Formulação ultrassônica de niossomos

Os niossomos são vesículas de tamanho nanométrico, que podem ser usadas como transportadoras de drogas (por exemplo, drogas contra o câncer) e outras substâncias bioativas. A emulsificação ultrassônica é um método simples e rápido para formular pequenos niossomos com alta carga de drogas.

Vesículas de niossomo como nano-carreador para ingredientes ativos

Um niossomo é uma vesícula à base de surfactante não iônico, formada principalmente por surfactante não iônico e incorporação de colesterol como excipiente. Os niossomos são mais estáveis contra degradação química ou oxidação e têm longo tempo de armazenamento em comparação com os lipossomas. Devido aos surfactantes usados para a preparação de niossomos, eles 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 lipossomas. Dependendo do tamanho e da lamelaridade, vários métodos de preparação estão disponíveis, como sonicação, evaporação de fase reversa, hidratação de filme fino ou processo de absorção de medicamento com gradiente de pH transmembrana. A preparação ultrassônica de niossomos é a técnica preferida para produzir vesículas unilamelares, que são pequenas e uniformes em tamanho.

Formulação ultrassônica de niossomos

Para formular niossomos, uma emulsão de óleo em água (o/a) deve ser preparada a partir de uma solução orgânica de surfactante, colesterol e uma solução aquosa contendo o composto bioativo, ou seja, o medicamento. A emulsificação ultrassônica é a técnica superior para misturar líquidos imiscíveis, como óleo e água. Ao cortar as gotículas de ambas as fases e quebrá-las em tamanho nanométrico, uma nanoemulsão 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 de niossomos ultrassônicos se destaca pela formação de niossomos com menor dimensão média e menor índice de polidispersidade em um processo rápido. O uso de vesículas menores é geralmente preferível, considerando que elas tendem a evitar os mecanismos de depuração do corpo melhor do que partículas maiores, e permanecem por mais tempo na corrente sanguínea. (cf. Bragagni et al. 2014)

Protocolos de preparação de niossomos ultrassônicos

A formulação de niossomos usando sonicação tem sido extensivamente pesquisada para que vários protocolos cientificamente validados para a produção de niossomos ultrassônicos estejam disponíveis.
Abaixo, você pode encontrar uma breve visão geral de alguns protocolos de formulação que preparam e carregam niossomos usando sonicação.

Niossomos carregados com extratos de Withania somnifera
Chinembiri et al. (2017) formularam o extrato bruto de Withania somnifera em niossomos destinados à aplicação tópica. Os compostos bioativos foram encapsulados por injeção de solvente. Portanto, as fases orgânica e aquosa foram continuamente agitadas magneticamente e a temperatura mantida a 60 ° C ± 2 ° C até que o solvente orgânico fosse removido. A formulação resultante foi resfriada e sonicada em gelo usando o sonicador Hielscher UP200ST. Os niossomos tiveram tamanhos médios variando de aprox. 165,9 ± 9,4 e mostraram uma alta eficiência de aprisionamento (EE%) de withanolide A.

Niossomos carregados com doxorrubicina
Os niossomos N-palmitoil glucosamina (Glu) carregados com doxorrubicina, uma droga anticâncer, foram preparados agitando uma mistura de NPG (16 mg), Span 60 (65 mg), colesterol (58 mg) e Solulan C24 (54 mg) em solução de doxorrubicina (1,5 mg / ml, 2 ml, preparada em PBS) a 90 ° C por 1 h, seguida de sonicação da sonda por 10 min (75% do máximo).
As vesículas de palmitoil glicol quitosana (GCP) foram preparadas conforme descrito anteriormente (11) por sonda sonicante glicol quitosana (10 mg) e colesterol (4 mg) em solução de doxorrubicina (1,5 mg / ml). (Dufes et al. 2004)

Métodos alternativos de preparação de niossomos

Métodos alternativos de formulação de niossomos, como a técnica de evaporação de fase reversa ou o processo de captação de medicamentos com gradiente de pH transmembrana, envolvem a aplicação de energia ultrassônica. Ambas as técnicas são usadas principalmente para formular vesículas multilamelares (MLVs). Abaixo você pode encontrar uma breve descrição de ambas as técnicas e a etapa de sonicação envolvida.

Sonicação na preparação de niossomos via evaporação de fase reversa

No método de evaporação de fase reversa (REV), os componentes da formulação niossômica são dissolvidos em uma mistura de éter e clorofórmio e adicionados à fase aquosa, que contém o medicamento. A emulsificação ultrassônica é usada para transformar a mistura em uma emulsão de tamanho fino. Posteriormente, a fase orgânica é evaporada. Os niossomas obtidos durante a evaporação do solvente orgânico são vesículas unilamelares de grande tamanho.

Processo de captação de fármacos com gradiente de pH transmembrana

Para o processo de absorção do medicamento com gradiente de pH transmembrana (dentro do ácido) (com carregamento remoto), o surfactante e o colesterol são dissolvidos em clorofórmio. O solvente é então evaporado sob vácuo para obter uma película fina na parede do balão de fundo redondo. O filme é hidratado com ácido cítrico 300 mM (pH 4,0) por vórtice da suspensão. As vesículas multilamelares são congeladas e descongeladas três vezes e, posteriormente, sonicadas usando um ultrassônico do tipo sonda. A esta suspensão niossômica, adiciona-se solução aquosa contendo 10 mg/ml de fármaco e vórtice. O pH da amostra é então elevado para pH 7,0-7,2 com fosfato dissódico 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 ultrassônica do tamanho dos niossomos

Os niossomos geralmente estão dentro da faixa de tamanho de 10 nm a 1000 nm. Dependendo da técnica de preparação, os niossomos geralmente são de tamanho relativamente grande e tendem a formar agregados. No entanto, tamanhos específicos de niossomos são um fator importante quando se trata do tipo de sistema de entrega alvo. Por exemplo, um tamanho de niossomo muito pequeno na faixa nanométrica é mais adequado para a administração sistêmica de medicamentos, onde o medicamento deve ser administrado através das membranas celulares para atingir o local alvo celular, enquanto niossomos maiores são recomendados para administração intramuscular e intracavitária de medicamentos ou aplicações oftálmicas. A redução ultrassônica do tamanho dos niossomos é uma etapa comum durante a preparação de niossomos altamente potentes. As forças de cisalhamento ultrassônicas desaglomeram e dispersam os niossomos em nano-niossomos monodispersos.

protocolo – Redução ultrassônica do tamanho de lipoNiossomos

Naderinezhad et al. (2017) formularam lipoNiossomos biocompatíveis (uma combinação de niossomo e lipossomo) contendo Tween 60: colesterol: DPPC (em 55: 30: 15: 3) com 3% de DSPE-mPEG. Para reduzir o tamanho dos liponiossomos preparados, após a hidratação, eles sonicaram a suspensão por 45 min (15 segundos ligados e 10 segundos desligados, amplitude de 70% a 100 watts) para minimizar a agregação de partículas usando o homogeneizador ultrassônico UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Alemanha). Para o método de gradiente de pH, 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. Em seguida, as nanopartículas foram sonicadas em um banho de gelo para produzir pequenas vesículas.

Ultrassonicadores para preparação de niossomos

A Hielscher Ultrasonic tem uma longa experiência no projeto, fabricação, distribuição e serviço de homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para a indústria farmacêutica, alimentícia e cosmética.
A preparação de niossomos de alta qualidade, lipossomas, nanopartículas lipídicas sólidas, nanopartículas poliméricas, complexos de ciclodextrina e outros transportadores de medicamentos nanoestruturados são processos nos quais os sistemas ultrassônicos Hielscher se destacam devido à sua alta confiabilidade, potência consistente e controlabilidade precisa. Os ultrasonicadores Hielscher permitem um controle preciso sobre todos os parâmetros do processo, como amplitude, temperatura, pressão e energia de sonicação. O software inteligente protocola automaticamente todos os parâmetros de sonicação (hora, data, amplitude, energia líquida, energia total, temperatura, pressão) no cartão SD integrado.
A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: