Hielscher tecnologia de ultra-som

Formulação ultrassônica de niôssomos

Niôssomos são vesículas nano-tamanho, que podem ser usadas como portadorde drogas (por exemplo, drogas contra o câncer) e outras substâncias bioativas. Emulsificação ultrassônica é um método simples e rápido para formular pequenos niossomos com uma alta carga de drogas.

Preparação de Niôsome

Estrutura de um niossomosUm niossomos é uma vesícula não iônica à base de surfactante, formada principalmente por surfactante não iônico e incorporação de colesterol como excipiente. Os nisósos são mais estáveis contra a degradação química ou oxidação e têm longo tempo de armazenamento em comparação com os liposóis. Devido aos surfactantes utilizados para a preparação de niôssomos, são biodegradáveis, biocompatíveis e não imunogênicos. Os niossomos são osmoticamente ativos, quimicamente estáveis e oferecem um tempo de armazenamento mais longo em comparação com os liposóis. Dependendo do tamanho e da lamelalidade, vários métodos de preparação estão disponíveis, como sônica, evaporação de fase inversa, hidratação de filme fino ou processo de absorção de drogas de gradiente de pH transmembrana. A preparação ultrassônica de niôssomos é a técnica preferida para produzir vesículas unilamelares, que são pequenas e uniformes em tamanho.

Formulação ultrassônica de niôssomos

Para formular niosómos, uma emulsão de óleo em água (o/w) deve ser preparada a partir de uma solução orgânica de surfactante, colesterol e uma solução aquosa contendo o composto bioativo, ou seja, a droga. A emulsificação ultrassônica é a técnica superior para misturar líquidos imiscíveis, como óleo e água. Ao cortar as gotículas de ambas as fases ans quebrá-las para nano-tamanho, uma nano-emulsão é obtida. Posteriormente, o solvente orgânico é evaporado, resultando em niossomos carregados com agentes terapêuticos, que são dispersos na fase aquosa. Quando comparada à agitação mecânica, a técnica de formulação ultrassônica niossômica se destaca por formar niossomos com uma dimensão média menor e um menor índice de polidispersidade em um processo rápido. O uso de vesículas menores é geralmente preferível, considerando que eles tendem a evitar os mecanismos de desobstrução corporal melhor do que partículas maiores, e permanecem por mais tempo na corrente sanguínea. (cf. Bragagni et al. 2014)

Vantagens da Preparação Ultrassônica de Niôsome

  • unilamellar, vesículas pequenas e uniformes
  • processo simples e rápido
  • reprodutível
  • Precisamente controlável
  • seguro
  • facilmente escalável

Protocolos de Preparação Ultrassônica de Niôssomos

Niossomos de glucosamina n-palmitoyl (Glu) carregados com doxorubicina, uma droga anti-câncer, foram preparadas por agitar uma mistura de NPG (16 mgs), Span 60 (65 mgs), colesterol (58 mgs) e Solulan C24 (54 mgs) em solução de doxorubicina (1,5 mg/ml, 2 ml, preparada em PBS) a 90°C por 1 h, seguida de sonda sônica por 10 min (75% de máximo).
As vesículas de palmitoyl glicol chitosan (GCP) foram preparadas como descrito anteriormente (11) por sonda sônica de glicol chitosan (10 mgs) e colesterol (4 mg) em solução de doxorubicina (1,5 mg/ml). (Dufes et al. 2004)

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Métodos alternativos de preparação de niôques

Métodos alternativos de formulação niossomos, como a técnica de evaporação de fase inversa ou o processo de absorção de drogas gradientes de pH de membrana transmembrana envolvem a aplicação de energia ultrassônica. Ambas as técnicas são utilizadas principalmente para formular vesículas multilamelares (MLVs). Abaixo você pode encontrar uma breve descrição de ambas as técnicas e a etapa de sondar a sede envolvida.

Sonication in Niosome Preparation via Reverse Phase Evaporation

No método de Evaporação da Fase Reversa (REV), os componentes da formulação niossômica são dissolvidos em uma mistura de éter e clorofórmio e adicionados à fase aquosa, que contém a droga. A emulsificação ultrassônica é usada para transformar a mistura em uma emulsão de tamanho fino. Posteriormente, a fase orgânica é evaporada. O niossôobtido obtido durante a evaporação do solvente orgânico são vesículas unilamelares de grande porte.

Processo de absorção de medicamentos gradientes de pH de membrana transmembrana

Para o processo de captação de drogas de pH transmembrana (dentro ácida) (com carga remota), surfactante e colesterol são dissolvidos em clorofórmio. O solvente é então evaporado sob vácuo para obter uma película fina na parede do frasco de fundo redondo. O filme é hidratado com ácido cítrico de 300 mM (pH 4.0) por vórtice da suspensão. As vesículas multilamelares são congeladas e descongeladas três vezes e posteriormente sônicas usando um ultrassônico tipo sonda. Para esta suspensão niossômica, a solução aquosa contendo 10 mg/ml de droga é adicionada e vórtice. O pH da amostra é então elevado para pH 7.0-7.2 com fosfato dissódico de 1M. Em seguida, a mistura é aquecida a 60°C por 10 minutos. Esta técnica produz em vesículas multilamelares. (cf. Kazi et al. 2010)

Redução do tamanho ultrassônico dos niôssomos

Niosómos geralmente estão dentro da faixa de tamanho de 10nm a 1000nm. Dependendo da técnica de preparação, os niossomos são muitas vezes de tamanho relativamente grande e tendem a formar agregados. No entanto, tamanhos niôssomos específicos são um fator importante quando se trata do tipo de sistema de entrega direcionado. Por exemplo, um tamanho niossômico muito pequeno na faixa de nanômetros é mais adequado para a entrega de medicamentos sistêmicos, onde a droga deve ser entregue através das membranas celulares para chegar ao local alvo celular, enquanto niossomos maiores são recomendados para a entrega de drogas intramusculares e intra-cavidades ou aplicações oftálmicas. A redução do tamanho ultrassônico dos niossomos é um passo comum durante a preparação de niossomos altamente potentes. Forças de cisalhamento ultrassônicas desaglomeraram e dispersaram os niossomos em nanoniôssomos monodispersos.

Protocolo – Redução do tamanho ultrassônico dos liponiôssomos

Naderinezhad et al. (2017) formularam liponiôssomos biocompatíveis (uma combinação de niossomos e liposóis) contendo Tween 60: colesterol: DPPC (em 55 : 30 : 15 : 3) com 3% DSPE-mPEG. Para reduzir o tamanho dos LipoNiossomos preparados, após a hidratação eles sônicaram a suspensão por 45 minutos (15 segundos e 10 segundos de folga, amplitude de 70% a 100 watts) para minimizar a agregação de partículas usando homogeneizador ultrassônico UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Alemanha). Para o método pH-gradiente, os filmes secos de CUR, surfactantes e lipídios foram hidratados com 1300 mL de sulfato de amônio (pH 1⁄4 4) a 63 C por 47 min. Então, as nanopartículas foram sônicas sobre um banho de gelo para produzir pequenas vesículas.

Ultrassônicos para Preparação Niosome

Hielscher Ultrasonic é experiente há muito tempo no design, fabricação, distribuição e serviço de homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para a indústria farmacêutica, alimentícia e cosmética.
A preparação de niossomos de alta qualidade, liposóis, nanopartículas lipídicas sólidas, nanopartículas poliméricas, complexos de ciclodextrina e outros portadores de drogas nanoestruturados são processos, nos quais os sistemas ultrassônicos Hielscher se destacam devido à sua alta confiabilidade, produção de energia consistente e controlabilidade precisa. Os ultrassônicos hielscher permitem um controle preciso sobre todos os parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e energia de sonorização. O software inteligente protocola automaticamente todos os parâmetros de sônica (hora, data, amplitude, energia líquida, energia total, temperatura, pressão) no cartão SD incorporado.
A robustez do equipamento de ultra-sons de Hielscher permite a operação 24/7 de serviço pesado e em ambientes exigentes.
A tabela abaixo dá-lhe uma indicação da capacidade de processamento aproximado de nossos ultrasonicators:

Volume batch Quociente de vazão Dispositivos Recomendados
1 a 500mL 10 a 200 mL / min UP100H
10 a 2000 mL 20 a 400 mL / min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 00,2 a 4 L / min UIP2000hdT
10 a 100L 2 de 10L / min UIP4000hdT
n / D. 10 a 100L / min UIP16000
n / D. maior aglomerado de UIP16000

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Homogeneizadores ultrassônicos de alta potência de Laboratório para piloto e Industrial escala.

Literatura / Referências



Fatos, vale a pena conhecer

Niosomes vs Liposomes

Liposósomes e niossomos são vesículas microscópicas, que podem ser carregadas com compostos bioativos para a entrega de medicamentos. Niôssomos são semelhantes aos lipossomas, mas diferem em sua composição bicamada. Enquanto os liposóficos possuem uma bicamada fosfolipífica, a bicamada niossófica é feita de surfactantes nínicos, o que leva a uma diferença química nas unidades estruturais. Essa diferença estrutural dá aos niossomos uma maior estabilidade química, capacidade de penetração superior da pele e menor impureza.

Os niôssomos são diferenciados por tamanho em três grandes grupos: Pequenas vesículas unilalamelalares (SUV) têm um diâmetro médio de 10-100 nm, grandes vesículas unilamelares (LUV) têm um tamanho médio de 100-3000nm, e vesículas multilamellar (MLV) são caracterizadas por mais de uma bicamada.

"Os niosómos se comportam in vivo como os liposómos, prolongando a circulação da droga presa e alterando a distribuição de órgãos e a estabilidade metabólica. Assim como os liposóis, as propriedades dos niossomos dependem da composição da bicamada, bem como do método de sua produção. É relatado que a intercalação do colesterol nos bicamadas diminui o volume de aprisionamento durante a formulação e, portanto, a eficiência de aprisionamento." (Kazi et al. 2010)

Os nisósos podem ser preparados através de várias técnicas como técnica de hidratação de filme fino, ultrassonação, método de evaporação de fase inversa, método de congelamento-degelo, microfluidização ou método de reidratação de desidratação. Ao escolher a forma adequada de preparação, surfactante, teor de colesterol, aditivos de carga superficial e concentração de suspensão, a composição, lamelalidade, estabilidade e carga superficial de niossomos podem ser formuladas para atender aos requisitos específicos do portador de medicamentos.
Para produzir niossomos altamente biocompatíveis com uma citotoxicidade muito baixa, os surfactantes utilizados na preparação niossônio devem ser biodegradáveis, biocompatíveis e não imunogênicos.