Почему лекарственные препараты в наноформах?

• Ультразвуковые наноэмульсии превосходно подходят в качестве носителей лекарственных веществ благодаря значительно более высокой солюбилизирующей способности по сравнению с простыми мицеллярными растворами.
• Их термодинамическая стабильность обеспечивает преимущества перед нестабильными системами, такими как эмульсии с каплями макроскопического размера, дисперсии и суспензии.
• Ультразвуковые аппараты Hielscher используются для получения наноэмульсий с размером капель вплоть до 10nm – в маломасштабном и промышленном производстве.

Фармацевтические наноформы, получаемые с помощью мощного ультразвука

Поскольку фармакологические эффекты в основном напрямую связаны с концентрациями в плазме крови, всасывание и биодоступность активных фармацевтических ингредиентов имеют решающее значение. Биодоступность фитохимических соединений, таких как каннабиноиды (т. е. CBD, THC, CBG и другие) или куркуминоиды, ограничена из-за низкой растворимости, слабого проникновения, низкой системной доступности, нестабильности, интенсивного метаболизма при первом прохождении или разложения в желудочно-кишечном тракте.
Наноформы, такие как наноэмульсии, липосомы, мицеллы, нанокристаллы или наночастицы с включёнными веществами, используются в фармацевтических препаратах и добавках для улучшенной и/или целевой доставки лекарственных веществ. Наноэмульсии известны как очень хорошие носители, позволяющие достичь высокой биодоступности активных фармацевтических ингредиентов (API) и фитохимических соединений. Кроме того, наноэмульсии могут также защищать API, которые могут быть подвержены гидролизу и окислению. API и фитохимические соединения (например, каннабиноиды, куркуминоиды), инкапсулированные в наноэмульсии типа «масло в воде» (O/W), были испытаны в различных научных исследованиях и хорошо зарекомендовали себя в качестве носителей лекарственных веществ с превосходными показателями всасывания.

Ультразвуковое наноэмульгирование лекарственных препаратов для перорального применения

Биодоступность флавоноидов, принимаемых перорально, а также многих других фенольных действующих веществ сильно ограничена интенсивным глюкуронированием при первом прохождении. Для преодоления ограничений, связанных с низкой биодоступностью, наноразмерные носители, такие как наноэмульсии и липосомы, были всесторонне исследованы для различных лекарственных веществ и показали отличные результаты в улучшении всасывания.
Паклитаксел: Наноэмульсии с включённым паклитакселом (химиотерапевтическим препаратом, используемым для лечения рака) имели размер капель от ~90,6nm (наименьший средний размер частиц) до 110nm.
«Результаты фармакокинетических исследований показали, что инкапсуляция паклитаксела в наноэмульсии действительно значительно повышала его биодоступность при пероральном применении. Повышенная биодоступность паклитаксела в наноэмульсиях при пероральном применении, измеренная по площади под кривой (AUC), могла быть обусловлена солюбилизацией лекарственного вещества в каплях масла и/или присутствием поверхностно-активных веществ на границе раздела масло–вода. Усиленное всасывание паклитаксела также может быть обусловлено защитой лекарственного вещества от химического и ферментативного разложения. В литературе сообщалось об улучшенной биодоступности различных гидрофобных лекарственных веществ при пероральном применении в эмульсиях типа O/W». [Tiwari 2006, 445]

Куркуминоиды: Lu et al. (2017, с.53) сообщают о получении куркуминоидов путём ультразвуковой экстракции с последующим ультразвуковым эмульгированием в наноэмульсию. Куркуминоиды экстрагировали в этаноле при обработке ультразвуком. Для наноэмульгирования 5mL экстракта куркуминоидов помещали во флакон и выпаривали этанол в атмосфере азота. Затем добавляли 0,75 g лецитина и 1 mL Tween 80 и перемешивали до однородности, после чего добавляли 5,3mL деионизированной воды. Смесь тщательно перемешивали, а затем обрабатывали ультразвуком.
В результате ультразвукового наноэмульгирования была получена однородная наноэмульсия куркуминоидов со средним размером частиц 12,1 нанометра и сферической формой частиц, установленной методом просвечивающей электронной микроскопии (TEM) (см. рисунок ниже).

Рис.: распределение частиц дисперсии куркуминоидов по размерам, полученное методом динамического рассеяния света (DLS) (A), и изображение, полученное методом просвечивающей электронной микроскопии (TEM) (B), а также распределение частиц по размерам, полученное непосредственно по изображению TEM (C).
(Изображение и исследование: © Lu et al., 2017)

Полимеры, такие как сополимер молочной и гликолевой кислот (PLGA) или полиэтиленгликоль, часто используются в качестве основного компонента для улучшения инкапсуляции и повышения как стабильности, так и биодоступности при пероральном применении. Однако использование полимеров связано с более крупным размером частиц (часто >100nm). Наноэмульсия куркуминоидов, полученная Lu et al., имела существенно меньший размер частиц – 12–16nm. Срок хранения также был увеличен благодаря высокой стабильности нашей наноэмульсии куркуминоидов в течение 6 месяцев хранения при 4℃ и 25℃, о чём свидетельствует средний размер частиц 12,4 ± 0,5nm и 16,7 ± 0,6nm соответственно после длительного хранения.

Влияние фармацевтических вспомогательных веществ и ультразвукового наноэмульгирования

Dong et al. исследовали 21 фармацевтическое вспомогательное вещество и их влияние на биодоступность модельного флавоноида хризина. Пять вспомогательных веществ – а именно Brij 35, Brij 58, labrasol, олеат натрия и Tween20 – значительно ингибировали глюкуронирование хризина. Олеат натрия был наиболее сильным ингибитором глюкуронирования.

Мебудипин: Khani et al. (2016) сообщают о получении с помощью ультразвукового аппарата зондового типа наноэмульсии с включённым мебудипином, содержащей этилолеат, Tween 80, Span 80, polyethylene glycol 400, этанол и деионизированную воду. Они установили, что размер частиц в оптимальном составе составлял 22,8 ± 4,0 nm, что обеспечило повышение относительной биодоступности наноэмульсии мебудипина примерно в 2,6 раза. Результаты экспериментов in vivo показали, что наноэмульсионная форма позволяла значительно повысить биодоступность мебудипина по сравнению с суспензией, маслорастворимой формой и мицеллярным раствором.

Ультразвуковая наноэмульсия для доставки лекарственных веществ в глаз

Наноэмульсии для применения в глазах, например для доставки офтальмологических лекарственных веществ, были получены с целью достижения лучшей доступности, более быстрого проникновения и более высокой эффективности.
Ammar et al. (2009) включили гидрохлорид дорзоламида в наноэмульсию (диапазон размеров 8,4–12,8nm), чтобы усилить эффект при лечении глаукомы, сократить количество применений в день и улучшить соблюдение пациентами режима лечения по сравнению с обычными глазными каплями. Разработанные наноэмульсии показали быстрое начало действия лекарственного вещества и пролонгированный эффект, а также повышенную биодоступность лекарственного вещества по сравнению с обычным препаратом, представленным на рынке.
с высокой терапевтической эффективностью

Morsi et al. (2014) получали наноэмульсии с включённым ацетазоламидом следующим образом: 1% w/w ацетазоламида (ACZ) обрабатывали ультразвуком со смесями поверхностно-активного вещества / со-ПАВ / масла до полного растворения лекарственного вещества, затем по каплям добавляли водную фазу, содержащую 3% w/w диметилсульфоксида (DMSO), для получения наноэмульсий с содержанием водной фазы 39% w/w, тогда как для получения наноэмульсий с содержанием воды 59% использовали водную фазу, содержащую 20% DMSO. DMSO добавляли для предотвращения любого выпадения лекарственного вещества в осадок после добавления водной фазы. Наноэмульсии получали со средним размером капель 23,8–90,2nm. Наноэмульсии с более высоким содержанием воды – 59% – показали наивысшее высвобождение лекарственного вещества.
Ацетазоламид, подвергнутый наноэмульгированию, был успешно получен в форме наноэмульсии, которая показала высокую терапевтическую эффективность при лечении глаукомы наряду с пролонгированным эффектом.

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты для наноэмульгирования и наноинкапсуляции

Hielscher Ultrasonics предлагает ультразвуковые системы от компактных лабораторных гомогенизаторов до промышленных решений под ключ. Для получения наноэмульсий высочайшего фармацевтического качества надёжный процесс эмульгирования имеет решающее значение. Широкий ассортимент сонотродов, проточных ячеек и опциональная вставка MultiphaseCavitator MPC48 от Hielscher позволяют нашим заказчикам устанавливать оптимальные условия обработки для получения наноразмерных эмульсий со стандартизированным, надёжным и постоянным качеством. Ультразвуковые аппараты Hielscher оснащены самым современным программным обеспечением для управления работой и контроля – это обеспечивает надёжное производство стандартизированных фармацевтических препаратов и добавок фармацевтического качества.
Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать о возможностях получения наноформ API и фитохимических соединений с помощью ультразвука!