วัคซีนให้ทางจมูกที่ห่อหุ้มในระดับนาโนเพื่อต้าน S. Pneumoniae ด้วยอัลตราซาวนด์
ข้อดีของวัคซีน S. pneumoniae ที่ห่อหุ้มในอนุภาคนาโน
Mott และคณะ (2013) ประเมินประสิทธิผลของการให้วัคซีนที่สร้างขึ้นจากอนุภาคนาโน poly lactic-co-glycolic acid ขนาด 234 ± 87.5nm ทางจมูกในการสร้างการป้องกันการติดเชื้อนิวโมคอคคัสในระบบทางเดินหายใจในการทดลอง อนุภาคนาโนที่ห่อหุ้มเชื้อ Streptococcus pneumoniae ที่ถูกฆ่าด้วยความร้อน (NP-HKSP) ยังคงอยู่ในปอด 11 วันหลังการให้ทางจมูก เมื่อเทียบกับอนุภาคนาโนที่ไม่ได้บรรจุสาร การสร้างภูมิคุ้มกันด้วย NP-HKSP ทำให้เกิดความต้านทานอย่างมีนัยสำคัญต่อการติดเชื้อ S. pneumoniae เมื่อเทียบกับการให้ HKSP เพียงอย่างเดียว การป้องกันที่เพิ่มขึ้นสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของการตอบสนองของไซโตไคน์ IFN-c ที่เกี่ยวข้องกับ Th1 และจำเพาะต่อแอนติเจน โดยลิมโฟไซต์ในปอด การศึกษานี้แสดงให้เห็นประสิทธิผลของเทคโนโลยีที่ใช้อนุภาคนาโนในฐานะแนวทางที่ไม่รุกล้ำร่างกายและมุ่งเป้าหมายสำหรับการสร้างภูมิคุ้มกันทางจมูกและปอดเพื่อป้องกันการติดเชื้อในปอด
ขั้นตอนการเตรียมอนุภาคนาโนด้วยอัลตราซาวนด์
การสลายด้วยอัลตราซาวนด์
1×106 อนุภาคนาโนที่ห่อหุ้มเชื้อที่ถูกฆ่าด้วยความร้อน Streptococcus pneumoniae (NP-HKSP) ถูกสลายด้วยการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ในสารละลายน้ำเกลือบัฟเฟอร์ฟอสเฟต (PBS) ปริมาตร 200µl และละลาย poly lactic-co-glycolic acid (PLGA) 70 mg ใน ethyl acetate 1 ml นำสารละลายทั้งสองมาผสมกันและปั่นด้วยเครื่องวอร์เท็กซ์ที่ความเร็วสูงสุดเป็นเวลา 1 min เพื่อสร้างอิมัลชันขั้นต้นชนิดน้ำในน้ำมัน
การห่อหุ้มด้วยอัลตราซาวนด์
วิธีอิมัลชันสองชั้น: จากนั้นนำอิมัลชันขั้นต้นมาผสมกับสารละลาย polyvinyl alcohol (PVA) ความเข้มข้น 1 % ปริมาตร 3 ml สารละลายนี้ได้รับการใช้คลื่นอัลตราซาวนด์ด้วยเครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์ UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH ประเทศเยอรมนี) ที่แอมพลิจูด 40 % เป็นเวลา 2 min ในโหมดต่อเนื่อง (รอบการทำงาน 100%) โดยใช้ขวดแก้วขนาดเล็กที่สะอาดและแช่อยู่ในน้ำแข็งเพื่อระบายความร้อน เพื่อเตรียมอนุภาคนาโน PLGA ที่ห่อหุ้ม HKSP จากนั้นเจือจางสารละลายให้มีปริมาตร 20ml ด้วยน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันไอน้ำ (ฆ่าเชื้อด้วยการกรองผ่านตัวกรอง 0.22µ) และกวนเป็นเวลา 1 h ที่อุณหภูมิห้องภายใต้สุญญากาศระดับอ่อนเพื่อระเหย ethyl acetate จากนั้นปั่นเหวี่ยงสารละลายเพื่อเก็บอนุภาคนาโน และทำกระบวนการนี้ซ้ำสองครั้งเพื่อกำจัด PVA ส่วนเกิน นำตะกอนอนุภาคนาโนกลับมาแขวนลอยในน้ำที่ผ่านการฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันไอน้ำปริมาตร 500µl แล้วทำแห้งแบบเยือกแข็ง เก็บอนุภาคนาโนที่ได้ในขั้นสุดท้ายไว้ที่ -20°C จนกว่าจะนำไปใช้ต่อ
ขนาดอนุภาคของอนุภาคนาโน PLGA ที่ห่อหุ้มเชื้อที่ถูกฆ่าด้วยความร้อน Streptococcus pneumoniae ขนาดอนุภาคของสารแขวนลอยอนุภาคนาโนในน้ำที่วัดด้วยการกระเจิงแสงแบบพลวัตแสดงขนาดเฉลี่ยและการกระจายแบบเกาส์เซียนของอนุภาคในชุดการผลิต
ที่มา: Mott และคณะ: การให้วัคซีนที่ใช้อนุภาคนาโนทางจมูกเพิ่มการป้องกัน S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์ UIP2000hdT (2kW) พร้อมเครื่องปฏิกรณ์แบบแบตช์ที่กวนอย่างต่อเนื่อง
เครื่องประมวลผลอัลตราซาวนด์สำหรับการเตรียมตำรับยา
Hielscher Ultrasonic มีประสบการณ์ยาวนานด้านการออกแบบ การผลิต การจัดจำหน่าย และการให้บริการเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับอุตสาหกรรมยาและอาหาร
การเตรียมไลโปโซมคุณภาพสูง อนุภาคนาโนไขมันแข็ง อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ และสารเชิงซ้อนไซโคลเดกซ์ทริน เป็นกระบวนการที่ใช้ระบบอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ด้วยความน่าเชื่อถือสูงและให้ผลผลิตที่มีคุณภาพเหนือกว่า เครื่องอัลตราซาวนด์ของ Hielscher ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมดของกระบวนการได้อย่างแม่นยำ เช่น แอมพลิจูด อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานที่ใช้ในการให้คลื่นอัลตราซาวนด์ ซอฟต์แวร์อัจฉริยะบันทึกพารามิเตอร์ทั้งหมดของการให้คลื่นอัลตราซาวนด์ (เวลา วันที่ แอมพลิจูด พลังงานสุทธิ พลังงานรวม อุณหภูมิ ความดัน) ลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งในเครื่องโดยอัตโนมัติ
- การทำอิมัลชันที่มีสมรรถนะสูง
- การควบคุมขนาดอนุภาคและปริมาณสารที่บรรจุอย่างแม่นยำ
- บรรจุสารออกฤทธิ์ได้ในปริมาณสูง
- การควบคุมพารามิเตอร์ของกระบวนการอย่างแม่นยำ
- กระบวนการรวดเร็ว
- ไม่ใช้ความร้อน ควบคุมอุณหภูมิได้อย่างแม่นยำ
- การขยายขนาดแบบเชิงเส้น
- ความสามารถในการทำซ้ำให้ได้ผลเดิม
- การทำกระบวนการให้เป็นมาตรฐาน / GMP
- โพรบและเครื่องปฏิกรณ์ที่ฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันไอน้ำได้
- CIP / SIP
ตารางด้านล่างแสดงกำลังการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราซาวนด์ของเรา:
| ปริมาตรต่อแบตช์ | อัตราการไหล | อุปกรณ์ที่แนะนำ |
|---|---|---|
| 1 ถึง 500mL | 10 ถึง 200mL/min | UP100H |
| 10 ถึง 2000mL | 20 ถึง 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 ถึง 20L | 0.2 ถึง 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 ถึง 100L | 2 ถึง 10L/min | UIP4000hdT |
| ไม่เกี่ยวข้อง | 10 ถึง 100L/min | UIP16000 |
| ไม่เกี่ยวข้อง | สูงกว่านี้ | ชุดเครื่องที่ทำงานร่วมกันของ UIP16000 |
ติดต่อเรา! / สอบถามเรา!
เครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราซาวนด์กำลังสูงตั้งแต่ระดับ ห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงระดับ นำร่อง และระดับ อุตสาหกรรม .
วรรณกรรม/เอกสารอ้างอิง
- 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.
ข้อเท็จจริงที่ควรรู้
ตัวพายาที่มีโครงสร้างระดับนาโน
ตัวพายาขนาดนาโน เช่น นาโนอิมัลชัน ไลโปโซม อนุภาคนาโนไขมันแข็ง อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ และตัวพาไขมันที่มีโครงสร้างระดับนาโน ใช้ในการเตรียมตำรับยาที่มีคุณสมบัติการทำงานดีขึ้น เช่น ชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ดีขึ้น ความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้น การนำส่งแบบมุ่งเป้าหมาย ค่าครึ่งชีวิตในเลือดที่เหมาะสม และความเป็นพิษต่อเนื้อเยื่อปกติที่ต่ำมากหรือไม่มีเลย การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพสูงในการเตรียมผลิตภัณฑ์บำบัดระดับนาโนในรูปแบบต่าง ๆ อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์ในการผลิตยา!
ไลโปโซม
ไลโปโซมเป็นถุงทรงกลมที่มีชั้นไขมันสองชั้นอย่างน้อยหนึ่งชั้น ซึ่งห่อหุ้มแกนกลางที่ประกอบด้วยสารที่ไม่ชอบน้ำ ทั้งขนาดและคุณลักษณะความไม่ชอบน้ำและความชอบน้ำทำให้ไลโปโซมเป็นระบบนำส่งยาที่มีประสิทธิภาพสูง เช่น วิตามินซีในรูปไลโปโซม ลักษณะของไลโปโซมได้รับอิทธิพลอย่างมากจากองค์ประกอบของไขมัน ประจุบนพื้นผิว ขนาด และเทคนิคการเตรียม คลิกที่นี่เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเตรียมไลโปโซมด้วยอัลตราซาวนด์!
นาโนอิมัลชัน
นาโนอิมัลชันหรืออิมัลชันระดับต่ำกว่าไมครอนเป็นอิมัลชันที่มีขนาดหยดระหว่าง 20–200nm และมีการกระจายขนาดหยดในช่วงแคบ หยดขนาดนาโนมีข้อดีหลายประการทั้งสำหรับการให้ทางปากและการนำส่งยาและสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพแบบใช้เฉพาะที่ / ผ่านผิวหนัง เช่น นาโนอิมัลชัน CBD หยดขนาดนาโนที่สามารถละลายยาที่ชอบไขมันได้อย่างมีประสิทธิภาพ รวมถึงอัตราการดูดซึมที่เพิ่มขึ้น ทำให้นาโนอิมัลชันเป็นรูปแบบการให้ยาที่ใช้บ่อยเพื่อให้มีชีวปริมาณออกฤทธิ์สูง ตำรับนาโนอิมัลชันยังสามารถใช้เพื่อปลดปล่อยยาที่ชอบไขมันหรือชอบน้ำเป็นเวลานานได้
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการผลิตนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์!
อนุภาคนาโนไขมันแข็ง
อนุภาคนาโนไขมันแข็ง (SLN) เป็นอนุภาคนาโนทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยระหว่าง 10 และ 1000 นาโนเมตร อนุภาคนาโนไขมันแข็งมีเมทริกซ์แกนกลางเป็นไขมันแข็ง ซึ่งสามารถละลายโมเลกุลที่ชอบไขมัน (สารออกฤทธิ์) ไว้ภายในได้ ทำให้อนุภาคนาโนทำหน้าที่เป็นตัวพายา แกนกลางไขมันได้รับการทำให้คงตัวด้วยสารทำอิมัลชันหรือสารลดแรงตึงผิว อนุภาคนาโนไขมันแข็งใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิผลในการรักษาและลดผลข้างเคียงทั่วร่างกาย โดยประยุกต์ใช้กับการให้ยาทางอื่นที่ไม่ผ่านทางเดินอาหารและการให้ทางปาก รวมถึงการนำส่งยาทางตา ทางปอด และแบบใช้เฉพาะที่
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์อนุภาคนาโนไขมันแข็งโดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วย!
ตัวพาไขมันที่มีโครงสร้างระดับนาโน
เช่นเดียวกับอนุภาคนาโนไขมันแข็ง (SLNs) ตัวพาไขมันที่มีโครงสร้างระดับนาโน (NLCs) เป็นอนุภาคนาโนที่ใช้ไขมันเป็นองค์ประกอบหลักอีกรูปแบบหนึ่ง ตัวพาไขมันที่มีโครงสร้างระดับนาโน (NLC) เป็นอนุภาคนาโนไขมันแข็งที่ผ่านการดัดแปลง ประกอบด้วยส่วนผสมของไขมันแข็งและไขมันเหลว และมีความคงตัวและความสามารถในการบรรจุสารที่ดีขึ้น
ตัวพาไขมันที่มีโครงสร้างระดับนาโนสามารถเตรียมได้ด้วยวิธีการทำอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์
ผลึกขนาดนาโน
การตกผลึกและการตกตะกอนด้วยอัลตราซาวนด์เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสูงมากในการห่อหุ้มสารที่ละลายน้ำได้ยากไว้ในผลึกที่มีสารเคลือบ Zheng และคณะ (2020) รายงานการห่อหุ้ม curcumin ด้วยอัลตราซาวนด์ ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่มีประโยชน์ต่อสุขภาพหลายประการ แต่มีชีวปริมาณออกฤทธิ์ต่ำเนื่องจากละลายน้ำได้น้อย ทีมวิจัยพัฒนาการสร้างเปลือกหุ้มระดับนาโนจากพอลิอิเล็กโทรไลต์แบบทีละชั้น (LbL) เพื่อห่อหุ้มโมเลกุล curcumin โดยระบุว่า “[u]ต่างจากวิธีการทำอิมัลชันที่ใช้กันทั่วไป การห่อหุ้มแบบ LbL โดยใช้อัลตราซาวนด์ช่วยของเราสามารถทำให้ได้อนุภาคนาโนที่มีขนาดเล็กกว่ามาก สำหรับ curcumin เราได้อนุภาคนาโนที่เป็นผลึกซึ่งมีขนาดเฉลี่ย 80 nm และมีศักย์ ξ เท่ากับ +30 mV หรือ -50 mV ซึ่งทำให้นาโนคอลลอยด์เหล่านี้คงตัวได้นานหลายเดือน (เก็บไว้ในสารละลายยาอิ่มตัว) การสร้างเปลือกหุ้มด้วยพอลิอิเล็กโทรไลต์ที่เข้ากันได้ทางชีวภาพจำนวนสองชั้นคู่ทำให้ยาปลดปล่อยอย่างช้า ๆ เป็นเวลาประมาณ 20 ชั่วโมง”
ขั้นตอนการก่อกำเนิดนิวเคลียสผลึก curcumin: ละลายผง curcumin ในสารละลายเอทานอล / น้ำ 60 % หลังจาก curcumin ละลายหมดแล้ว เติมพอลิแคตไอออนในสารละลายน้ำ ได้แก่ poly(allylamine hydrochloride), PAH หรือ protomine sulfate (PS) ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ จากนั้นให้คลื่นอัลตราซาวนด์แก่สารละลายด้วย UIP1000 ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราซาวนด์กำลังสูง 1kW จาก Hielscher Ultrasonic โดยใช้กำลัง 100 วัตต์ต่อ mL ของสารละลาย ระหว่างการให้คลื่นอัลตราซาวนด์ ค่อย ๆ เติมน้ำลงในสารละลาย น้ำที่เติมลงไปทำให้ตัวทำละลายมีขั้วมากขึ้น ซึ่งลดความสามารถในการละลายของ curcumin เมื่อความเข้มข้นที่สมดุลเกินขีดจำกัดการละลาย จะเกิดภาวะอิ่มตัวยิ่งยวดของ curcumin และเริ่มเกิดนิวเคลียสผลึก ภายใต้การใช้คลื่นอัลตราซาวนด์กำลังสูง การเติบโตของอนุภาคยาจะหยุดลงในระยะเริ่มต้น
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตกตะกอนและการตกผลึกของผลึกนาโนด้วยอัลตราซาวนด์!