-co-glicólico (PLGA) foram dissolvidos em 1 ml de acetato de etila. Essas duas soluções foram misturadas e vortexadas em velocidade máxima por 1 min para formar uma emulsão primária de água em óleo.
encapsulamento ultrassônico
Método de emulsão dupla: A emulsão primária foi então misturada com 3 ml de solução de álcool polivinílico (PVA) a 1%. Esta solução foi sonicada usando um processador ultrassônico UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, Alemanha) a 40% de amplitude por 2 min em modo contínuo (ciclo de 100%), em um frasco de vidro limpo imerso em gelo para dissipação de calor, para preparar nanopartículas de PLGA encapsuladas em HKSP. A solução foi posteriormente diluída a 20ml com água autoclavada (filtro de 0,22μ esterilizado) e agitada por 1 h em temperatura ambiente sob vácuo suave para evaporar o acetato de etila. A solução foi então centrifugada para coletar NPs, e esse processo foi repetido duas vezes para remover o excesso de PVA. O pellet de nanopartículas foi ressuspenso em 500μl de água autoclavada e liofilizado. As nanopartículas finais foram armazenadas a -20°C até posterior uso.
Tamanho de partícula de calor - morto Streptococcus pneumoniae-nanopartículas de PLGA encapsuladas. O tamanho de partícula de uma suspensão aquosa de nanopartículas medido por espalhamento dinâmico de luz mostra o tamanho médio e a distribuição gaussiana das partículas no lote.
Fonte: Mott et al.: A administração intranasal de vacina à base de nanopartículas aumenta a proteção contra S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
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- Reprodutibilidade
- Padronização de processos / GMP
- Sondas e reatores autoclaváveis
- CIP / SIP
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:
| Volume do lote | Vazão | Dispositivos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500mL | 10 a 200mL/min | UP100H |
| 10 a 2000mL | 20 a 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 a 20L | 0.2 a 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100L | 2 a 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | maior | cluster de UIP16000 |
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Literatura/Referências
- 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.
Fatos, vale a pena conhecer
Transportadores de fármacos nanoestruturados
Transportadores de medicamentos nanométricos, como nanoemulsões, lipossomas, nanopartículas lipídicas sólidas, nanopartículas poliméricas e transportadores lipídicos nanoestruturados, são usados para formular produtos farmacêuticos com funcionalidades aprimoradas, como biodisponibilidade aprimorada, maior biocompatibilidade, entrega direcionada, meia-vida sanguínea favorável e toxicidade muito baixa ou nenhuma toxicidade para tecidos saudáveis. A ultrassonografia é uma técnica altamente eficiente para formular várias formas de nanoterapia. Leia mais sobre aplicações ultrassônicas na produção farmacêutica!
lipossomas
Um lipossoma é uma vesícula de formato esférico com pelo menos uma bicamada lipídica, que encapsula o núcleo de substâncias hidrofóbicas. Tanto o tamanho quanto o caráter hidrofóbico e hidrofílico transformam os lipossomas em potentes sistemas de administração de medicamentos, por exemplo, vitamina C lipossomal. As características dos lipossomas são substancialmente influenciadas pela composição lipídica, carga superficial, tamanho e técnica de preparação. Clique aqui para saber mais sobre a preparação ultrassônica de lipossomas!
nano-emulsões
Nanoemulsões ou emulsões submicrônicas são emulsões com um tamanho de gotícula entre 20-200nm e uma distribuição estreita de gotículas. As gotículas nanométricas oferecem várias vantagens para administração oral, bem como para entrega tópica / transdérmica de substâncias farmacêuticas e bioativas, por exemplo, nanoemulsões de CBD. As gotículas nanométricas com a capacidade de dissolver eficientemente os medicamentos lipofílicos, bem como a taxa de absorção aprimorada, tornam as nanoemulsões uma forma de administração frequentemente usada para uma alta biodisponibilidade. As formulações nanoemulsionadas também podem ser usadas para uma liberação prolongada de medicamentos lipofílicos ou hidrofílicos.
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nanopartículas lipídicas sólidas
Uma nanopartícula lipídica sólida (SLN) é uma nanopartícula esférica com diâmetro médio entre 10 e 1000 nanômetros. As nanopartículas lipídicas sólidas possuem uma matriz de núcleo lipídico sólido na qual moléculas lipofílicas (substâncias ativas) podem ser solubilizadas para que a nanopartícula atue como um transportador de drogas. O núcleo lipídico é estabilizado por um agente emulsificante ou surfactante. Com aplicações para administração parenteral e oral, bem como administração ocular, pulmonar e tópica de medicamentos, as nanopartículas lipídicas sólidas são usadas para aumentar a eficácia do tratamento e reduzir os efeitos colaterais sistêmicos.
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Transportadores lipídicos nanoestruturados
Assim como as nanopartículas lipídicas sólidas (SLNs), os transportadores lipídicos nanoestruturados (NLCs) são outra forma de nanopartículas à base de lipídios. Os transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC) são nanopartículas lipídicas sólidas modificadas que consistem em uma mistura de lipídios sólidos e líquidos e oferecem maior estabilidade e capacidade de carga.
Os transportadores lipídicos nanoestruturados podem ser preparados por meio de método de emulsão ultrassônica.
Cristais de tamanho nanométrico
A cristalização e precipitação ultrassônica é uma maneira altamente potente de encapsular substâncias com baixa solubilidade em água em um cristal revestido. Zheng et al. (2020) relatam o encapsulamento ultrassônico da curcumina, um composto bioativo com muitos benefícios à saúde, mas baixa biodisponibilidade devido à baixa solubilidade em água. A equipe de pesquisa desenvolveu uma formação de nanoconcha de polieletrólito camada por camada (LbL) para encapsular as moléculas de curcumina. Eles afirmam que "ao contrário dos métodos de emulsão comumente usados, nosso encapsulamento de LbL assistido por ultrassom pode atingir nanopartículas de tamanho muito menor. Para a curcumina, obtivemos nanopartículas cristalinas com tamanho médio de 80 nm, e ξ-potencial de +30 mV ou -50 mV, o que garantiu a estabilidade desses nanocolóides por meses (mantidos em solução saturada de fármaco). A formação de conchas com duas bicamadas de polieletrólitos biocompatíveis permitiu a liberação lenta do fármaco durante cerca de 20 horas.
O protocolo de nucleação da curcumina: O pó de curcumina foi dissolvido em uma solução de etanol / água a 60%. Após a dissolução completa da curcumina, foram adicionados policátions aquosos, poli(cloridrato de alilamina), PAH ou sulfato de protomina biodegradável (PS). Em seguida, a solução foi sonicada com um UIP1000, um poderoso ulötrasonicator de 1kW da Hielscher Ultrasonic, a 100watts por mL de solução. Durante a ultrassonografia, a água foi adicionada lentamente à solução. Devido à adição de água, o solvente torna-se mais polar, o que reduz a solubilidade da curcumina. Quando a concentração de equilíbrio excede o limiar de solubilidade, a supersaturação da curcumina é obtida e a nucleação do cristal é iniciada. Sob ultrassom de alta potência, o crescimento de partículas de drogas é interrompido nos estágios iniciais.
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