Nanostruktur lipidbärare (NLC) är en avancerad form av nanostora drug delivery-system med en lipidkärna och ett vattenlösligt skal. NLC har en hög stabilitet, skydda de aktiva biomolekylerna mot nedbrytning och erbjuder ihållande läkemedelsfrisättning. Ultraljud är en pålitlig, effektiv och enkel teknik för att producera laddade nanostrukturerade lipidbärare.

Ultraljud beredning av nanostrukturerade Lipid Bärare

Nanostruktur lipidbärare (NLCs) innehåller fasta lipid, flytande lipid och ytaktiva ämnen i ett vattenhaltigt medium, vilket ger dem goda löslighets- och biotillgänglighetsegenskaper. NLC används ofta för att formulera stabila drug carrier system med en hög biotillgänglighet och ihållande läkemedelsfrisättning. NLCs har ett brett spektrum av tillämpningar som sträcker sig från muntliga till parenteral administration inklusive aktuella / transdermal, oftalmisk (okulär), och pulmonell administrering.
Ultraljud spridning och emulgering är en pålitlig och effektiv teknik för att förbereda nanostrukturerade lipid bärare lastade med aktiva föreningar. Ultraljud NLC preparatet har den stora fördelen att inte kräva ett organiskt lösningsmedel, stora mängder ytaktiva eller additiva föreningar. Ultraljud NLC formulering är en relativt enkel metod som smältande lipid läggs till lösningen av ytaktiva och sedan sonicated.

Exemplariska protokoll för ultraljud lastade nanostruktur Lipid Bärare

Dexametason-laddad NLCs via Ultraljudsbehandling
En giftfri potential oftalmiska NLC system utarbetades under ultraljud, vilket resulterade i en smal storlek fördelning, hög Dexametason entrapment effekt och förbättrad penetration. NLC-systemen var ultraljudsberedgade med hjälp av en Hielscher UP200S ultraljudsbehandling och Compritol 888 ATO, Miglyol 812N och Cremophor RH60 som komponenter.
Den fasta lipid, flytande lipid och ytaktiva smälte med hjälp av en uppvärmning magnetisk omrörare vid 85ºC. Sedan lades Dexametason till den smälta lipidblandningen och skingrades. Det rena vattnet värmdes upp vid 85ºC och de två faserna var sonicated (vid 70% amplitud i 10 min) med Hielscher UP200S ultraljud homogenisator. NLC-systemet kyldes i ett isbad.
Ultraljud beredd NLCs uppvisar en smal storlek fördelning, hög DXM entrapment effekt och förbättrad penetration.
Forskarna rekommenderar användning av låg ytaktiv koncentration och låg lipidkoncentration (t.ex. 2,5% för ytaktivt material och 10% för total lipid) eftersom de kritiska stabilitetsparametrarna (Z_Ave, ZP, PDI) och läkemedelsbelastningskapacitet (EE%) är lämpliga medan emulgeringskoncentrationen kan ligga kvar på låga nivåer.
(jfr. Kiss et al. 2019)

Retinyl Palmitate-laddad NLCs via Ultraljudsbehandling
Retinoider är en allmänt använd ingrediens i dermatologi terapier av rynkor. Retinol och retinyl palmitat är två föreningar från retinooid gruppen som har en förmåga att inducera tjockleken på epidermis och effektiv som anti-rynk agent.
NLC formuleringen utarbetades med ultraljud metod. Formuleringen innehöll 7,2% av cetyl palmitat, 4,8% av oljesyra, 10% av Tween 80, 10% av glycerin, och 2% av retinyl palmitate. Följande åtgärder vidtogs för att producera retinyl palmitate-loaded NLCs: Blandningen av smält lipider blandas med ytaktiva, co-ytaktiva, glycerin och avjoniserat vatten vid 60-70 ° C. Denna blandning rörs med en hög skjumes blandare vid 9800rpm i 5 min. Efter pre-emulsion har bildats, denna pre-emulsion är omedelbart sonicated med hjälp av en sond-typ ultraljud homogenisator i 2 min. Därefter hölls den erhållande NLCen på rumstemperatur för 24 h. Emulsionen förvarades i rumstemperatur i 24 timmar och nanopartikelstorleken mättes. NLC formel visade partikelstorlekar i intervallet 200-300nm. Den erhållna NLC har ett blekgult utseende, en globulestorlek på 258±15,85 nm och ett polydispersitetsindex på 0,31±0,09. TEM bilden nedan visar ultraljud beredd retinyl palmitate-lastade NLCs.
(jfr. Pamudji et al. 2015)

Zingiber zerumbet-laddad NLCs via Ultraljudsbehandling
Nanostrukturerade lipidbärare består av en blandning av solid-lipid, flytande lipid och ytaktivt ämne. De är utmärkta drug delivery system för att administrera bioaktiva ämnen med dålig vatten-löslighet och att öka deras biotillgänglighet avsevärt.
Följande steg vidtogs för att formulera Zingiber zerumbet-laddade NLCs. 1% fast lipid, dvs. glyceryl monostearat och 4% flytande lipid, dvs jungfru kokosolja, blandades och smältes vid 50 ° C för att få en homogen, klar lipid fas. Därefter tillsattes 1% Zingiber zerumbet olja till lipidfasen, medan temperaturen hölls kontinuerligt 10 ° C över smälttemperaturen av glyceryl monostearate. För beredning av vattenfasen blandades destillerat vatten, Tween 80 och sojalecitin tillsammans vid rätt förhållande. Vattenblandningen tillsatts omedelbart i lipidblandningen för att bilda en blandning före emulsionen. Föremulsionen homogeniserades sedan med hög skjuvhomogenisator vid 11 000 varv/min i 1 min. Efteråt var pre-emulsion sonicated med hjälp av en sond-typ ultraljudsbehandling vid 50% amplituder i 20 min, Slutligen var NLC dispersion kyls i isvattenbad till rumstemperatur (25 ± 1 ° C) för att släcka suspensionen i det kalla badet för att förhindra partikel aggregering. NLC förvarades vid 4°C.
Zingiber zerumbet-laddad NLCs uppvisar en nanometer storlek på 80,47 ± 1,33, stabil polydispersitet index på 0,188 ± 2,72 och en zeta potentiell laddning på -38,9 ± 2,11. Inkapslingseffektiviteten visar lipidbärarens förmåga att kapsla in Zingiber zerumbet-olja med mer än 80 % effektivitet.
(jfr. Rosli et al. 2015)

Valsaratan-laddad NLCs via Ultraljudsbehandling
Valsaratan är en angiotensin II receptorblockerare som används i blodtryckssänkande läkemedel. Valsartan har en låg biotillgänglighet på ca 23% endast på grund av sin dåliga vattenlöslighet. Med hjälp av ultraljud smält-emulgering metod tillåts för framställning av Valsaratan-laddade NLCs med en betydligt förbättrad biotillgänglighet.
Enkelt, fet lösning av Val blandades med viss mängd av en smält lipid material vid temperatur 10 ° C över lipid smältpunkten. En vattenhaltig ytaktiv lösning beretts genom att upplösa vissa vikter av Tween 80 och natriumdeoxycholat. Den ytaktiva lösningen värmdes ytterligare till samma temperatur grad och blandas med fet lipid läkemedelslösning genom sond-ultraljudsbehandling för 3 min. att bilda en emulsion. Sedan var den bildade emulsionen dispergerad i kylt vatten genom magnetisk omrörning i 10 min. Den bildade NLC separerades genom centrifugering. Prover från supernatanten togs och analyserades för koncentrationen av Val med hjälp av en validerad HPLC-metod.
Ultraljud smält-emulgering metod har ett antal fördelar inklusive enkelhet med minsta stressande tillstånd och berövas giftiga organiska lösningsmedel. Maximal entrapmenteffektivitet uppnåddes var 75,04%
(jfr. Albekery et al. 2017)

Andra aktiva föreningar såsom paklitaxel, clotrimazol, domperidon, puerarin och meloxicam var också framgångsrikt införlivas i solid-lipid nanopartiklar och nanostrukturerade lipid bärare med ultraljud tekniker. (jfr Bahari och Hamishehkar 2016)

Ultraljud som beredningsmetod för formulering av nano lipidbärare (NLCs) kan användas som kall eller varm homogeniseringsteknik. Ultraljud homogenisering resulterar i en smal partikelstorlek fördelning, vilket förbättrar NLCs stabilitet och lagringsegenskaper.

Ultraljud kall homogenisering

När den kalla homogeniseringstekniken används för att förbereda nanostrukturerade lipidbärare löses de farmakologiskt aktiva molekylerna, dvs. Under kylningen stelnar lipiderna. Den fasta lipidmassan mals sedan nanopartikelstorlek. Lipidnanopartiklarna sprids i en kall ytaktiv lösning, vilket ger en kall pre-suspension. Slutligen är denna fjädring sonicated, ofta med hjälp av en ultraljud flöde cell reaktor, vid rumstemperatur.
Eftersom ämnena endast värms upp en gång i det första steget används ultraljudskyl homogenisering främst för att formulera värmekänsliga läkemedel. Så många bioaktiva molekyler och farmaceutiska föreningar är benägna att värmenedbrytning, ultraljud kall homogenisering är en allmänt använd tillämpning. En ytterligare fördel med den kalla homogeniseringstekniken är att undvika en vattenfas, vilket gör det lättare att kapsla in hydrofila molekyler, som annars skulle kunna partitionera från den flytande lipidfasen till vattenfasen under varm homogenisering.

Ultraljud Hot Homogenisering

När ultraljudsbehandling används som varm homogenisering teknik, den smälta lipider och den aktiva föreningen (dvs. farmakologiskt aktiv ingrediens) sprids i en varm ytaktiva under intensiv omrörning för att få en pre-emulsion. För den heta homogeniseringsprocessen är det viktigt att båda lösningarna, lipid-/läkemedelsfjädringen och ytaktiva har värmts upp till samma temperatur (ca 5–10°C över smältpunkten på den fasta lipiden). I det andra steget behandlas pre-emulsionen sedan med högpresterande ultraljudsbehandling samtidigt som temperaturen bibehålls.

Högpresterande ultrasonicators för nanostrukturerade Lipid bärare

Hielscher Ultrasonics kraftfulla ultraljudssystem används över hela världen i farmaceutiska R&D och produktion för att producera högkvalitativa nanoläkemedelsbärare som fasta lipidnanopartiklar ,nanostrukturerade lipidbärare (NLC), nanoemulsioner och nanokapslar. För att möta sina kunders krav levererar Hielscher ultrasonicators från den kompakta, men kraftfulla handhållna lab homogenisator och bänk-top ultrasonicators till helt industriella ultraljudssystem för produktion av stora volymer av farmaceutiska formuleringar. Ett brett utbud av ultraljud sonotrodes och reaktorer finns tillgängliga för att säkerställa en optimal installation för din produktion av nanostrukturerade lipidbärare (NLCs). Robustheten i Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och krävande miljöer.
För att göra det möjligt för våra kunder att uppfylla god tillverkningssed (GMP) och för att etablera standardiserade processer är alla digitala ultraljudskameror utrustade med intelligent programvara för exakt inställning av ultraljudsparametern, kontinuerlig process kontroll och automatisk registrering av alla viktiga processparametrar på ett inbyggt SD-kort. Hög produktkvalitet beror på processkontroll och kontinuerligt höga bearbetningsstandarder. Hielscher ultrasonicators hjälper dig att övervaka och standardisera din process!

Hielscher Ultrasonics’ industriella ultraljud processorer kan leverera mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder, anpassade ultraljud sonotrodes finns. Robustheten av Hielschers ultraljud utrustning möjliggör 24/7 drift vid tunga och i krävande miljöer.
Nedanstående tabell ger dig en indikation på hur mycket våra ultraljudsapparater kan hantera: