Trajtimi tejzanor i Nanogrimcave për Farmaceutikë

Sonicatorët e tipit sonda luajnë një rol vendimtar në kërkimin dhe prodhimin farmaceutik duke ofruar një mjet të fuqishëm dhe të kontrolluar për të arritur reduktimin e madhësisë së grimcave, ndërprerjen e qelizave dhe homogjenizimin. Sonicators përdorin valët tejzanor për të gjeneruar kavitacion, duke rezultuar në formimin dhe kolapsin e flluskave mikroskopike. Ky fenomen gjeneron forca të forta prerëse dhe valë goditëse, duke shkatërruar në mënyrë efektive grimcat ose duke prishur qelizat.

Këtu janë disa aspekte kryesore të përdorimit të sonikatorëve të tipit sonda në aplikimet farmaceutike:

• Reduktimi i madhësisë së grimcave: Sonikatorët e sondave përdoren për të reduktuar madhësinë e grimcave të përbërësve aktivë farmaceutikë (API) ose komponimeve të tjera. Një madhësi e vogël dhe uniforme e grimcave është jetike për rritjen e biodisponibilitetit, shkallës së shpërbërjes dhe efikasitetit të përgjithshëm të formulimeve farmaceutike.
• Ndërprerja e qelizave: Në kërkimet biofarmaceutike, sonikatorët e sondës përdoren për ndërprerjen e qelizave për të çliruar komponentët ndërqelizor. Kjo është veçanërisht e rëndësishme për nxjerrjen e proteinave, enzimave dhe biomolekulave të tjera nga qelizat mikrobike ose qelizat e kultivuara të gjitarëve.
• Homogjenizimi: Homogjenizimi i formulimeve farmaceutike është thelbësor për të siguruar shpërndarje uniforme të përbërësve. Sonikatorët e sondave ndihmojnë në arritjen e homogjenitetit duke zbërthyer aglomeratet dhe duke shpërndarë komponentët në mënyrë të barabartë.
• Nanoemulsioni dhe formimi i liposomeve: Sonication përdoret për të krijuar nanoemulsione dhe liposome të qëndrueshme në formulimet farmaceutike. Këto sisteme shpërndarjeje në shkallë nano përdoren për shpërndarjen e barnave për të rritur tretshmërinë dhe biodisponueshmërinë.
• Kontrolli i cilësisë dhe optimizimi i procesit: Sonication është një mjet i vlefshëm për kontrollin e cilësisë në prodhimin farmaceutik. Ndihmon në optimizimin e proceseve duke siguruar shpërndarje të qëndrueshme të madhësisë së grimcave dhe homogjenitet, duke kontribuar në riprodhueshmërinë grup-në-grumbull.
• Formulimi dhe zhvillimi i barnave: Gjatë formulimit dhe zhvillimit të barit, sonikatorët e sondave përdoren për të përgatitur suspensione, emulsione ose dispersione të qëndrueshme. Kjo është kritike për dizajnimin e produkteve farmaceutike me vetitë e dëshiruara fizike dhe kimike.

Nanomaterialet në Farmaceutikë

Teknologjitë tejzanor luajnë një rol kryesor në përgatitjen, përpunimin dhe funksionalizimin e nanomaterialeve në kërkimin dhe prodhimin farmaceutik. Efektet intensive të ultrazërit me fuqi të lartë, duke përfshirë kavitacionin akustik, kontribuojnë në thyerjen e aglomerateve, shpërndarjen e grimcave dhe emulsifikimin e nano-pikave. Sonicers me performancë të lartë Hielscher ofrojnë një zgjidhje të besueshme dhe efikase për standardet farmaceutike, duke siguruar prodhim të sigurt dhe duke lehtësuar shkallëzimin pa përpjekje shtesë për optimizim.

Përpunimi i Nanomaterialeve

Nanomaterialet, veçanërisht nanogrimcat, kanë revolucionarizuar shpërndarjen e barnave në farmaceutikë, duke ofruar një metodë të provuar për administrimin e agjentëve aktivë nga goja ose me injeksion. Kjo teknologji rrit efikasitetin e dozimit dhe shpërndarjes së barnave, duke hapur rrugë të reja për trajtime mjekësore. Aftësia për të shpërndarë barna, nxehtësi ose substanca të tjera aktive drejtpërdrejt në qeliza specifike, veçanërisht në qeliza të sëmura, shënon një përparim të rëndësishëm.

Në terapinë e kancerit, medikamentet e nano-formuluara kanë demonstruar rezultate premtuese, duke shfrytëzuar avantazhin e grimcave me madhësi nano për të dhënë doza të larta të barit direkt në qelizat e tumorit, duke maksimizuar efektet terapeutike duke minimizuar efektet anësore në organe të tjera. Madhësia e shkallës nano lejon që këto grimca të kalojnë nëpër muret dhe membranat qelizore, duke çliruar agjentë aktivë pikërisht në qelizat e synuara.

Përpunimi i nanomaterialeve, të përcaktuara si grimca me dimensione më të vogla se 100 nm, paraqet sfida që kërkojnë përpjekje më të mëdha. Kavitacioni tejzanor shfaqet si një teknologji e mirë-vendosur për zbërthimin dhe shpërndarjen e nanomaterialeve. Nanotubat e karbonit (CNT), veçanërisht Nanotubat e Karbonit me Shumë Mure (MWCNT) dhe Nanotubat e Karbonit me Një Mur (SWCNTs), shfaqin veti unike, duke ofruar një vëllim të madh të brendshëm për kapsulimin e molekulave të drogës dhe sipërfaqe të dallueshme për funksionalizimin.
 

Prodhimi sonokimik i SWCNT-ve. Pluhur silicë në një tretësirë të përzierjes ferrocen-ksilen është sonikuar për 20 min. në temperaturën e dhomës dhe nën presionin e ambientit. Sonication prodhon SWCNTS me pastërti të lartë në sipërfaqen e pluhurit të silicës. (Jeong et al. 2004)

Nanotubat e karbonit të funksionalizuar (f-CNTs) luajnë një rol vendimtar në rritjen e tretshmërisë, duke lejuar targetimin efikas të tumorit dhe shmangien e citotoksicitetit. Teknikat tejzanor lehtësojnë prodhimin dhe funksionalizimin e tyre, siç është metoda sonokimike për SWCNT me pastërti të lartë. Për më tepër, f-CNT mund të shërbejnë si sisteme të shpërndarjes së vaksinave, duke lidhur antigjenet me nanotubat e karbonit për të nxitur përgjigje specifike të antitrupave.
Nanogrimcat qeramike që rrjedhin nga silica, titania ose alumini paraqesin sipërfaqe poroze, duke i bërë ato bartëse ideale të drogës. Sinteza tejzanor dhe precipitimi i nanogrimcave, duke përdorur sonokiminë, ofrojnë një qasje nga poshtë-lart për përgatitjen e komponimeve me madhësi nano. Procesi rrit transferimin e masës, duke rezultuar në madhësi më të vogla të grimcave dhe uniformitet më të lartë

Sinteza tejzanor dhe precipitimi i nanogrimcave

Ultratingulli luan një rol jetik në funksionalizimin e nanogrimcave. Teknika thyen në mënyrë efikase shtresat kufitare rreth grimcave, duke lejuar grupe të reja funksionale të arrijnë sipërfaqen e grimcave. Për shembull, funksionalizimi tejzanor i Nanotubave të Karbonit me Një Mur (SWCNTs) me fragmente PL-PEG ndërhyn në marrjen jospecifike të qelizave ndërsa promovon marrjen specifike qelizore për aplikacionet e synuara.

Për të marrë nanogrimca me karakteristika dhe funksione specifike, sipërfaqja e grimcave duhet të modifikohet. Nanosisteme të ndryshme si nanogrimcat polimerike, liposomet, dendrimerët, nanotubat e karbonit, pikat kuantike etj. mund të funksionalizohen me sukses për përdorim efikas në farmaceutikë.

Shembull praktik i funksionalizimit të grimcave tejzanor:

Funksionalizimi tejzanor i SWCNT-ve nga PL-PEG: Zeineldin et al. (2009) demonstroi se shpërndarja e nanotubave karboni me një mur me një mur (SWNTs) me anë të ultrazërit me glikol fosfolipid-polietileni (PL-PEG) e fragmenton atë, duke ndërhyrë në aftësinë e tij për të bllokuar marrjen jospecifike nga qelizat. Megjithatë, PL-PEG i pafragmentuar promovon marrjen specifike qelizore të SWNT-ve të synuara në dy klasa të dallueshme të receptorëve të shprehur nga qelizat e kancerit. Trajtimi me ultratinguj në prani të PL-PEG është një metodë e zakonshme që përdoret për të shpërndarë ose funksionalizuar nanotubat e karbonit dhe integriteti i PEG është i rëndësishëm për promovimin e marrjes specifike qelizore të nanotubave të funksionalizuar nga ligand. Meqenëse fragmentimi është një pasojë e mundshme e ultrazërit, një teknikë që përdoret zakonisht për të shpërndarë SWNT-të, kjo mund të jetë një shqetësim për disa aplikacione të tilla si shpërndarja e barnave.
 

Dispersioni tejzanor i SWCNT-ve me PL-PEG (Zeineldin et al., 2009)

Formimi i liposomeve me ultratinguj

Një aplikim tjetër i suksesshëm i ultrazërit është përgatitja e liposomeve dhe nano-liposomeve. Sistemet e shpërndarjes së barnave dhe gjeneve të bazuara në liposome luajnë një rol të rëndësishëm në terapitë e shumëfishta, por edhe në kozmetikë dhe ushqim. Liposomet janë bartës të mirë, pasi agjentët aktivë të tretshëm në ujë mund të vendosen në qendrën ujore të liposomeve ose, nëse agjenti është i tretshëm në yndyrë, në shtresën lipidike. Liposomet mund të formohen duke përdorur ultrasonikë. Materiali bazë për përgatitjen e liposomeve janë molekulat amfilike të përftuara ose të bazuara në lipide biologjike të membranës. Për formimin e vezikulave të vogla njështresore (SUV), dispersioni i lipideve sonikohet butësisht – p.sh. me ultratingullin e dorës UP50H (50W, 30 kHz), VialTweeter ose filxhan tejzanor . Kohëzgjatja e një trajtimi të tillë me ultratinguj zgjat përafërsisht. 5-15 minuta. Një metodë tjetër për të prodhuar vezikula të vogla njështresore është sonikimi i liposomeve të fshikëzave shumë-lamellare.
Dinu-Pirvu etj. (2010) raporton marrjen e transferozomeve duke sonikuar MLV-të në temperaturën e dhomës.
Hielscher Ultrasonics ofron pajisje të ndryshme tejzanor, sonotrode dhe aksesorë për të përmbushur kërkesat e të gjitha llojeve të proceseve.
Lexoni më shumë rreth ekstraktit të Aloe Verës të nxjerrë dhe të kapsuluar me ultratinguj!

Kapsulimi tejzanor i agjentëve në liposome

Liposomet funksionojnë si bartës për agjentët aktivë. Ultratingulli është një mjet efektiv për përgatitjen dhe formimin e liposomeve për kapjen e agjentëve aktivë. Përpara kapsulimit, liposomet priren të formojnë grupime për shkak të ndërveprimit sipërfaqësor ngarkesë-ngarkesë të kokave polare fosfolipide (Míckova et al. 2008), për më tepër ato duhet të hapen. Për shembull, Zhu et al. (2003) përshkruajnë kapsulimin e pluhurit të biotinës në liposome me anë të ultrazërit. Ndërsa pluhuri i biotinës u shtua në tretësirën e suspensionit të vezikulës, tretësira është sonikuar për rreth. 1 orë. Pas këtij trajtimi, biotina u bllokua në liposome.

Emulsione liposomale

Për të rritur efektin ushqyes të kremrave hidratues ose kundër plakjes, locioneve, xhelit dhe formulimeve të tjera kozmetike, emulsifikuesit shtohen në dispersionet liposomale për të stabilizuar sasi më të larta të lipideve. Por hetimet kishin treguar se aftësia e liposomeve është përgjithësisht e kufizuar. Me shtimin e emulsifikuesve, ky efekt do të shfaqet më herët dhe emulsifikuesit shtesë shkaktojnë një dobësim të afinitetit pengues të fosfatidilkolinës. Nanogrimca – i përbërë nga fosfatidilkolina dhe lipide – janë përgjigja për këtë problem. Këto nanogrimca formohen nga një pikë vaji e cila mbulohet nga një shtresë e vetme fosfatidilkoline. Përdorimi i nanogrimcave lejon formulime që janë të afta të thithin më shumë lipide dhe të mbeten të qëndrueshme, kështu që nuk nevojiten emulsifikues shtesë.
Ultratingulli është një metodë e provuar për prodhimin e nanoemulsioneve dhe nanodispersioneve. Ekografia shumë intensive furnizon fuqinë e nevojshme për të shpërndarë një fazë të lëngshme (faza e shpërndarë) në pika të vogla në një fazë të dytë (faza e vazhdueshme). Në zonën e shpërndarjes, flluskat shpërthyese të kavitacionit shkaktojnë valë goditëse intensive në lëngun përreth dhe rezultojnë në formimin e avionëve të lëngshëm me shpejtësi të lartë të lëngut. Për të stabilizuar pikat e sapoformuara të fazës disperse kundër bashkimit, emulsionit i shtohen emulsifikues (substanca aktive sipërfaqësore, surfaktantë) dhe stabilizues. Meqenëse bashkimi i pikave pas ndërprerjes ndikon në shpërndarjen përfundimtare të madhësisë së pikave, përdoren emulsifikues stabilizues me efikasitet për të ruajtur shpërndarjen përfundimtare të madhësisë së pikëzave në një nivel që është i barabartë me shpërndarjen menjëherë pas ndërprerjes së pikave në zonën e shpërndarjes tejzanor.

dispersionet liposomike

Dispersionet liposomale, të cilat bazohen në fosfatidilklorin e pangopur, nuk kanë qëndrueshmëri ndaj oksidimit. Stabilizimi i dispersionit mund të arrihet me anë të antioksidantëve, si për shembull nga një kompleks vitaminash C dhe E.
Ortan et al. (2002) arritën në studimin e tyre në lidhje me përgatitjen me ultratinguj të vajit esencial të Anethum graveolens në liposome. Pas sonikimit, dimensioni i liposomeve ishte midis 70-150 nm, dhe për MLV midis 230-475 nm; këto vlera ishin afërsisht konstante edhe pas 2 muajsh, por ndërpriten pas 12 muajsh, veçanërisht në dispersionin SUV (shih histogramet më poshtë). Matja e stabilitetit, në lidhje me humbjen e vajit esencial dhe shpërndarjen e madhësisë, tregoi gjithashtu se dispersionet liposomale ruajtën përmbajtjen e vajit të paqëndrueshëm. Kjo sugjeron që kapja e vajit esencial në liposome rrit stabilitetin e vajit.
 

Stabiliteti i dispersioneve MLV dhe SUV pas 1 viti. Formulimet liposomale u ruajtën në 4±1 ºC.
(Studim dhe grafik: ©Ortan et al., 2009):

 
Klikoni këtu për të lexuar më shumë rreth përgatitjes së liposomeve tejzanor!

Sonicators me Performancë të Lartë për Kërkime Farmaceutike dhe Prodhimtari

Hielscher Ultrasonics është furnizuesi juaj kryesor i sonikatorëve me cilësi të lartë dhe me performancë të lartë për kërkimin dhe prodhimin e produkteve farmaceutike. Pajisjet në rangun nga 50 watts deri në 16,000 watts ju lejojnë të gjeni procesorin e duhur tejzanor për çdo vëllim dhe çdo proces. Me performancën e tyre të lartë, besueshmërinë, qëndrueshmërinë dhe funksionimin e lehtë, trajtimi me ultratinguj është një teknikë thelbësore për përgatitjen dhe përpunimin e nanomaterialeve. Të pajisur me CIP (të pastër në vend) dhe SIP (sterilizohen në vend), sonikatorët Hielscher garantojnë prodhim të sigurt dhe efikas sipas standardeve farmaceutike. Të gjitha proceset specifike tejzanor mund të testohen lehtësisht në laborator ose në shkallë të lartë. Rezultatet e këtyre provave janë plotësisht të riprodhueshme, kështu që shkalla e mëposhtme është lineare dhe mund të bëhet lehtësisht pa përpjekje shtesë në lidhje me optimizimin e procesit.

Hielscher Sonicators: Dizajn, Prodhim dhe Konsulencë – Cilësi e prodhuar në Gjermani

Ultrasonikët Hielscher janë të njohur për cilësinë e tyre më të lartë dhe standardet e dizajnit. Qëndrueshmëria dhe funksionimi i lehtë lejojnë integrimin e qetë të ultrasonikëve tanë në objektet industriale. Kushtet e vështira dhe mjediset kërkuese trajtohen lehtësisht nga ultrasonikët Hielscher.

Hielscher Ultrasonics është një kompani e certifikuar ISO dhe i kushton theks të veçantë ultratingujve me performancë të lartë që paraqesin teknologjinë më të fundit dhe lehtësinë ndaj përdorimit. Sigurisht, ultrasonikët Hielscher janë në përputhje me CE dhe plotësojnë kërkesat e UL, CSA dhe RoHs.

Tabela e mëposhtme ju jep një tregues të kapacitetit të përafërt të përpunimit të ultrasonikëve tanë:

Literatura/Referencat