Zakaj nanoformulirana zdravila?

• Ultrazvočne nanoemulzije se odlikujejo kot nosilec zdravil zaradi bistveno višje sposobnosti raztapljanja kot preproste raztopine micel.
• Njihova termodinamična stabilnost ponuja prednosti pred nestabilnimi sistemi, kot so makro emulzije, disperzije in suspenzije.
• Hielscher ultrazvočni aparati se uporabljajo za pripravo nanoemulzij s kapljicami do 10nm – v majhni in industrijski proizvodnji.

Farmacevtske nanoformulacije, proizvedene z močnim ultrazvokom

Ker so farmakološki učinki večinoma neposredno povezani z koncentracijami v plazmi, sta absorpcija in biološka uporabnost aktivnih farmacevtskih učinkovin ključnega pomena. Biološka uporabnost fitokemikalij, kot so kanabinoidi (tj. CBD, THC, CBG in drugi) ali kurkuminoidi, je omejena zaradi slabe topnosti, slabe prepustnosti, nizke sistemske razpoložljivosti, nestabilnosti, obsežnega metabolizma prvega prehoda ali razgradnje v prebavnem traktu.
Nanoformulacije, kot so nano-emulzije, liposomi, micele, nanokristali ali naloženi nanodelci, se uporabljajo v farmacevtskih izdelkih in dodatkih za izboljšano in / ali ciljno usmerjeno dostavo zdravil. Znano je, da so nanoemulzije zelo dobra sredstva za doseganje visoke biološke uporabnosti aktivnih farmacevtskih sestavin (API) in fitokemičnih spojin. Poleg tega lahko nanoemulzije ščitijo tudi aktivne učinkovine, ki so lahko dovzetne za hidrolizo in oksidacijo. API-ji in fitokemikalije (npr. Kanabinoidi, kurkuminoidi), inkapsulirani v O/W nano-emulzijah, so bili preizkušeni v različnih znanstvenih preskušanjih in so dobro uveljavljeni kot nosilci zdravil z vrhunskimi stopnjami absorpcije.

Ultrazvočna nanoemulzifikacija peroralno dostavljenih zdravil

Biološka uporabnost peroralno danih flavonoidov in mnogih drugih fenolnih aktivnih sestavin je močno omejena z obsežno glukuronidacijo prvega prehoda. Da bi premagali omejitve slabe biološke uporabnosti, so bili nanonosilci, kot so nanoemulzije in liposomi, obširno ocenjeni za različna zdravila in so pokazali odlične rezultate pri izboljšanju absorpcije.
Paklitaksel: Nanoemulzije, napolnjene s paklitakselom (kemoterapevtskim zdravilom, ki se uporablja pri zdravljenju raka), so imele velikost kapljic med ~ 90,6 nm (najmanjša povprečna velikost delcev) in 110 nm.
"Rezultati farmakokinetičnih študij so pokazali, da je inkapsulacija paklitaksela v nanoemulzijah znatno povečala peroralno biološko uporabnost paklitaksela. Povečano peroralno biološko uporabnost, merjeno s površino pod krivuljo (AUC), paklitaksela v nanoemulzijah, lahko pripišemo raztapljanju zdravila v oljnih kapljicah in / ali prisotnosti površinsko aktivnih snovi na vmesniku olje-voda. Povečano absorpcijo paklitaksela lahko pripišemo tudi zaščiti zdravila pred kemično in encimsko razgradnjo. V literaturi so poročali o izboljšani peroralni biološki uporabnosti različnih hidrofobnih zdravil v emulzijah tipa O / W. [Tiwari 2006, 445]

Kurkuminoidi: Lu et al. (2017, str.53) poročajo o pripravi ultrazvočno ekstrahiranih kurkuminoidov, ki so bili ultrazvočno emulgirani v nanoemulzijo. Kurkuminoidi so bili ekstrahirani pod ultrazvočnim razbijanjem v etanolu. Za nano-emulzifikacijo so v vialo dali 5 ml kurkuminoidnega ekstrakta in etanol izhlapeli pod dušikom. Nato smo dodali 0,75 g lecitina in 1 ml Tween 80 in homogeno premešali, čemur je sledilo dodajanje 5,3 ml deionizirane vode. Mešanico smo temeljito premešali in nato sonikirali.
Ultrazvočna nanoemulzifikacija je povzročila enakomerno kurkuminoidno nanoemulzijo s povprečno velikostjo delcev 12,1 nanometrov in sferično obliko, ki jo je določil TEM (glej sliko spodaj).

Slika: DLS porazdelitev velikosti delcev (A) in TEM slika (B) disperzije kurkuminoidov skupaj s porazdelitvijo velikosti delcev, pridobljeno neposredno iz TEM slike (C).
(Slika in študija: © 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.

Učinek farmacevtskih pomožnih snovi in ultrazvočne nanoemulzifikacije

Raziskali so 21 farmacevtskih pomožnih snovi in njihove učinke na biološko uporabnost modelnega flavonoidnega krizina. Pet pomožnih snovi – in sicer Brij 35, Brij 58, labrasol, natrijev oleat in Tween20 so pomembno zavirali glukuronidacijo krizina. Natrijev oleat je bil najmočnejši zaviralec glukuronidacije.

Mebudipin: Khani et al. (2016) poročajo o formulaciji nanoemulzije, naložene z mebudipinom, ki vsebuje etil oleat, Tween 80, Span 80, polietilen glikol 400, etanol in DI vodo, ki so bili pripravljeni z ultrazvočnim zvočnim aparatom tipa sonde. Ugotovili so, da je velikost delcev za optimalno formulacijo 22,8 ± 4,0 nm, kar je povzročilo relativno biološko uporabnost nanoemulzije mebudipina, ki se je povečala za približno 2,6-krat. Rezultati poskusov in vivo so pokazali, da je nanoemulzijska formulacija lahko znatno povečala biološko uporabnost mebudipina v primerjavi s suspenzijo, oljno topno in micelarno raztopino.

Ultrazvočna nanoemulzija za dostavo očesnih zdravil

Očesne nanoemulzije, npr. za oftalmološko dajanje zdravil, so pripravljene za doseganje boljše razpoložljivosti, hitrejše penetracije in večje učinkovitosti.
Ammar et al (2009) so formulirali dorzolamid hidroklorid v nanoemulziji (razpon velikosti 8,4-12,8 nm), da bi dosegli povečane učinke pri zdravljenju glavkoma, zmanjšanje števila aplikacij na dan in boljšo skladnost bolnikov v primerjavi z običajnimi kapljicami za oko. Razvite nanoemulzije so pokazale hiter začetek delovanja zdravila in podaljšan učinek ter povečano biološko uporabnost zdravila v primerjavi s konvencionalnim tržnim izdelkom.
z visoko terapevtsko učinkovitostjo

Morsi et al. (2014) so pripravili nanoemulzije, obremenjene z acetazolamidom, kot sledi: 1% m/w acetazolamida (ACZ) je bil sonikiran s površinsko aktivnimi snovmi / so-površinsko aktivnimi snovmi / oljnimi mešanicami do popolnega raztapljanja zdravila, nato pa je bila vodna faza, ki vsebuje 3% m/w dimetil sulfoksida (DMSO), dodana po kapljicah, da se pripravijo nanoemulzije, ki vsebujejo 39% m/w vodne faze, medtem ko so pripravljene nanoemulzije pri 59% vsebnosti vode, uporabljena je bila vodna faza, ki je vsebovala 20 % DMSO. DMSO je bil dodan, da bi preprečili kakršno koli obarjanje zdravila po dodajanju vodne faze. Pripravljene so bile nanoemulzije s povprečno velikostjo kapljic 23,8-90,2 nm. Nanoemulzije, pripravljene z višjo vsebnostjo vode 59%, so pokazale največje sproščanje zdravila.
Nano-emulgirani acetazolamid je bil uspešno formuliran v obliki nanoemulzije, ki je pokazala visoko terapevtsko učinkovitost pri zdravljenju glavkoma skupaj s podaljšanim učinkom.

Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za nanoemulzifikacijo in nanokapsulacijo

Hielscher Ultrasonics ponuja ultrazvočne sisteme od kompaktnih laboratorijskih homogenizatorjev do industrijskih rešitev na ključ. Za proizvodnjo nanoemulzij najvišje farmacevtske kakovosti je ključnega pomena zanesljiv postopek emulgiranja. Hielscherjeva široka paleta sonotrodov, pretočnih celic in izbirnega vložka MultiPhase Cavitator MPC48 omogoča našim strankam, da nastavijo optimalne pogoje obdelave za proizvodnjo emulzij nanovelikosti v standardizirani, zanesljivi in dosledni kakovosti. Hielscher ultrazvočniki so opremljeni z najsodobnejšo programsko opremo za delovanje in nadzor – zagotavljanje zanesljive proizvodnje standardiziranih farmacevtskih izdelkov in prehranskih dopolnil farmacevtske kakovosti.
Kontaktirajte nas še danes, da odkrijete možnosti ultrazvočno nano-formuliranih API-jev in fitokemikalij!