Ultrazvukové ošetrenie nanočastíc pre liečivá

Sonikátory typu sondy hrajú kľúčovú úlohu vo farmaceutickom výskume a výrobe tým, že poskytujú silné a kontrolované prostriedky na dosiahnutie zníženia veľkosti častíc, narušenia buniek a homogenizácie. Sonicators využívajú ultrazvukové vlny na generovanie kavitácie, čo vedie k tvorbe a kolapsu mikroskopických bublín. Tento jav vytvára intenzívne šmykové sily a rázové vlny, ktoré účinne rozkladajú častice alebo narúšajú bunky.

Tu sú niektoré kľúčové aspekty použitia sonikátorov sondového typu vo farmaceutických aplikáciách:

  • Zmenšenie veľkosti častíc: Sonikátory sondy sa používajú na zníženie veľkosti častíc aktívnych farmaceutických zložiek (API) alebo iných zlúčenín. Malá a jednotná veľkosť častíc je životne dôležitá pre zvýšenie biologickej dostupnosti, rýchlosti rozpúšťania a celkovej účinnosti farmaceutických formulácií.
  • Narušenie buniek: V biofarmaceutickom výskume sa sondové sonikátory používajú na narušenie buniek na uvoľnenie intracelulárnych zložiek. To je obzvlášť dôležité pre extrakciu proteínov, enzýmov a iných biomolekúl z mikrobiálnych buniek alebo kultivovaných buniek cicavcov.
  • Homogenizácia: Homogenizácia farmaceutických formulácií je nevyhnutná na zabezpečenie rovnomerného rozloženia zložiek. Sonikátory sondy pomáhajú pri dosahovaní homogenity tým, že rozkladajú aglomeráty a rovnomerne rozptyľujú zložky.
  • Nanoemulzia a tvorba lipozómov: Sonikácia sa používa na vytvorenie stabilných nanoemulzií a lipozómov vo farmaceutických formuláciách. Tieto systémy na podávanie nanorozmerov sa používajú na podávanie liekov na zvýšenie rozpustnosti a biologickej dostupnosti.
  • Kontrola kvality a optimalizácia procesov: Sonikácia je cenným nástrojom kontroly kvality vo farmaceutickej výrobe. Pomáha pri optimalizácii procesov zabezpečením konzistentnej distribúcie veľkosti častíc a homogenity, čo prispieva k reprodukovateľnosti jednotlivých dávok.
  • Formulácia a vývoj liekov: Počas formulácie a vývoja liečiva sa sondové sonikátory používajú na prípravu stabilných suspenzií, emulzií alebo disperzií. To je rozhodujúce pre navrhovanie farmaceutických výrobkov s požadovanými fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami.

Žiadosť o informácie





Rozpúšťadle rozrušený reaktor pre lepšiu syntézu peptidov.

Rozpúšťadle miešaný reaktor pre zlepšenú a zrýchlenú syntézu. Obrázok ukazuje ultrasonicator UP200St v miešanom sklenenom reaktore.

Nanomateriály v farmaceutických výrobkoch

Ultrazvukové technológie hrajú kľúčovú úlohu pri príprave, spracovaní a funkcionalizácii nanomateriálov vo farmaceutickom výskume a výrobe. Intenzívne účinky vysokovýkonného ultrazvuku, vrátane akustickej kavitácie, prispievajú k rozbitiu aglomerátov, dispergovaniu častíc a emulgácii nanokvapôčok. Hielscher vysoko výkonné sonicators poskytujú spoľahlivé a efektívne riešenie pre farmaceutické štandardy, zabezpečujú bezpečnú výrobu a uľahčujú rozšírenie bez ďalšieho úsilia o optimalizáciu.

Spracovanie nanomateriálov

Nanomateriály, najmä nanočastice, spôsobili revolúciu v podávaní liekov vo farmaceutickom priemysle a ponúkajú osvedčenú metódu podávania účinných látok perorálne alebo injekčne. Táto technológia zvyšuje účinnosť dávkovania a podávania liekov a otvára nové cesty pre lekárske ošetrenie. Schopnosť dodávať lieky, teplo alebo iné účinné látky priamo do špecifických buniek, najmä chorých buniek, znamená významný pokrok.

V liečbe rakoviny nanoformulované lieky preukázali sľubné výsledky, využívajúc výhodu nano-veľkých častíc na dodávanie vysokých dávok liekov priamo do nádorových buniek, maximalizáciu terapeutických účinkov pri minimalizácii vedľajších účinkov na iné orgány. Veľkosť na nanoúrovni umožňuje, aby tieto častice prechádzali cez bunkové steny a membrány a uvoľňovali účinné látky presne v cieľových bunkách.

Spracovanie nanomateriálov, definovaných ako častice s rozmermi menšími ako 100 nm, predstavuje výzvy, ktoré si vyžadujú väčšie úsilie. Ultrazvuková kavitácia sa objavuje ako dobre zavedená technológia pre deaglomeráciu a dispergovanie nanomateriálov. Uhlíkové nanorúrky (CNT), najmä viacstenné uhlíkové nanorúrky (MWCNT) a jednostenné uhlíkové nanorúrky (SWCNT), vykazujú jedinečné vlastnosti a ponúkajú veľký vnútorný objem na zapuzdrenie molekúl liečiva a odlišné povrchy na funkcionalizáciu.
 

Sonochemicky pripravené jednostenné uhlíkové nanotrubice (SWNTs/SWCNTs)

Sonochemická výroba SWCNT. Kremičitý prášok v roztoku zmesi ferocén-xylén bol sonikovaný po dobu 20 min. pri izbovej teplote a pod tlakom okolia. Sonikácia produkuje vysoko čisté SWCNTS na povrchu kremičitého prášku. (Jeong et al. 2004)

 

Funkcionalizované uhlíkové nanorúrky (f-CNT) zohrávajú kľúčovú úlohu pri zvyšovaní rozpustnosti, umožňujú efektívne zacielenie nádorov a vyhýbajú sa cytotoxicite. Ultrazvukové techniky uľahčujú ich výrobu a funkcionalizáciu, ako je sonochemická metóda pre vysoko čisté SWCNT. Okrem toho môžu f-CNT slúžiť ako systémy na podávanie vakcín, ktoré spájajú antigény s uhlíkovými nanorúrkami s cieľom vyvolať špecifické protilátkové odpovede.
Keramické nanočastice odvodené z oxidu kremičitého, titánie alebo oxidu hlinitého predstavujú porézne povrchy, čo z nich robí ideálne nosiče liekov. Ultrazvuková syntéza a zrážanie nanočastíc, využívajúce sonochémiu, poskytujú prístup zdola nahor na prípravu zlúčenín nanoveľkosti. Tento proces zvyšuje prenos hmoty, čo vedie k menším veľkostiam častíc a vyššej rovnomernosti

Ultrazvuková syntéza a zrážanie nanočastíc

Ultrazvukom hrá dôležitú úlohu vo funkcionalizácii nanočastíc. Táto technika efektívne rozbíja hraničné vrstvy okolo častíc, čo umožňuje novým funkčným skupinám dosiahnuť povrch častíc. Napríklad ultrazvuková funkcionalizácia jednostenných uhlíkových nanorúrok (SWCNT) s fragmentmi PL-PEG interferuje s nešpecifickým vychytávaním buniek a zároveň podporuje špecifické bunkové prijatie pre cielené aplikácie.

Ultrazvukové homogenizers umožňujú efektívne rozptyľuje, deagglomeration a mfunctionalization nano materiálov.

Hielscher laboratórny sonikátor UP50H pre ultrazvukom malých objemov, napríklad rozptyľuje MWNTs.

Na získanie nanočastíc s osobitnými vlastnosťami a funkciami sa musí upraviť povrch častíc. Rôzne nanosystémy ako polymérne nanočastice, lipozómy, dendrimers, uhlíkové nanotrubice, kvantové bodky atď môžu byť úspešne Funkcionalizované pre efektívne využitie v farmaceutike.

Praktický príklad fukcionalizácie ultrazvukových častíc:

Ultrazvuková funkcionalizácia SWCNTs podľa PL-PEG: Zeineldin et al. (2009) preukázala, že disperzia jednotlivých murovaných uhlíkových nanotrubice (SWNTs) ultrazvukom s fosfolipidové-polyetylénglykol (PL-PEG) fragmenty, a tým interferuje s jeho schopnosť blokovať nešpecifické vychytávanie bunkami. Avšak, nefragmentované PL-PEG podporuje špecifické bunkové vychytávanie cielené SWNTs na dve odlišné triedy receptorov vyjadrené rakovinové bunky. Ultrazvukové ošetrenie v prítomnosti pl-Peg je bežnou metódou, ktorá sa používa na rozptýliť alebo funkcionalizovať uhlíkové nanotrubice a integrity Peg je dôležité podporovať špecifické bunkové vychytávanie ligand-functionalized nanotrubice. Vzhľadom k tomu, fragmentácia je pravdepodobný dôsledok ultrazvukom, technika bežne používa na rozptýliť SWNTs, to možno obavy o určité aplikácie, ako je dodávka drog.
 

Sonikácia je vysoko účinná metóda na modifikáciu a funkcionalizáciu nanočastíc

Ultrazvuková disperzia SWCNT s PL-PEG (Zeineldin et al., 2009)

 

Ultrazvukový Lipozómové formácie

Ďalšou úspešnou aplikáciou ultrazvuku je príprava lipozómov a nano-lipozómov. Systémy dodávania liečiv a génov na báze lipozómov zohrávajú významnú úlohu v rozmanitých terapiách, ale aj v kozmetike a výžive. Lipozómy sú dobrými nosičmi, pretože účinné látky rozpustné vo vode môžu byť umiestnené do vodného centra lipozómov alebo, ak je činidlo rozpustné v tukoch, v lipidovej vrstve. Lipozómy môžu byť tvorené použitím ultrazvuku. Základným materiálom pre prípravu lipozómov sú amfilné molekuly odvodené alebo založené na biologických membránových lipidoch. Na tvorbu malých unilamelárnych vezikúl (SUV) sa lipidová disperzia jemne sonikuje – napr. s ručným ultrasonicator UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter alebo ultrazvukový pohár-roh . Trvanie takéhoto ultrazvukového ošetrenia trvá cca 5 – 15 minút. Ďalšou metódou na výrobu malých unilamelárnych vezikúl je sonikácia lipozómov multilamelárnych vezikúl.
Dinu-Pirvu et al. (2010) hlási získanie transferosómov sonicating MLVs pri izbovej teplote.
Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne Ultrazvukové prístroje, sonotród a príslušenstvo pre splnenie požiadavky všetkých druhov procesov.
Prečítajte si viac o ultrazvukom extrahované a zapuzdrené Aloe vera extrakt!

Ultrazvukové zapuzdrenie látok do lipozómov

Lipozómy pôsobia ako nosiče pre aktívnych agentov. Ultrazvuk je účinným nástrojom na prípravu a vytvorenie lipozómov pre zachytenie účinných látok. Pred zapuzdrením lipozómy majú tendenciu tvoriť klastre v dôsledku interakcie s povrchovými nátlakmi fosfolipidových polárnych hláv (Míckova et al. 2008), okrem toho musia byť otvorené. Ako príklad, Zhu et al. (2003) opisujú zapuzdrenie biotín prášok v lipozómy ultrazvukom. Keďže sa biotín prášok pridal do roztoku suspenzie vezikúl, roztok bol sonicated približne 1 hodinu. Po tejto liečbe bol biotín zakorenený v lipozómoch.

Lipozomálne emulzie

Ak chcete zvýšiť ošetrujúci účinok hydratačné alebo anti-aging krémy, pleťové vody, gély a ďalšie cosmeceutical formulácie, emulgátor sa pridávajú do lipozomálnych disperzií stabilizovať vyššie množstvo lipidov. Vyšetrovanie však preukázalo, že schopnosť lipozómov je vo všeobecnosti obmedzená. S prídavkom emulgátory, tento efekt sa objaví skôr a ďalšie emulgátory spôsobujú oslabenie na bariérovú afinitu fosfatidylcholínu. Nanočastice – zložený z fosfatidylcholínu a lipidov – sú odpoveďou na tento problém. Tieto nanočastice sú tvorené kvapôčky oleja, ktorá je pokrytá jednovrstvová fosfatidylcholínu. Použitie nanočastíc umožňuje formulácie, ktoré sú schopné absorbovať viac lipidov a zostávajú stabilné, takže ďalšie emulgátory nie sú potrebné.
Ultrazvukom je osvedčený spôsob výroby nanoemulzií a nanodispersions. Vysoko intenzívny ultrazvuk dodáva silu potrebnú na rozptýliť kvapalnú fázu (rozptýlená fáza) v malých kvapôčok v druhej fáze (kontinuálna fáza). V rozptyľuje zóne, imploding kavitácie bubliny spôsobiť intenzívne nárazové vlny v okolitej tekutine a viesť k tvorbe kvapalných trysiek vysokej rýchlosti kvapaliny. S cieľom stabilizovať novovytvorené kvapôčky rozptýliť fázy proti Coalescence, emulgátory (povrchovo aktívnych látok, povrchovo aktívne látky) a stabilizátory sú pridané do emulzie. Ako Koalescencia kvapôčok po narušení ovplyvňuje konečnú distribúciu veľkosti kvapiek, efektívne stabilizujúce emulgátory sa používajú na udržanie konečného rozdelenia veľkosti kvapôčky na úrovni, ktorá sa rovná distribúcii bezprostredne po kvapôčky narušenia v ultrazvukovej rozptyľuje zóne.

Lipozomálne disperzie

Lipozomálne disperzie, ktoré sú založené na nenasýtené fosfatidylchlór, nedostatok stability proti oxidácii. Stabilizácia disperzie možno dosiahnuť antioxidanty, ako je komplex vitamínov C a E.
Ortan et al. (2002) dosiahnuté vo svojej štúdii týkajúcej sa ultrazvukovej prípravy Anethum graveolens éterický olej v lipozómoch dobré výsledky. Po sonikácii bol rozmer lipozómov medzi 70-150 nm a pre MLV medzi 230-475 nm; Tieto hodnoty boli približne konštantné aj po 2 mesiacoch, ale prestali po 12 mesiacoch, najmä v disperzii SUV (pozri histogramy nižšie). Meranie stability, ktoré sa týka esenciálnej straty oleja a distribúcie veľkosti, tiež preukázalo, že lipozomálne disperzie udržovali obsah prchavých olejov. To naznačuje, že zachytenie éterického oleja v lipozómoch zvýšila stabilitu oleja.
 

Rozpúšťadle pripravené multi-lamelové vezikuly (MLV) a single Uni-lamelové vezikuly (SUV) ukazujú dobrú stabilitu týkajúcu sa esenciálnych olejových strát a distribúcie veľkosti častíc.

Stabilita disperzií MLV a SUV po 1 roku. Lipozomálne formulácie sa skladovali pri teplote 4±1 ºC.
(Štúdia a grafika: ©Ortan et al., 2009):

 
Kliknite tu sa dozviete viac o ultrazvukové lipozómovej prípravku!

Vysokovýkonné ultrazvukom pre farmaceutický výskum a výrobu

Hielscher Ultrasonics je váš špičkový dodávateľ vysoko kvalitných, vysoko výkonných sonicators pre výskum a výrobu farmaceutík. Zariadenia v rozsahu od 50 wattov do 16 000 wattov umožňujú nájsť správny ultrazvukový procesor pre každý objem a každý proces. Svojím vysokým výkonom, spoľahlivosťou, robustnosťou a jednoduchou obsluhou je ultrazvukové ošetrenie základnou technikou na prípravu a spracovanie nanomateriálov. Vybavený CIP (clean-in-place) a SIP (sterilize-in-place), Hielscher sonicators zaručujú bezpečnú a efektívnu výrobu podľa farmaceutických noriem. Všetky špecifické ultrazvukové procesy možno ľahko testovať v laboratóriu alebo bench-top stupnici. Výsledky týchto skúšok sú úplne reprodukovateľné, takže nasledujúce škálovanie je lineárne a dá sa ľahko vykonať bez ďalšieho úsilia týkajúceho sa optimalizácie procesu.

Prečo Hielscher Ultrasonics?

  • vysoká účinnosť
  • Najmodernejšia technológia
  • Spoľahlivosť & Robustnosť
  • nastaviteľné, presné riadenie procesu
  • Dávkové & Inline
  • pre akýkoľvek objem
  • inteligentný softvér
  • inteligentné funkcie (napr. programovateľné, dátové protokoly, diaľkové ovládanie)
  • Jednoduché a bezpečné ovládanie
  • nízka údržba
  • CIP (čisté miesto)

Hielscher Sonicators: dizajn, výroba a poradenstvo – Kvalita vyrobená v Nemecku

Hielscher ultrasonicators sú známe svojimi najvyššími štandardmi kvality a dizajnu. Robustnosť a jednoduchá obsluha umožňujú hladkú integráciu našich ultrazvukových prístrojov do priemyselných zariadení. Drsné podmienky a náročné prostredia ľahko zvládajú ultrazvukové prístroje Hielscher.

Hielscher Ultrasonics je spoločnosť certifikovaná podľa ISO a kladie osobitný dôraz na vysoko výkonné ultrazvukové prístroje s najmodernejšou technológiou a užívateľskou prívetivosťou. Samozrejme, Hielscher ultrasonicators sú v súlade s CE a spĺňajú požiadavky UL, CSA a RoHs.

Nasledujúca tabuľka vám uvádza približnú spracovateľskú kapacitu našich ultrazvukov:

Objem šaržeprietokOdporúčané Devices
0.5 až 1,5 mLneuvVialTweeter
1 až 500mL10 až 200mL/minUP100H
10 až 2000mL20 až 400mL/minUP200Ht, UP400St
0.1 až 20L02 až 4 l / minUIP2000hdT
10 až 100L2 až 10 l / minUIP4000hdT
15 až 150 l3 až 15 l/minUIP6000hdT
neuv10 až 100 l / minUIP16000
neuvväčšiastrapec UIP16000

Kontaktuj nás! / Opýtajte sa nás!

Požiadajte o ďalšie informácie

Použite nižšie uvedený formulár a požiadajte o ďalšie informácie o ultrazvukových procesoroch, aplikáciách a cene. Radi s vami prediskutujeme váš farmaceutický proces a ponúkneme vám sonicator, ktorý spĺňa vaše požiadavky!









Vezmite prosím na vedomie naše Zásady ochrany osobných údajov,


Ultrazvukové extrakčné nastavenie: Probe-type ultrasonicator UIP2000hdT (2000 wattov) vo farmaceutickom nerezovom reaktore.

Nastavenie ultrazvukového procesu: Ultrazvukom typu sondy UIP2000hdT (2000 wattov) vo farmaceutickom reaktore z nehrdzavejúcej ocele.



Literatúra / Referencie

Ultrazvukové high-shear homogenizers sa používajú v laboratóriu, bench-top, pilotné a priemyselné spracovanie.

Hielscher Ultrazvukom vyrába vysokovýkonné ultrazvukové homogenizátory pre miešanie aplikácií, disperzie, emulgácie a extrakcie na laboratórne, pilotné a priemyselné meradle.

Radi prediskutujeme váš proces.

Poďme sa skontaktovať.