• Ultrazvukové nanoemulzie vynikajú ako nosič liečiv vďaka výrazne vyššej kapacite rozpustnosti ako jednoduché riešenia micelle.
• Ich termodynamická stabilita ponúka výhody oproti nestabilným systémom, ako sú makro-veľké emulzie, disperzie a suspenzie.
• Hielscher ultrasonicators sa používajú na prípravu nanoemulzií s kvapôčkami až do 10nm – v malom meradle a priemyselnej výroby.

Farmaceutické nanoformulácie vyrobené výkonovým ultrazvukom

Keďže farmakologické účinky sú väčšinou priamo spojené s plazmatickými hladinami, je nevyhnutná absorpcia a biologická dostupnosť účinných farmaceutických zložiek. Biologická dostupnosť fytochemikálií, ako sú kanabinoidy (t.j. CBD, THC, CBG a iné) alebo curcuminoids, je obmedzená v dôsledku zlej rozpustnosti, zlej priepustnosti, nízkej systémovej dostupnosti, nestability, rozsiahleho metabolizmu prvého priesmyku alebo degradácie v GI trakte.
Nanoformulácie, ako sú nanoemulzie, lipozómy, micely, nanokryštály alebo zaťažené nanočastice, sa používajú vo farmaceutických výrobkoch a doplnkoch na zlepšenie a/alebo cielené podávanie liekov. Je známe, že nanoemulzie sú veľmi dobrým prostriedkom na dosiahnutie vysokej biologickej dostupnosti aktívnych farmaceutických zložiek (API) a fytochemických zlúčenín. Okrem toho nanoemulzie môžu tiež chrániť API, ktoré môžu byť náchylné na hydrolýzu a oxidáciu. API a fytochemikálie (napr. kanabinoidy, kurkuminoidy) zapuzdrené v O/W nano-emulziách boli testované v rôznych vedeckých štúdiách a sú dobre zavedené ako nosiče liečiv s vynikajúcou mierou absorpcie.

Ultrazvuková nanoemulgácia perorálne dodávaných liekov

Biologická dostupnosť perorálne podávaných flavonoidov, ako aj mnoho ďalších fenolových účinných látok je silne obmedzená rozsiahlou glukuronidáciou prvého priesmyku. Aby sa prekonali obmedzenia nedostatočnej biologickej dostupnosti, pre rôzne lieky boli značne vyhodnotené nano-veľkí dopravcovia, ako sú nanoemulzie a lipozómy, a preukázali skvelé výsledky pri zlepšovaní absorpcie.
Paklitaxelom: Nanoemulzie naložené paklitaxelom (chemoterapia liek používaný v liečbe rakoviny) mal kvapôčky veľkosti medzi ~ 90.6 nm (najmenší priemerný veľkosť častíc) a 110nm.
"Výsledky farmakokinetických štúdií ukázali, že zapuzdrenie paklitaxelu v nanoemulzií výrazne zvýšila perorálnu biologickú dostupnosť paklitaxelu. Zvýšená perorálna biologická dostupnosť, meraná v oblasti-pod-krivky (AUC), paklitaxel v nanoemulzií môže byť pripisovaná rozpustenie liečiva v kvapôčok oleja a/alebo na prítomnosť povrchovo aktívnych látok v oleji-vodné rozhranie. Zvýšenú absorpciu paklitaxelu možno pripísať aj ochrane drog pred chemickými, ako aj enzymatickou degradáciou. V literatúre bola hlásená lepšia perorálna biologická dostupnosť rôznych hydrofóbnych liekov v O/W type emulzií. " [Tiwari 2006, 445]

Curcuminoids: Lu et al. (2017, s.53) uvádzajú prípravu ultrazvukovo extrahovaných kurkuminoidov, ktoré boli emulgované ultrazvukom do nanoemulzie. Kurkuminoidy boli extrahované ultrazvukom v etanole. Na nanoemulgáciu vložili 5 ml kurkuminoidového extraktu do injekčnej liekovky a odparili etanol pod dusíkom. Potom sa pridalo 0,75 g lecitínu a 1 ml Tween 80 a homogénne sa zmiešalo, po čom nasledovalo pridanie 5,3 ml deionizovanej vody. Zmes bola dôkladne premiešaná a potom ultrazvukom.
Ultrazvuková nanoemulgácia viedla k jednotnej kurkuminoidnej nanoemulzii s priemernou veľkosťou častíc 12,1 nanometrov a sférickým tvarom, ktorý bol určený TEM (pozri obrázok nižšie).

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

Polyméry ako kyselina polymliečna-koglykolová (PLGA) alebo polyetylénglykol sa často používajú ako hlavná zložka na zlepšenie zapuzdrenia a zvýšenie stability a perorálnej biologickej dostupnosti. Avšak, použitie polymérov je koreluje s väčšou veľkosťou častíc (často > 100nm). Pripravená kurkuminoidné Nanoemulzia Lu et al. mala podstatne zníženú veľkosť 12-16nm. Trvanlivosť sa tiež zlepšila s vysokou stabilitou našej curcuminoidnej nanoemulzie počas skladovacieho obdobia 6 mesiacov pri teplote 4 ° c a 25 ° c, ako je indikované priemernou veľkosťou častíc 12,4 ± 0,5 nm a 16,7 ± 0,6 nm, respektíve po dlhodobom skladovaní.

Účinok farmaceutických pomocných látok a ultrazvukovej nanoemulgácie

Dong et al. skúmali 21 farmaceutických pomocných látok a ich účinky na biologickú dostupnosť modelového flavonoidu chryzínu. Päť pomocných látok – a síce Brij 35, Brij 58, labrasol, oleát sodný a Tween20 významne inhiboval glukuronidáciu chrysínu. Oleát sodný bol najmocnejším inhibítorom glukuronidácie.

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

Ultrazvuková nanoemulzia pre očné podávanie liekov

Na dosiahnutie lepšej dostupnosti, rýchlejšieho prenikania a vyššej účinnosti sa pripravili očné nanoemulzie, napríklad na podávanie oftalmologických liekov.
Ammar et al (2009) formuloval dorzolamid hydrochlorid v nanoemulzii (rozsah veľkostí 8,4-12,8 nm), aby sa dosiahli zvýšené účinky na liečbu glaukómu, zníženie počtu žiadostí denne a lepšia zhoda pacientov v porovnaní s konvenčné očné kvapky. Vyvinuté nanoemulzie ukázali rýchly nástup drogovej aktivity a dlhotrvajúci účinok, ako aj zvýšenú biologickú dostupnosť drog v porovnaní s konvenčným trhovým produktom.
s vysokou terapeutickou účinnosťou

Morsi et al. (2014) pripravenénanoemulzie acetazolamid naložené takto: 1% w/w acetazolamid (ACZ) bol sonicated s povrchovo aktívnej látky/co-povrchovo aktívnej látky/oleja zmesí až do úplného rozpustenia lieku potom vodná fáza obsahujúca 3% w/w dimetylsulfoxidu ( DMSO) bol pridaný po kvapkách pripraviť nanoemulzie obsahujúce 39% w/w vodnej fázy, zatiaľ čo na prípravu nanoemulzie na 59% obsahu vody, vodná fáza obsahujúca 20% DMSO bol použitý. DMSO bol pridaný, aby sa zabránilo zrážaniu lieku po pridaní vodnej fázy. Nanoemulzie boli pripravené s priemernou veľkosťou kvapôčky 23,8-90.2 nm. Nanoemulzie pripravené s vyšším obsahom vody 59% ukázali najvyššiu verziu lieku.
Nano-emulsified acetazolamid bol úspešne formulovaný v nanoemulzii forme, ktorá odhalila vysokú terapeutickú účinnosť pri liečbe glaukómu spolu s predĺženým účinkom.

Vysokovýkonné ultrasonicators pre nano-emulgáciu a nanoenkapsuláciu

Hielscher Ultrasonics ponúka ultrazvukové systémy od kompaktných laboratórnych homogenizátorov až po priemyselné riešenia na kľúč. Na výrobu nanoemulzií najvyššej farmaceutickej kvality je rozhodujúci spoľahlivý proces emulgácie. Široká škála sonotród, prietokových buniek Hielscher a voliteľná vložka MultiPhase Cavitator MPC48 umožňujú nášmu zákazníkovi nastaviť optimálne podmienky spracovania na výrobu emulzií nanoveľkosti v štandardizovanej, spoľahlivej a konzistentnej kvalite. Hielscher ultrasoniátory sú vybavené najmodernejším softvérom na prevádzku a riadenie – zabezpečenie spoľahlivej výroby štandardizovaných liečiv a doplnkov farmaceutickej kvality.
Kontaktujte nás ešte dnes objavovať možnosti rozpúšťadle nano-formulované API a fytochemikálie!