Нанокапсулированная интраназальная вакцина против S. pneumoniae с ультразвуком
Преимущества инкапсулированных наночастицами вакцин против S. pneumoniae
Mott et al. (2013) определили эффективность интраназальной доставки вакцинной конструкции из полимолочной когликолевой кислоты длиной 234 ± 87,5 нм в обеспечении защиты от экспериментальной респираторной пневмококковой инфекции. Наночастицы, инкапсулирующие убитый теплом Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP), сохранялись в легких через 11 дней после назального введения по сравнению с пустыми NP. Иммунизация НП-ГКСП выработала выраженную резистентность к S. pneumoniae инфекции по сравнению с введением только HKSP. Повышенная защита коррелировала со значительным увеличением антиген-специфического Th1-ассоциированного цитокинового ответа ИФН-с легочными лимфоцитами. Это исследование устанавливает эффективность технологии на основе НЧ в качестве неинвазивного и целенаправленного подхода к назально-легочной иммунизации против легочных инфекций.
Протокол подготовки ультразвуковых наночастиц
ультразвуковой лизис
1×106 наночастицы, инкапсулирующие термически убитые Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) лизировали ультразвуком в 200 мкл фосфатно-солевого буфера (PBS), а 70 мг полимолочной ко-гликолевой кислоты (PLGA) растворяли в 1 мл этилацетата. Эти два раствора смешивали и перебрасывали с максимальной скоростью в течение 1 минуты с образованием первичной водно-масляной эмульсии.
Ультразвуковая капсуляция
Метод двойной эмульсии: Затем первичную эмульсию смешивали с 3 мл 1% раствора поливинилового спирта (ПВА). Это решение было обработано ультразвуком с помощью ультразвукового процессора УП200Ч (Hielscher Ultrasonics GmbH, Германия) с амплитудой 40 % в течение 2 мин на непрерывном режиме (100% цикл), в чистом стеклянном флаконе, погруженном в лед для рассеивания тепла, для приготовления HKSP инкапсулирующих наночастиц PLGA. Далее раствор разбавляли до 20 мл автоклавной водой (фильтр 0,22μ стерилизован) и перемешивали в течение 1 ч при комнатной температуре в слабом вакууме для испарения этилацетата. Затем раствор центрифугировали для сбора ЧП, и этот процесс повторяли дважды для удаления избытка ПВС. Гранулу наночастиц ресуспендировали в 500 мкл автоклавной воды и лиофилизировали. Конечные наночастицы хранили при температуре -20°C до дальнейшего использования.
Размер частиц термически убитых Streptococcus pneumoniae-инкапсулированные наночастицы PLGA. Размер частиц водной суспензии наночастиц, измеренный с помощью динамического рассеяния света, показывает средний размер и гауссово распределение частиц в партии.
Источник: Mott et al.: Интраназальная доставка вакцины на основе наночастиц повышает защиту от S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
Ультразвуковой гомогенизатор UIP2000hdT (2 кВт) с реактором периодического действия с непрерывным перемешиванием
Ультразвуковые процессоры для фармацевтических препаратов
Компания Hielscher Ultrasonic имеет многолетний опыт в разработке, производстве, распространении и обслуживании высокоэффективных ультразвуковых гомогенизаторов для фармацевтической и пищевой промышленности.
Получение высококачественных липосом, твердых липидных наночастиц, полимерных наночастиц и комплексов циклодекстрина – это процессы, в которых ультразвуковые системы Hielscher используются с высокой надежностью и превосходным качеством выхода. Ультразвуковые аппараты Hielscher позволяют точно контролировать все параметры процесса, такие как амплитуда, температура, давление и энергия ультразвука. Интеллектуальное программное обеспечение автоматически протоколирует все параметры ультразвуковой обработки (время, дата, амплитуда, чистая энергия, общая энергия, температура, давление) на встроенной SD-карте.
- Высокопроизводительная эмульгация
- Точный контроль размера частиц и нагрузки
- Высокая концентрация активных веществ
- Точный контроль над параметрами процесса
- Быстрый процесс
- Нетермический, точный контроль температуры
- Линейная масштабируемость
- воспроизводимость
- Стандартизация процессов / GMP
- Автоклавируемые зонды и реакторы
- CIP / SIP
В таблице ниже приведена примерная производительность обработки наших ультразвуковых аппаратов:
| Объем партии | Расход | Рекомендуемые устройства |
|---|---|---|
| от 1 до 500 мл | От 10 до 200 мл/мин | УП100Ч |
| от 10 до 2000 мл | от 20 до 400 мл/мин | УП200Хт, УП400Ст |
| 0.1 до 20 л | 0от 0,2 до 4 л/мин | УИП2000HDT |
| От 10 до 100 л | От 2 до 10 л/мин | УИП4000HDT |
| н.а. | От 10 до 100 л/мин | UIP16000 |
| н.а. | больше | Кластер UIP16000 |
Свяжитесь с нами! / Спросите нас!
Мощные ультразвуковые гомогенизаторы от лаборатория Кому пилот и промышленный шкала.
Литература/Литература
- 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.
Факты, которые стоит знать
наноструктурированные носители лекарственных средств
Наноразмерные носители лекарственных средств, такие как наноэмульсии, липосомы, твердые липидные наночастицы, полимерные наночастицы и наноструктурированные липидные носители, используются для разработки фармацевтических препаратов с улучшенными функциональными возможностями, такими как улучшенная биодоступность, повышенная биосовместимость, адресная доставка, благоприятный период полувыведения из крови и очень низкая токсичность для здоровых тканей или ее отсутствие. Ультразвуковое исследование является высокоэффективным методом разработки различных форм нанотерапии. Узнайте больше о применении ультразвука в фармацевтическом производстве!
липосомы
Липосома представляет собой везикулу сферической формы, имеющую по крайней мере один липидный бислой, который инкапсулирует ядро гидрофобных веществ. Как размер, так и гидрофобный и гидрофильный характер превращают липосомы в мощные системы доставки лекарств, например, липосомального витамина С. На характеристики липосома существенно влияют липидный состав, поверхностный заряд, размер и способ приготовления. Нажмите здесь, чтобы узнать больше об ультразвуковой подготовке липосом!
наноэмульсии
Наноэмульсии или субмикронные эмульсии — это эмульсии с размером капель от 20 до 200 нм и узким распределением капель. Наноразмерные капли обладают рядом преимуществ для перорального введения, а также для местной/трансдермальной доставки фармацевтических и биологически активных веществ, например, наноэмульсий КБД. Наноразмерные капли, обладающие способностью эффективно растворять липофильные препараты, а также повышенная скорость абсорбции делают наноэмульсии часто используемой формой введения для обеспечения высокой биодоступности. Наноэмульгированные составы также могут использоваться для пролонгированного высвобождения липофильных или гидрофильных препаратов.
Узнайте больше об ультразвуковом производстве наноэмульсий!
твердолипидные наночастицы
Твердая липидная наночастица (SLN) — это сферическая наночастица со средним диаметром от 10 до 1000 нанометров. Твердые липидные наночастицы имеют твердую матрицу липидного ядра, в которой липофильные молекулы (активные вещества) могут быть солюбилизированы таким образом, что наночастица выступает в качестве носителя лекарства. Липидное ядро стабилизируется эмульгирующим агентом или поверхностно-активным веществом. При применении для парентерального и перорального введения, а также для окулярной, легочной и местной доставки лекарств, твердые липидные наночастицы используются для повышения эффективности лечения и уменьшения системных побочных эффектов.
Узнайте больше об ультразвуковом синтезе твердо-липидных наночастиц!
Наноструктурированные липидные носители
Как и твердые липидные наночастицы (SLN), наноструктурированные липидные носители (NLC) являются еще одной формой наночастиц на основе липидов. Наноструктурированные липидные носители (NLC) представляют собой модифицированные твердые липидные наночастицы, состоящие из смеси твердых и жидких липидов и обладающие улучшенной стабильностью и несущей способностью.
Наноструктурированные липидные носители могут быть получены с помощью ультразвуковой эмульсии методом методод.
Наноразмерные кристаллы
Ультразвуковая кристаллизация и осаждение являются высокоэффективным способом инкапсуляции веществ с плохой растворимостью в воде в кристалл с покрытием. Zheng et al. (2020) сообщают об ультразвуковой инкапсуляции куркумина, биоактивного соединения, обладающего многими преимуществами для здоровья, но низкой биодоступностью из-за низкой растворимости в воде. Исследовательская группа разработала полиэлектролитную нанооболочку слой за слоем (LbL) для инкапсуляции молекул куркумина. Они утверждают, что «в отличие от широко используемых методов эмульсии, наша ультразвуковая инкапсуляция LbL позволяет получить наночастицы гораздо меньшего размера. Для куркумина получены кристаллические наночастицы со средним размером 80 нм и ξ-потенциалом +30 мВ или -50 мВ, что обеспечило стабильность этих наноколлоидов в течение месяцев (выдерживаемых в насыщенном растворе препарата). Образование оболочек с двумя бислоями биосовместимых полиэлектролитов позволило замедлить высвобождение препарата в течение примерно 20 часов».
Протокол зарождения куркумина: порошок куркумина растворяли в 60 % растворе этанола / воды. После полного растворения куркумина добавляли водные поликатионы, поли(аллиламина гидрохлорид), ПАУ или биоразлагаемый сульфат протомина (ПС). Затем раствор был обработан ультразвуком с помощью UIP1000, мощного ультразвукатора мощностью 1 кВт от Hielscher Ultrasonic, мощностью 100 Вт на мл раствора. Во время ультразвуковой обработки в раствор медленно добавляли воду. Из-за добавленной воды растворитель становится более полярным, что снижает растворимость куркумина. Когда равновесная концентрация превышает порог растворимости, достигается пересыщение ra куркумина и начинается зарождение кристаллов. При ультразвуковой обработке большой мощности рост частиц препарата останавливается на начальных стадиях.
Узнайте больше об ультразвуковом осаждении и кристаллизации нанокристаллов!