Nano-inkapsulirano intranazalno cepivo proti S. pneumoniae z ultrazvokom
Prednost cepiv S. pneumoniae, inkapsuliranih z nanodelci
Mott et al. (2013) so določili učinkovitost intranazalne dostave 234 ± 87,5 nm polimlečno-koglikolnega cepiva z nanodelci pri vzpostavljanju zaščite pred eksperimentalno respiratorno pnevmokokno okužbo. Nanodelci, ki kapsulirajo toplotno uničene Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP), so se zadržali v pljučih 11 dni po nosnem dajanju v primerjavi s praznim NP. Imunizacija z NP-HKSP je povzročila znatno odpornost proti S. pneumoniae okužbe v primerjavi z dajanjem samega zdravila HKSP. Povečana zaščita je bila povezana s pomembnim povečanjem antigensko specifičnega odziva citokinov IFN-c s pljučnimi limfociti, povezanim s Th1. Ta študija ugotavlja učinkovitost tehnologije, ki temelji na NP, kot neinvazivnega in ciljno usmerjenega pristopa za nosno-pljučno imunizacijo proti pljučnim okužbam.
Protokol ultrazvočne priprave nanodelcev
Ultrazvočna liza
1×106 nanodelci, ki kapsulirajo toplotno ubite Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) so lizirali z ultrazvočnim razbijanjem v 200 μl fosfatno puferirane fiziološke raztopine (PBS), 70 mg polimlečno-ko-glikolne kisline (PLGA) pa smo raztopili v 1 ml etil acetata. Ti dve raztopini sta bili mešani in vrtinčeni pri največji hitrosti 1 minuto, da so nastali primarna emulzija vode v olju.
Ultrazvočna enkapsulacija
Metoda dvojne emulzije: Primarno emulzijo smo nato zmešali s 3 ml 1 % raztopine polivinilalkohola (PVA). Ta rešitev je bila ultrazvočno obdelana z ultrazvočnim procesorjem UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, Nemčija) pri 40 % amplitudi 2 minuti v neprekinjenem načinu (100 % cikel) v čisti stekleni viali, potopljeni v led za odvajanje toplote, za pripravo nanodelcev PLGA, ki kapsulirajo HKSP. Raztopino smo nadalje razredčili na 20 ml z avtoklavirano vodo (0,22 μ filter steriliziran) in mešali 1 uro pri sobni temperaturi v blagem vakuumu, da je etilacetat. Raztopina je bila nato centrifugirana, da se zberejo NP, in ta postopek je bil ponovljen dvakrat, da se odstrani odvečni PVA. Pelet nanodelcev je bil resuspendiran v 500 μl avtoklavirane vode in liofiliziran. Končni nanodelci so bili shranjeni pri -20 °C do nadaljnje uporabe.
Velikost delcev toplotno ubitih Streptococcus pneumoniae-inkapsulirani nanodelci PLGA. Velikost delcev vodne suspenzije nanodelcev, merjena z dinamičnim sipanjem svetlobe, kaže povprečno velikost in Gaussovo porazdelitev delcev v seriji.
Vir: Mott et al.: Intranazalna dostava cepiva na osnovi nanodelcev povečuje zaščito pred S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
Ultrazvočni homogenizator UIP2000hdT (2kW) z neprekinjeno mešanim šaržnim reaktorjem
Ultrazvočni procesorji za farmacevtske formulacije
Hielscher Ultrasonic ima dolgoletne izkušnje z načrtovanjem, proizvodnjo, distribucijo in servisiranjem visoko zmogljivih ultrazvočnih homogenizatorjev za farmacevtsko in živilsko industrijo.
Priprava visokokakovostnih liposomov, trdnih lipidnih nanodelcev, polimernih nanodelcev in ciklodekstrinskih kompleksov so procesi, ki jih Hielscher ultrazvočni sistemi uporabljajo z visoko zanesljivostjo in vrhunsko kakovostjo. Hielscher ultrazvočni aparati omogočajo natančen nadzor nad vsemi procesnimi parametri, kot so amplituda, temperatura, tlak in ultrazvočna energija. Inteligentna programska oprema samodejno protokolira vse parametre ultrazvočne razbijanje (čas, datum, amplituda, neto energija, skupna energija, temperatura, tlak) na vgrajeni kartici SD.
- Visoko zmogljiva emulgacija
- Natančen nadzor nad velikostjo delcev in obremenitvijo
- Visoka obremenitev aktivnih snovi
- Natančen nadzor nad procesnimi parametri
- Hiter postopek
- Netoplotna, natančna regulacija temperature
- linearna razširljivost
- Obnovljivost
- Standardizacija procesov / GMP
- Sonde in reaktorji, ki jih je mogoče avtoklavirati
- CIP / SIP
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči iz laboratorij k Pilot in industrijska lestvica.
Literatura/Reference
- 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.
Dejstva, ki jih je vredno vedeti
nanostrukturirani nosilci zdravil
Nano-veliki nosilci zdravil, kot so nano-emulzije, liposomi, nanodelci trdnih lipidov, polimerni nanodelci in nanostrukturirani lipidni nosilci, se uporabljajo za formuliranje farmacevtskih izdelkov z izboljšanimi funkcionalnostmi, kot so izboljšana biološka uporabnost, povečana biokompatibilnost, ciljna dostava, ugodna razpolovna doba krvi in zelo nizka ali brez toksičnosti za zdrava tkiva. Ultrasonication je zelo učinkovita tehnika za oblikovanje različnih oblik nanoterapevtikov. Preberite več o ultrazvočnih aplikacijah v farmacevtski proizvodnji!
liposomi
Liposom je sferično oblikovan vezikel, ki ima vsaj en lipidni dvosloj, ki obdaja jedro hidrofobnih snovi. Tako velikost kot hidrofobni in hidrofilni značaj spremenita liposome v močne sisteme za dostavo zdravil, npr. liposomski vitamin C. Na lastnosti liposomov močno vplivajo sestava lipidov, površinski naboj, velikost in tehnika priprave. Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o ultrazvočni pripravi liposomov!
nano-emulzije
Nanoemulzije ali submikronske emulzije so emulzije z velikostjo kapljic med 20-200 nm in ozko porazdelitvijo kapljic. Kapljice nanovelikosti ponujajo številne prednosti za peroralno dajanje kot tudi za lokalno / transdermalno dajanje farmacevtskih in bioaktivnih snovi, npr. CBD nanoemulzij. Nano-velike kapljice s sposobnostjo učinkovitega raztapljanja lipofilnih zdravil in povečano hitrostjo absorpcije naredijo nano-emulzije pogosto uporabljeno obliko dajanja za visoko biološko uporabnost. Nano-emulgirane formulacije se lahko uporabljajo tudi za podaljšano sproščanje lipofilnih ali hidrofilnih zdravil.
Preberite več o ultrazvočni proizvodnji nano-emulzij!
nanodelci trdnih lipidov
Trdni lipidni nanodelec (SLN) je sferični nanodelec s povprečnim premerom med 10 in 1000 nanometri. Trdni lipidni nanodelci imajo trdno lipidno jedro, v katerem se lahko lipofilne molekule (aktivne snovi) raztopijo, tako da nanodelci delujejo kot nosilec zdravila. Lipidno jedro se stabilizira z emulgatorjem ali površinsko aktivno snovjo. Z aplikacijami za parenteralno in peroralno dajanje ter očesno, pljučno in lokalno dajanje zdravil se nanodelci trdnih lipidov uporabljajo za povečanje učinkovitosti zdravljenja in zmanjšanje sistemskih neželenih učinkov.
Preberite več o ultrazvočno podprti sintezi nanodelcev trdnih lipidov!
Nanostrukturirani nosilci lipidov
Tako kot trdni lipidni nanodelci (SLN) so nanostrukturirani lipidni nosilci (NLC) še ena oblika nanodelcev na osnovi lipidov. Nanostrukturirani lipidni nosilci (NLC) so modificirani trdni lipidni nanodelci, sestavljeni iz mešanice trdnih in tekočih lipidov in ponujajo izboljšano stabilnost in nosilnost.
Nanostrukturirane lipidne nosilce lahko pripravimo z ultrazvočno emulzijo methdod.
Kristali nano-velikosti
Ultrazvočna kristalizacija in obarjanje je zelo močan način za kapsuliranje snovi s slabo topnostjo v vodi v prevlečeni kristal. (2020) poročajo o ultrazvočni kapsulaciji kurkumina, bioaktivne spojine s številnimi koristmi za zdravje, vendar slabo biološko uporabnostjo zaradi nizke topnosti v vodi. Raziskovalna skupina je razvila polielektrolitsko plast po plasti (LbL) nanolupino za kapsuliranje molekul kurkumina. Navajajo, da "tako kot pogosto uporabljene emulzijske metode lahko naša ultrazvočno podprta LbL enkapsulacija doseže nanodelce veliko manjše velikosti. Za kurkumin smo pridobili kristalne nanodelce povprečne velikosti 80 nm in ξ-potenciala +30 mV ali -50 mV, ki so zagotovili stabilnost teh nanokoloidov več mesecev (hranjenih v nasičeni raztopini zdravila). Tvorba lupin z dvema dvoslojema biokompatibilnih polielektrolitov je omogočila počasno sproščanje zdravila v približno 20 urah.
Protokol nukleacije kurkumina: Kurkumin v prahu je bil raztopljen v 60 % raztopini etanola / vode. Po popolnem raztapljanju kurkumina so bili dodani vodni polikationi, poli(alilamin hidroklorid), PAH ali biološko razgradljiv protomin sulfat (PS). Nato je bila raztopina sonicirana z UIP1000, 1kW močnim ulötrasonicatorjem podjetja Hielscher Ultrasonic, pri 100 vatih na ml raztopine. Med ultrasonicacijo se je raztopini počasi dodajala voda. Zaradi dodane vode postane topilo bolj polarno, kar zmanjša topnost kurkumina. Ko ravnotežna koncentracija preseže prag topnosti, se doseže prenasičenost kurkumina in začne se nukleacija kristalov. Pri ultrazvoku z visoko močjo se rast delcev zdravila ustavi v začetnih fazah.
Preberite več o ultrazvočnem obarjanju in kristalizaciji nanokristalov!