Prečo nanoformulované lieky?

• Ultrazvukové nanoemulzie vynikajú ako nosič liečiv vďaka výrazne vyššej rozpustnej kapacite ako jednoduché roztoky micel.
• Ich termodynamická stabilita ponúka výhody oproti nestabilným systémom, ako sú makro emulzie, disperzie a suspenzie.
• Ultrazvukové prístroje Hielscher sa používajú na prípravu nanoemulzií s kvapôčkami až do 10 nm – v malom meradle a priemyselnej výrobe.

Farmaceutické nanoformulácie vyrábané výkonovým ultrazvukom

Keďže farmakologické účinky väčšinou priamo súvisia s plazmatickými hladinami, absorpcia a biologická dostupnosť účinných farmaceutických zložiek je rozhodujúca. Biologická dostupnosť fytochemikálií, ako sú kanabinoidy (t. j. CBD, THC, CBG a iné) alebo kurkuminoidy, je obmedzená kvôli zlej rozpustnosti, zlej priepustnosti, nízkej systémovej dostupnosti, nestabilite, rozsiahlemu metabolizmu prvého prechodu alebo degradácii v gastrointestinálnom trakte.
Nanoformulácie, ako sú nanoemulzie, lipozómy, micely, nanokryštály alebo nabité nanočastice, sa používajú vo farmaceutických výrobkoch a doplnkoch na zlepšenie a/alebo cielené podávanie liekov. Je známe, že nanoemulzie sú veľmi dobrými prostriedkami na dosiahnutie vysokej biologickej dostupnosti aktívnych farmaceutických zložiek (API) a fytochemických zlúčenín. Okrem toho môžu nanoemulzie chrániť aj účinné látky, ktoré môžu byť náchylné na hydrolýzu a oxidáciu. API a fytochemikálie (napr. kanabinoidy, kurkuminoidy) zapuzdrené v nanoemulziách O/W boli testované v rôznych vedeckých štúdiách a sú dobre zavedené ako nosiče liečiv s vynikajúcou mierou absorpcie.

Ultrazvuková nanoemulzifikácia perorálne podávaných liekov

Biologická dostupnosť perorálne podávaných flavonoidov, ako aj mnohých ďalších fenolických účinných látok je výrazne obmedzená rozsiahlou glukuronidáciou prvého prechodu. Aby sa prekonali obmedzenia zlej biologickej dostupnosti, nanonosiče, ako sú nanoemulzie a lipozómy, boli rozsiahlo hodnotené pre rôzne lieky a preukázali skvelé výsledky pri zlepšovaní absorpcie.
Paklitaxel: Nanoemulzie nabité paklitaxelom (chemoterapeutický liek používaný pri liečbe rakoviny) mali veľkosť kvapiek medzi ~ 90,6 nm (najmenšia priemerná veľkosť častíc) a 110 nm.
"Výsledky farmakokinetických štúdií naznačili, že enkapsulácia paklitaxelu v nanoemulziách významne zvýšila perorálnu biologickú dostupnosť paklitaxelu. Zvýšená perorálna biologická dostupnosť, meraná plochou pod krivkou (AUC) paklitaxelu v nanoemulziách, možno pripísať solubilizácii liečiva v olejových kvapôčkach a/alebo prítomnosti povrchovo aktívnych látok na rozhraní olej-voda. Zvýšenú absorpciu paklitaxelu možno pripísať aj ochrane liečiva pred chemickou a enzymatickou degradáciou. V literatúre bola zaznamenaná zlepšená perorálna biologická dostupnosť rôznych hydrofóbnych liekov v emulziách typu O/W." [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidy: Lu et al. (2017, s. 53) uvádzajú prípravu ultrazvukom extrahovaných kurkuminoidov, ktoré boli ultrazvukovo emulgované na nanoemulziu. Kurkuminoidy boli extrahované sonikáciou v etanole. Na nanoemulgáciu vložili 5 ml kurkuminoidného extraktu do injekčnej liekovky a odparili etanol pod dusíkom. Potom sa pridalo 0,75 g lecitínu a 1 ml Tween 80 a homogénne sa premiešalo, po čom nasledovalo pridanie 5,3 ml deionizovanej vody. Zmes sa dôkladne premiešala a potom sa sonikovala.
Výsledkom ultrazvukovej nanoemulzifikácie bola rovnomerná kurkuminoidná nanoemulzia s priemernou veľkosťou častíc 12,1 nanometrov a guľovitým tvarom, ktorý bol určený TEM (pozri obrázok nižšie).

Obr.: Distribúcia veľkosti častíc DLS (A) a TEM obraz (B) disperzie kurkuminoidov spolu s distribúciou veľkosti častíc získanou priamo z TEM obrazu (C).
(Obrázok a štúdia: © Lu et al., 2017)

Polymers such as polylactic-co-glycolic acid (PLGA) or polyethylene glycol are often used as a major component to improve encapsulation and enhancement of both stability and oral bioavailability. However, the use of polymers is correlated with a larger particle size (often >100nm). The prepared curcuminoid nanoemulsion by Lu et al. had a substantially reduced size of 12-16nm. The shelf-life was also improved with a high stability of our curcuminoid nanoemulsion over a storage period of 6 months at 4℃ and 25℃ as indicated by a mean particle size of 12.4 ± 0.5nm and 16.7 ± 0.6nm, respectively, after prolonged storage.

Účinok farmaceutických pomocných látok a ultrazvukovej nanoemulzifikácie

Dong a kol. skúmali 21 farmaceutických pomocných látok a ich účinky na biologickú dostupnosť modelového flavonoidu chryzínu. Päť pomocných látok – menovite Brij 35, Brij 58, labrasol, oleát sodný a Tween20 významne inhibovali glukuronidáciu chryzínu. Oleát sodný bol najsilnejším inhibítorom glukuronidácie.

Mebudipín: Khani et al. (2016) uvádzajú, že formulácia nanoemulzie nabitej mebudipínom obsahujúcej etyloleát, Tween 80, Span 80, polyetylénglykol 400, etanol a DI voda boli pripravené pomocou ultrazvukového zariadenia typu sondy. Zistili, že veľkosť častíc pre optimálnu formuláciu bola 22,8 ± 4,0 nm, čo viedlo k relatívnej biologickej dostupnosti nanoemulzie mebudipínu, ktorá sa zvýšila asi 2,6-násobne. Výsledky experimentov in vivo ukázali, že formulácia nanoemulzie bola schopná významne zvýšiť biologickú dostupnosť mebudipínu v porovnaní so suspenziou, roztokom rozpustným v oleji a micelárnym roztokom.

Ultrazvuková nanoemulzia na podávanie liekov do očí

Očné nanoemulzie, napr. na podávanie očných liekov, boli pripravené s cieľom dosiahnuť lepšiu dostupnosť, rýchlejšiu penetráciu a vyššiu účinnosť.
Ammar a kol. (2009) formulovali dorzolamid hydrochlorid v nanoemulzii (rozsah veľkostí 8,4-12,8 nm), aby sa dosiahli zvýšené účinky pri liečbe glaukómu, zníženie počtu aplikácií za deň a lepšia poddajnosť pacienta v porovnaní s bežnými očnými kvapkami. Vyvinuté nanoemulzie vykazovali rýchly nástup účinku lieku a predĺžený účinok, ako aj zvýšenú biologickú dostupnosť lieku v porovnaní s konvenčným produktom na trhu.
s vysokou terapeutickou účinnosťou

Morsi et al. (2014) pripravili nanoemulzie zaťažené acetazolamidom nasledovne: 1 % m/w acetazolamidu (ACZ) bolo sonikované zmesami povrchovo aktívnej látky / ko-povrchovo aktívnej látky / oleja až do úplného rozpustenia liečiva, potom sa po kvapkách pridala vodná fáza obsahujúca 3 % m/w dimetylsulfoxidu (DMSO) na prípravu nanoemulzií obsahujúcich 39 % hmotnostnej vodnej fázy, zatiaľ čo na prípravu nanoemulzií s 59 % obsahom vody, bola použitá vodná fáza obsahujúca 20% DMSO. DMSO bolo pridané, aby sa zabránilo akémukoľvek zrážaniu liečiva po pridaní vodnej fázy. Nanoemulzie boli pripravené so strednou veľkosťou kvapiek 23,8-90,2 nm. Nanoemulzie pripravené s vyšším obsahom vody 59% vykazovali najvyššie uvoľňovanie liečiva.
Nano-emulgovaný acetazolamid bol úspešne formulovaný vo forme nanoemulzie, ktorá preukázala vysokú terapeutickú účinnosť pri liečbe glaukómu spolu s predĺženým účinkom.

Vysokovýkonné ultrazvukové prístroje na nanoemulgáciu a nanoenkapsuláciu

Spoločnosť Hielscher Ultrasonics ponúka ultrazvukové systémy od kompaktných laboratórnych homogenizátorov až po priemyselné riešenia na kľúč. Na výrobu nanoemulzií najvyššej farmaceutickej kvality je rozhodujúci spoľahlivý emulgačný proces. Široká škála sonotrod, prietokových článkov a voliteľná vložka MultiPhase Cavitator MPC48 od spoločnosti Hielscher umožňujú nášmu zákazníkovi nastaviť optimálne podmienky spracovania na výrobu emulzií nanoveľkosti v štandardizovanej, spoľahlivej a konzistentnej kvalite. Ultrasoniátory Hielscher sú vybavené najmodernejším softvérom na obsluhu a ovládanie – zabezpečenie spoľahlivej výroby štandardizovaných liekov a doplnkov farmaceutickej kvality.
Kontaktujte nás ešte dnes a objavte možnosti ultrazvukovo nano-formulovaných API a fytochemikálií!