Tratamentul cu ultrasunete de Nanoparticulele pentru Pharmaceuticals

Sonicatorii de tip sondă joacă un rol crucial în cercetarea și fabricarea farmaceutică, oferind un mijloc puternic și controlat de reducere a dimensiunii particulelor, perturbare celulară și omogenizare. Sonicators utilizează unde ultrasonice pentru a genera cavitație, rezultând în formarea și prăbușirea bulelor microscopice. Acest fenomen generează forțe intense de forfecare și unde de șoc, descompunând efectiv particulele sau perturbând celulele.

Iată câteva aspecte cheie ale utilizării sonicatorilor de tip sondă în aplicațiile farmaceutice:

  • Reducerea dimensiunii particulelor: Sonda sonicatoare sunt folosite pentru a reduce dimensiunea particulelor de ingrediente farmaceutice active (APIs) sau alți compuși. O dimensiune mică și uniformă a particulelor este vitală pentru îmbunătățirea biodisponibilității, a ratelor de dizolvare și a eficacității globale a formulărilor farmaceutice.
  • Întreruperea celulelor: În cercetarea biofarmaceutică, sonda sonicatori sunt utilizate pentru perturbarea celulelor pentru a elibera componente intracelulare. Acest lucru este deosebit de important pentru extracția proteinelor, enzimelor și a altor biomolecule din celulele microbiene sau din celulele de mamifere cultivate.
  • Omogenizarea: Omogenizarea formulelor farmaceutice este esențială pentru asigurarea distribuției uniforme a ingredientelor. Sonda sonicatoare ajuta la obtinerea omogenitatii prin descompunerea aglomerate și dispersarea componentelor în mod egal.
  • Formarea nanoemulsiei și lipozomilor: Sonicare este utilizat pentru a crea nanoemulsii stabile și lipozomi în formulări farmaceutice. Aceste sisteme de livrare la scară nanometrică sunt utilizate pentru livrarea medicamentelor pentru a spori solubilitatea și biodisponibilitatea.
  • Controlul calității și optimizarea proceselor: Sonicare este un instrument valoros pentru controlul calității în fabricarea farmaceutică. Ajută la optimizarea proceselor prin asigurarea unei distribuții consistente a dimensiunii particulelor și a omogenității, contribuind la reproductibilitatea lot-lot.
  • Formularea și dezvoltarea medicamentelor: În timpul formulării și dezvoltării medicamentului, sonda sonicatoare sunt utilizate pentru a prepara suspensii stabile, emulsii, sau dispersii. Acest lucru este esențial pentru proiectarea produselor farmaceutice cu proprietățile fizice și chimice dorite.

Cerere de informatie





Reactor ultrasonically agitat pentru sinteza peptidelor îmbunătățită.

Ultrasonically agitat reactor pentru o sinteză îmbunătățită și accelerată. Imaginea arată ultrasonicator UP200St într-un reactor de sticlă agitat.

Nanomaterialele a produselor farmaceutice

Tehnologiile cu ultrasunete joacă un rol esențial în pregătirea, prelucrarea și funcționalizarea nanomaterialelor în cercetarea și fabricarea farmaceutică. Efectele intense ale ultrasunetelor de mare putere, inclusiv cavitația acustică, contribuie la ruperea aglomeratelor, dispersarea particulelor și emulsionarea nano-picăturilor. Hielscher sonicators de înaltă performanță oferă o soluție fiabilă și eficientă pentru standardele farmaceutice, asigurând producția sigură și facilitând extinderea fără eforturi suplimentare de optimizare.

Prelucrarea Nanomateriale

Nanomaterialele, în special nanoparticulele, au revoluționat administrarea medicamentelor în produsele farmaceutice, oferind o metodă dovedită pentru administrarea agenților activi pe cale orală sau prin injectare. Această tehnologie sporește eficiența dozării și administrării medicamentelor, deschizând noi căi pentru tratamente medicale. Capacitatea de a furniza medicamente, căldură sau alte substanțe active direct celulelor specifice, în special celulelor bolnave, marchează un progres semnificativ.

În terapia cancerului, medicamentele nano-formulate au demonstrat rezultate promițătoare, valorificând avantajul particulelor de dimensiuni nano pentru a furniza doze mari de medicamente direct celulelor tumorale, maximizând efectele terapeutice în timp ce minimizează efectele secundare asupra altor organe. Dimensiunea nanometrică permite acestor particule să treacă prin pereții celulari și membrane, eliberând agenți activi exact la celulele vizate.

Prelucrarea nanomaterialelor, definite ca particule cu dimensiuni mai mici de 100nm, prezintă provocări care necesită eforturi mai mari. Cavitația cu ultrasunete apare ca o tehnologie bine stabilită pentru dezaglomerarea și dispersarea nanomaterialelor. Nanotuburile de carbon (CNT), în special nanotuburile de carbon cu pereți multipli (MWCNT) și nanotuburile de carbon cu pereți unici (SWCNT), prezintă proprietăți unice, oferind un volum interior mare pentru încapsularea moleculelor de medicament și suprafețe distincte pentru funcționalizare.
 

Sonochemically preparate nanotuburi de carbon cu un singur perete (SWNTs / SWCNTs)

Producția sonochimică a SWCNTs. Pulberea de siliciu într-o soluție de amestec de ferocen-xilen a fost sonicată timp de 20 min. la temperatura camerei și sub presiune ambiantă. Sonicare produce SWCNTS de înaltă puritate pe suprafața pulberii de silice. (Jeong și colab. 2004)

 

Nanotuburile de carbon funcționalizate (f-CNT) joacă un rol crucial în îmbunătățirea solubilității, permițând direcționarea eficientă a tumorii și evitând citotoxicitatea. Tehnicile cu ultrasunete facilitează producția și funcționalizarea lor, ar fi metoda sonochimică pentru SWCNT de înaltă puritate. Mai mult, f-CNT-urile pot servi ca sisteme de livrare a vaccinurilor, legând antigenele de nanotuburile de carbon pentru a induce răspunsuri specifice ale anticorpilor.
Nanoparticulele ceramice derivate din silice, titan sau alumină prezintă suprafețe poroase, făcându-le purtători ideali de medicamente. Sinteza cu ultrasunete și precipitarea nanoparticulelor, utilizând sonochimia, oferă o abordare de jos în sus pentru prepararea compușilor nanodimensionați. Procesul îmbunătățește transferul de masă, rezultând dimensiuni mai mici ale particulelor și o uniformitate mai mare

Ultrasunete Sinteza și precipitarea Nanoparticles

Ultrasonication joacă un rol vital în funcționalizarea nanoparticulelor. Tehnica descompune eficient straturile limită din jurul particulelor, permițând noilor grupuri funcționale să ajungă la suprafața particulelor. De exemplu, funcționalizarea cu ultrasunete a nanotuburilor de carbon cu pereți unici (SWCNTs) cu fragmente PL-PEG interferează cu absorbția celulară nespecifică, promovând în același timp absorbția celulară specifică pentru aplicațiile vizate.

omogenizatoare ultrasonice permite o dispersare eficientă, dezaglomerarea și mfunctionalization materialelor nano.

Hielscher sonicator de laborator UP50H pentru sonicare de volume mici, de ex dispersarea MWNTs.

Pentru a obține nanoparticule cu caracteristici și funcții specifice, suprafața particulelor trebuie modificată. Diferite nanosisteme, cum ar fi nanoparticulele polimerice, lipozomii, dendrimele, nanotuburile de carbon, punctele cuantice etc. pot fi funcționalizate cu succes pentru utilizarea eficientă în domeniul farmaceutic.

Exemplu practic de fuctionalizare a particulelor cu ultrasunete:

Funcționarea ultrasonică a SWCNT de către PL-PEG: Zeineldin și colab. (2009) a demonstrat că dispersia nanotuburilor de carbon cu pereți unici (SWNTs) prin ultrasonicare cu fosfolipid-polietilenglicol (PL-PEG) îl fragmentează, interferând astfel cu capacitatea sa de a bloca absorbția nespecifică de către celule. Totuși, PL-PEG nefragmatat promovează absorbția celulară specifică a SWNT-urilor vizate la două clase distincte de receptori exprimați de celulele canceroase. Tratamentul cu ultrasunete în prezența PL-PEG este o metodă obișnuită utilizată pentru dispersia sau funcționarea nanotuburilor de carbon, iar integritatea PEG este importantă pentru promovarea absorbției celulare specifice a nanotuburilor cu ligand funcțional. Deoarece fragmentarea este o consecință probabilă a ultrasonicii, o tehnică folosită în mod obișnuit pentru a dispersa SWNT-uri, aceasta poate reprezenta o preocupare pentru anumite aplicații, cum ar fi livrarea de droguri.
 

Sonicare este o metodă extrem de eficientă pentru modificarea și funcționalizarea nanoparticulelor

Dispersia cu ultrasunete a SWCNTs cu PL-PEG (Zeineldin et al., 2009)

 

Cu ultrasunete de formarea lipozomilor

O altă aplicație reușită a ultrasunetelor este prepararea lipozomilor și nano-lipozomilor. Medicamentele bazate pe lipozomi și sistemele de livrare a genelor joacă un rol semnificativ în terapiile multiple, dar și în cosmetică și nutriție. Lipozomii sunt purtători buni, deoarece agenții activi solubili în apă pot fi plasați în centrul apos al lipozomilor sau, dacă agentul este solubil în grăsimi, în stratul lipidic. Lipozomii pot fi formați prin utilizarea ultrasunetelor. Materialul de bază pentru prepararea lipozomilor sunt moleculele amfilice, derivate sau bazate pe lipidele membranei biologice. Pentru formarea veziculelor unilamelare mici (SUV), dispersia lipidelor este sonicated ușor – de exemplu, cu ultrasonicator portabil UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter sau cu ultrasunete cup-horn. Durata unui astfel de tratament cu ultrasunete durează aproximativ 5 – 15 minute. O altă metodă de a produce vezicule unilamelare mici este sonicarea lipozomilor veziculelor multi-lamelare.
Dinu-Pirvu și colab. (2010) raportează obținerea de transferozomi prin sonicare MLVs la temperatura camerei.
Hielscher Ultrasonics ofera diverse dispozitive cu ultrasunete, sonotrodes și accesorii pentru a satisface cerința de tot felul de procese.
Citiți mai multe despre extractul ultrasonically și încapsulat de Aloe vera!

încapsularea cu ultrasunete a agenților în lipozomi

Lipozomii funcționează ca purtători pentru agenți activi. Ultrasunete este un instrument eficient pentru pregătirea și formarea lipozomilor pentru prinderea agenților activi. Înainte de încapsulare, lipozomii tind să formeze clustere datorită suprafeței de încărcare-charge interacțiunea dintre capetele polare fosfolipide (Míckova et al. 2008), în plus, ele trebuie să fie deschise. Cu titlu de exemplu, Zhu și colab. (2003) descrie încapsularea pulberii biotin în lipozomi prin ultrasonare. Deoarece pulberea biotin a fost adăugat în soluția de suspensie veziculă, soluția a fost sonicat timp de aprox. 1 oră. După acest tratament, biotin a fost înglobată în lipozomi.

Emulsiile lipozomale

Pentru a spori efectul de hidratare sau cultivarea creme, loțiuni, geluri și alte formulări cosmeceutical anti-îmbătrânire, emulgator se adaugă dispersiile lipozomale pentru a stabiliza cantități mai mari de lipide. Dar investigațiile au arătat că capacitatea de lipozomi este în general limitată. Prin adăugarea de emulgatori, acest efect va apărea mai devreme și emulgatori suplimentari provoca o slăbire pe afinitatea barierei fosfatidilcolinei. Nanoparticulele – compus din fosfatidilcolina și lipide - sunt răspunsul la această problemă. Aceste nanoparticule sunt formate dintr-o picătură de ulei, care este acoperit de un monostrat de fosfatidilcolina. Utilizarea nanoparticulelor permite formulări care sunt capabile să absoarbă mai multe lipide și rămân stabile, astfel încât emulgatori suplimentari nu sunt necesare.
Ultrasonicarea este o metodă dovedită pentru producerea de nanoemulsii și nanodispersii. Ecografia ultra intensivă furnizează energia necesară pentru a dispersa o fază lichidă (fază dispersată) în picături mici într-o a doua fază (fază continuă). În zona de dispersie, bulele de cavitație implante produc unde de șoc intensive în lichidul din jur și duc la formarea jeturilor de lichid cu viteză mare de lichid. Pentru a stabiliza picăturile noi formate ale fazei dispersate împotriva coalescenței, se adaugă la emulsie emulgatori (substanțe active de suprafață, surfactanți) și stabilizatori. Deoarece coalescența picăturilor după întrerupere influențează distribuția finală a dimensiunilor picăturii, emulgatorii stabilizatori eficienți sunt utilizați pentru a menține distribuția finală a dimensiunilor picăturilor la un nivel care este egal cu distribuția imediat după întreruperea picăturilor în zona de dispersie cu ultrasunete.

Dispersiile lipozomale

dispersii lipozomale, care se bazează pe phosphatidylchlorine nesaturate, lipsa stabilității împotriva oxidării. Stabilizarea dispersiei poate fi realizată prin antioxidanți, cum ar fi printr-un complex de vitamine C și E.
Ortan și colab. (2002), realizat în studiul lor cu privire la pregătirea cu ultrasunete de Anethum graveolens ulei esențial în lipozomi rezultate bune. După sonicare, dimensiunea lipozomilor au fost între 70-150 nm și pentru MLV între 230-475 nm; aceste valori au fost aproximativ constante, de asemenea, după 2 luni, dar inceased după 12 luni, mai ales în dispersie SUV (vezi histograme de mai jos). Măsurarea stabilității, în ceea ce privește pierderea de ulei esențial și distribuția granulometrică, de asemenea, a arătat că dispersiile liposomale menținut conținutul de ulei volatil. Acest lucru sugerează că prinderea de ulei esențial în lipozomi mărit stabilitatea uleiului.
 

preparate ultrasunetelor Vezicule multi-lamelare (MLV) și veziculele simple uni-lamelar (SUV) prezintă o bună stabilitate în ceea ce privește pierderea de ulei esențial și distribuția dimensiunii particulelor.

Stabilitatea dispersiilor MLV și SUV după 1 an. Formulările lipozomale au fost păstrate la 4±1 °C.
(Studiu și grafic: ©Ortan et al., 2009):

 
Click aici pentru a citi mai multe despre prepararea lipozomilor cu ultrasunete!

Sonicatoare de înaltă performanță pentru cercetarea și fabricarea farmaceutică

Hielscher Ultrasonics este furnizorul de top de înaltă calitate, sonicatori de înaltă performanță pentru cercetare și fabricarea de produse farmaceutice. Dispozitive în intervalul de la 50 wați până la 16.000 wați permit găsirea procesorului cu ultrasunete potrivit pentru fiecare volum și fiecare proces. Prin înalta performanță, fiabilitate, robustețe și operare ușoară, tratamentul cu ultrasunete este o tehnică esențială pentru prepararea și prelucrarea nanomaterialelor. Echipat cu CIP (clean-in-place) și SIP (sterilizare-în-loc), sonicatoare Hielscher garantează o producție sigură și eficientă în conformitate cu standardele farmaceutice. Toate procesele specifice cu ultrasunete pot fi ușor testate în laborator sau banc-top scară. Rezultatele acestor studii sunt complet reproductibile, astfel încât următoarea scalare este liniară și poate fi făcută cu ușurință fără eforturi suplimentare în ceea ce privește optimizarea procesului.

De ce Hielscher Ultrasonics?

  • Eficiență ridicată
  • Tehnologie de ultimă generație
  • fiabilitate & robusteţe
  • reglabil, control precis al procesului
  • lot & in linie
  • pentru orice volum
  • software inteligent
  • caracteristici inteligente (de exemplu, programabile, protocolare de date, telecomandă)
  • Ușor și sigur de operat
  • întreținere redusă
  • CIP (curat pe loc)

Hielscher Sonicators: Proiectare, Fabricație și consultanță – Calitate fabricată în Germania

Ultrasonicators Hielscher sunt bine-cunoscute pentru cele mai înalte standarde de calitate și design. Robustețea și funcționarea ușoară permit integrarea fără probleme a ultrasonicators noastre în instalații industriale. Condiții dure și medii solicitante sunt ușor de manevrat de ultrasonicators Hielscher.

Hielscher Ultrasonics este o companie certificată ISO și a pus un accent special pe ultrasonicators de înaltă performanță featuring tehnologie de ultimă oră și ușurința în utilizare. Desigur, ultrasonicators Hielscher sunt conforme cu CE și îndeplinesc cerințele ul, CSA și RoHs.

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre:

volum lotDebitAparate recomandate
0.5 1,5mlN / A.VialTweeter
1 la 500mL10 până la 200 ml / minUP100H
10 la 2000ml20 până la 400ml / minUf200 ः t. UP400St
0.1 la 20L0.2 4L / minUIP2000hdT
10 100L2 până la 10L / minUIP4000hdT
De la 15 la 150LDe la 3 la 15L/minUIP6000hdT
N / A.10 la 100L / minUIP16000
N / A.mai maregrup de UIP16000

Contacteaza-ne! / Intreaba-ne!

Cere mai multe informații

Vă rugăm să utilizați formularul de mai jos pentru a solicita informații suplimentare despre procesoare cu ultrasunete, aplicații și preț. Vom fi bucuroși să discutăm procesul farmaceutic cu dvs. și să vă oferim un sonicator care să îndeplinească cerințele dvs.!









Vă rugăm să rețineți Politica de confidentialitate.


Configurare extracție cu ultrasunete: Ultrasonicator de tip sondă UIP2000hdT (2000 wați) într-un reactor din oțel inoxidabil grad farmaceutic.

Configurarea procesului cu ultrasunete: Ultrasonicator de tip sondă UIP2000hdT (2000 wați) într-un reactor din oțel inoxidabil de calitate farmaceutică.



Literatura / Referințe

     

    Ecografia este o tehnologie inovatoare care este utilizată cu succes pentru sinteza sonochimică, dezaglomerarea, dispersia, emulsionarea, funcționalizarea și activarea particulelor. În special în nanotehnologie, ultrasonication este o tehnică esențială pentru sinteza și prelucrarea materialelor de dimensiuni nano. Deoarece nanotehnologia a câștigat acest interes științific remarcabil, particulele de dimensiuni nanometrice sunt utilizate în extraordinar de multe domenii științifice și industriale. Industria farmaceutică a descoperit, de asemenea, potențialul ridicat al acestui material flexibil și variabil. În consecință, nanoparticulele sunt implicate în diverse aplicații funcționale din industria farmaceutică, acestea includ:

    • de livrare a medicamentului (purtător)
    • produse de diagnostic
    • ambalarea produsului
    • descoperirea biomarker
Omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă forfecare sunt utilizate în laborator, banc-top, pilot și prelucrare industrială.

Hielscher Ultrasonics produce omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru amestecarea aplicațiilor, dispersie, emulsificare și extracție pe scară de laborator, pilot și industrial.

Vom fi bucuroși să discutăm despre procesul dvs.

Să intrăm în contact.