การเตรียมสูตรตัวพายาลิพิดโครงสร้างนาโนด้วยอัลตราโซนิก

ตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน (NLCs) เป็นระบบนำส่งยาขนาดนาโนรูปแบบขั้นสูงที่มีแกนลิพิดและเปลือกที่ละลายน้ำได้ NLCs มีความคงตัวสูง ปกป้องชีวโมเลกุลที่ออกฤทธิ์จากการเสื่อมสลาย และให้การปลดปล่อยยาอย่างต่อเนื่อง การใช้อัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้ มีประสิทธิภาพ และเรียบง่ายในการผลิตตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนที่บรรจุสาร

การเตรียมตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนด้วยอัลตราโซนิก

ตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน (NLCs) ประกอบด้วยลิพิดของแข็ง ลิพิดของเหลว และสารลดแรงตึงผิวในตัวกลางที่เป็นน้ำ ซึ่งทำให้มีคุณสมบัติด้านการละลายและชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ดี NLCs ใช้กันอย่างแพร่หลายในการเตรียมสูตรระบบตัวพายาที่มีความคงตัว มีชีวปริมาณออกฤทธิ์สูง และปลดปล่อยยาอย่างต่อเนื่อง NLCs มีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การให้ยาทางปากไปจนถึงการให้ยานอกทางเดินอาหาร รวมถึงการใช้เฉพาะที่/ผ่านผิวหนัง การให้ยาทางตา และการให้ยาทางปอด
การกระจายตัวและการทำอิมัลชันด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่เชื่อถือได้และมีประสิทธิภาพในการเตรียมตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนที่บรรจุสารออกฤทธิ์ การเตรียม NLC ด้วยอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบสำคัญคือไม่ต้องใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ สารลดแรงตึงผิวในปริมาณมาก หรือสารเติมแต่ง การเตรียมสูตร NLC ด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่ค่อนข้างเรียบง่าย โดยเติมลิพิดที่กำลังหลอมเหลวลงในสารละลายสารลดแรงตึงผิว แล้วจึงใช้อัลตราโซนิก

ตัวอย่างขั้นตอนการเตรียมตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนที่บรรจุสารด้วยอัลตราโซนิก

NLCs ที่บรรจุ Dexamethasone โดยใช้อัลตราโซนิก
ระบบ NLC ที่ไม่เป็นพิษและมีศักยภาพสำหรับการใช้ทางตาได้รับการเตรียมด้วยอัลตราโซนิก ส่งผลให้มีการกระจายขนาดที่แคบ ประสิทธิภาพการกักเก็บ Dexamethasone สูง และการซึมผ่านที่ดีขึ้น ระบบ NLC ได้รับการเตรียมด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้ Hielscher UP200S ซึ่งเป็นเครื่องอัลตราโซนิก และใช้ Compritol 888 ATO, Miglyol 812N และ Cremophor RH60 เป็นองค์ประกอบ
ลิพิดของแข็ง ลิพิดของเหลว และสารลดแรงตึงผิวถูกหลอมด้วยเครื่องกวนแม่เหล็กพร้อมระบบให้ความร้อนที่ 85ºC จากนั้นเติม Dexamethasone ลงในส่วนผสมลิพิดที่หลอมเหลวและทำให้กระจายตัว น้ำบริสุทธิ์ถูกให้ความร้อนที่ 85ºC และทั้งสองเฟสได้รับการใช้อัลตราโซนิก (ที่แอมพลิจูด 70% เป็นเวลา 10 min) ด้วย Hielscher UP200S ซึ่งเป็นเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิก ระบบ NLC ถูกทำให้เย็นในอ่างน้ำแข็ง
NLCs ที่เตรียมด้วยอัลตราโซนิกมีการกระจายขนาดที่แคบ ประสิทธิภาพการกักเก็บ DXM สูง และการซึมผ่านที่ดีขึ้น
นักวิจัยแนะนำให้ใช้สารลดแรงตึงผิวและลิพิดที่ความเข้มข้นต่ำ (เช่น สารลดแรงตึงผิว 2.5% และลิพิดรวม 10%) เพราะจะทำให้พารามิเตอร์สำคัญด้านความคงตัว (Z_ave, ZP, PDI) และความสามารถในการบรรจุยา (EE%) มีความเหมาะสม ขณะที่ความเข้มข้นของสารทำอิมัลชันยังคงอยู่ในระดับต่ำได้
(ดู Kiss et al. 2019)

NLCs ที่บรรจุ Retinyl Palmitate โดยใช้อัลตราโซนิก
Retinoid เป็นส่วนผสมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาริ้วรอยทางผิวหนัง Retinol และ retinyl palmitate เป็นสารประกอบสองชนิดในกลุ่ม retinoid ซึ่งมีความสามารถในการเพิ่มความหนาของหนังกำพร้าและมีประสิทธิภาพในการเป็นสารลดริ้วรอย
สูตร NLC ได้รับการเตรียมด้วยวิธีอัลตราโซนิก สูตรประกอบด้วย cetyl palmitate 7.2%, oleic acid 4.8%, Tween 80 10%, glycerin 10% และ retinyl palmitate 2% การผลิต NLCs ที่บรรจุ retinyl palmitate ดำเนินการตามขั้นตอนดังต่อไปนี้: ผสมส่วนผสมลิพิดที่หลอมเหลวกับสารลดแรงตึงผิว สารลดแรงตึงผิวร่วม glycerin และน้ำปราศจากไอออนที่ 60–70°C กวนส่วนผสมนี้ด้วยเครื่องผสมแรงเฉือนสูงที่ 9800rpm เป็นเวลา 5 min หลังจากเกิดอิมัลชันขั้นต้นแล้ว ใช้อัลตราโซนิกกับอิมัลชันขั้นต้นนี้ทันทีด้วยเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกแบบโพรบเป็นเวลา 2 min จากนั้นเก็บ NLC ที่ได้ไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 h เก็บอิมัลชันไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 24 h และวัดขนาดอนุภาคนาโน สูตร NLC แสดงขนาดอนุภาคในช่วง 200–300nm NLC ที่ได้มีลักษณะสีเหลืองอ่อน มีขนาดอนุภาคทรงกลม 258±15.85 nm และดัชนีการกระจายขนาดอนุภาค 0.31±0.09 ภาพ TEM ด้านล่างแสดง NLCs ที่บรรจุ retinyl palmitate ซึ่งเตรียมด้วยอัลตราโซนิก
(ดู Pamudji et al. 2015)

NLCs ที่บรรจุ Zingiber zerumbet โดยใช้อัลตราโซนิก
ตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนประกอบด้วยส่วนผสมของลิพิดของแข็ง ลิพิดของเหลว และสารลดแรงตึงผิว เป็นระบบนำส่งยาที่ยอดเยี่ยมสำหรับการให้สารออกฤทธิ์ทางชีวภาพที่ละลายน้ำได้ไม่ดี และเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารเหล่านั้นอย่างมีนัยสำคัญ
การเตรียมสูตร NLCs ที่บรรจุ Zingiber zerumbet ดำเนินการตามขั้นตอนดังต่อไปนี้ ผสมลิพิดของแข็ง 1% ได้แก่ glyceryl monostearate และลิพิดของเหลว 4% ได้แก่ น้ำมันมะพร้าวบริสุทธิ์ แล้วหลอมที่ 50°C เพื่อให้ได้เฟสลิพิดที่ใสและเป็นเนื้อเดียวกัน จากนั้นเติมน้ำมัน Zingiber zerumbet 1% ลงในเฟสลิพิด โดยรักษาอุณหภูมิให้สูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของ glyceryl monostearate อยู่ 10°C อย่างต่อเนื่อง สำหรับการเตรียมเฟสน้ำ ผสมน้ำกลั่น Tween 80 และเลซิทินจากถั่วเหลืองเข้าด้วยกันในอัตราส่วนที่ถูกต้อง เติมส่วนผสมที่เป็นน้ำลงในส่วนผสมลิพิดทันทีเพื่อสร้างส่วนผสมอิมัลชันขั้นต้น จากนั้นทำให้อิมัลชันขั้นต้นเป็นเนื้อเดียวกันด้วยเครื่องโฮโมจีไนเซอร์แรงเฉือนสูงที่ 11,000 rpm เป็นเวลา 1 min หลังจากนั้นใช้อัลตราโซนิกกับอิมัลชันขั้นต้นด้วยเครื่องอัลตราโซนิกแบบโพรบที่แอมพลิจูด 50% เป็นเวลา 20 min สุดท้าย ทำให้สารกระจายตัว NLC เย็นลงในอ่างน้ำผสมน้ำแข็งจนถึงอุณหภูมิห้อง (25±1°C) เพื่อทำให้สารแขวนลอยเย็นลงอย่างรวดเร็วในอ่างเย็นและป้องกันการรวมตัวของอนุภาค เก็บ NLCs ไว้ที่ 4°C
NLCs ที่บรรจุ Zingiber zerumbet มีขนาด 80.47±1.33 นาโนเมตร มีดัชนีการกระจายขนาดอนุภาคที่คงตัวเท่ากับ 0.188±2.72 และประจุศักย์ซีตาเท่ากับ -38.9±2.11 ประสิทธิภาพการห่อหุ้มแสดงให้เห็นว่าตัวพาลิพิดสามารถห่อหุ้มน้ำมัน Zingiber zerumbet ได้ด้วยประสิทธิภาพมากกว่า 80%
(ดู Rosli et al. 2015)

NLCs ที่บรรจุ Valsaratan โดยใช้อัลตราโซนิก
Valsaratan เป็นสารปิดกั้นตัวรับ angiotensin II ที่ใช้ในยาลดความดันโลหิต Valsartan มีชีวปริมาณออกฤทธิ์ต่ำเพียงประมาณ 23% เนื่องจากละลายน้ำได้ไม่ดี การใช้วิธีทำอิมัลชันจากลิพิดหลอมเหลวด้วยอัลตราโซนิกช่วยให้สามารถเตรียม NLCs ที่บรรจุ Valsaratan ซึ่งมีชีวปริมาณออกฤทธิ์ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
ขั้นตอนที่เรียบง่ายคือผสมสารละลาย Val ในน้ำมันกับวัสดุลิพิดที่หลอมเหลวในปริมาณหนึ่ง ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดหลอมเหลวของลิพิด 10°C เตรียมสารละลายสารลดแรงตึงผิวในน้ำโดยละลาย Tween 80 และ sodium deoxycholate ตามน้ำหนักที่กำหนด จากนั้นให้ความร้อนแก่สารละลายสารลดแรงตึงผิวจนถึงอุณหภูมิเดียวกัน แล้วผสมกับสารละลายยาในลิพิดที่เป็นน้ำมันด้วยอัลตราโซนิกแบบโพรบเป็นเวลา 3 min เพื่อสร้างอิมัลชัน จากนั้นกระจายอิมัลชันที่เกิดขึ้นในน้ำที่ทำให้เย็นแล้วด้วยการกวนแม่เหล็กเป็นเวลา 10 min แยก NLC ที่เกิดขึ้นด้วยการปั่นเหวี่ยง เก็บตัวอย่างจากของเหลวส่วนใสด้านบนและวิเคราะห์ความเข้มข้นของ Val ด้วยวิธี HPLC ที่ผ่านการตรวจสอบความใช้ได้แล้ว
วิธีทำอิมัลชันจากลิพิดหลอมเหลวด้วยอัลตราโซนิกมีข้อได้เปรียบหลายประการ รวมถึงความเรียบง่าย ภาวะที่ก่อความเครียดน้อยที่สุด และการไม่ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ที่เป็นพิษ ประสิทธิภาพการกักเก็บสูงสุดที่ได้คือ 75.04%
(ดู Albekery et al. 2017)

สารออกฤทธิ์อื่น ๆ เช่น paclitaxel, clotrimazol, domperidone, puerarin และ meloxicam ก็ได้รับการบรรจุเข้าในอนุภาคนาโนลิพิดของแข็งและตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโนด้วยเทคนิคอัลตราโซนิกอย่างสำเร็จเช่นกัน (ดู Bahari and Hamishehkar 2016)

การใช้อัลตราโซนิกเป็นวิธีเตรียมสูตรตัวพาลิพิดนาโน (NLCs) สามารถใช้เป็นเทคนิคการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นหรือแบบร้อนได้ การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันด้วยอัลตราโซนิกทำให้ได้การกระจายขนาดอนุภาคที่แคบ ซึ่งช่วยปรับปรุงความคงตัวและคุณสมบัติในการเก็บรักษาของ NLCs

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นด้วยอัลตราโซนิก

เมื่อใช้เทคนิคการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นในการเตรียมตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน โมเลกุลที่ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา ซึ่งก็คือยา จะถูกละลายในลิพิดหลอมเหลว แล้วทำให้เย็นอย่างรวดเร็วด้วยไนโตรเจนเหลวหรือน้ำแข็งแห้ง ระหว่างการทำให้เย็น ลิพิดจะแข็งตัว จากนั้นบดมวลลิพิดของแข็งให้มีขนาดอนุภาคนาโน กระจายอนุภาคนาโนลิพิดในสารละลายสารลดแรงตึงผิวที่เย็น เพื่อให้ได้สารแขวนลอยขั้นต้นที่เย็น สุดท้าย ใช้อัลตราโซนิกกับสารแขวนลอยนี้ที่อุณหภูมิห้อง โดยมักใช้เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกแบบเซลล์ไหล
เนื่องจากสารได้รับความร้อนเพียงครั้งเดียวในขั้นตอนแรก การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นด้วยอัลตราโซนิกจึงใช้เป็นหลักในการเตรียมสูตรยาที่ไวต่อความร้อน เนื่องจากชีวโมเลกุลและสารประกอบทางเภสัชกรรมจำนวนมากมีแนวโน้มที่จะเสื่อมสลายจากความร้อน การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นด้วยอัลตราโซนิกจึงเป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ข้อได้เปรียบอีกประการของเทคนิคการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบเย็นคือการหลีกเลี่ยงเฟสน้ำ ซึ่งช่วยให้ห่อหุ้มโมเลกุลที่ชอบน้ำได้ง่ายขึ้น มิฉะนั้นโมเลกุลเหล่านี้อาจแบ่งส่วนจากเฟสลิพิดของเหลวไปยังเฟสน้ำระหว่างการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบร้อน

การทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบร้อนด้วยอัลตราโซนิก

เมื่อใช้อัลตราโซนิกเป็นเทคนิคการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบร้อน ลิพิดที่หลอมเหลวและสารออกฤทธิ์ (กล่าวคือ ส่วนประกอบที่ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยา) จะถูกกระจายในสารลดแรงตึงผิวที่ร้อนภายใต้การกวนอย่างเข้มข้นเพื่อให้ได้อิมัลชันขั้นต้น สำหรับกระบวนการทำให้เป็นเนื้อเดียวกันแบบร้อน สิ่งสำคัญคือทั้งสารแขวนลอยลิพิด/ยาและสารลดแรงตึงผิวต้องได้รับความร้อนจนถึงอุณหภูมิเดียวกัน (สูงกว่าจุดหลอมเหลวของลิพิดของแข็งประมาณ 5–10°C) ในขั้นตอนที่สอง อิมัลชันขั้นต้นจะได้รับการใช้อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงโดยรักษาอุณหภูมิไว้

เครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน

ระบบอัลตราโซนิกกำลังสูงของ Hielscher Ultrasonics ใช้ทั่วโลกในการวิจัยและพัฒนาและการผลิตทางเภสัชกรรม เพื่อผลิตตัวพายานาโนคุณภาพสูง เช่น อนุภาคนาโนลิพิดของแข็ง (SLNs) ตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน (NLCs) นาโนอิมัลชัน และนาโนแคปซูล เพื่อตอบสนองความต้องการของลูกค้า Hielscher จัดหาเครื่องอัลตราโซนิกตั้งแต่เครื่องโฮโมจีไนเซอร์สำหรับห้องปฏิบัติการแบบมือถือที่กะทัดรัดแต่ทรงพลัง และเครื่องอัลตราโซนิกแบบตั้งโต๊ะ ไปจนถึงระบบอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบเพื่อผลิตสูตรตำรับทางเภสัชกรรมในปริมาณมาก มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกและเครื่องปฏิกรณ์ให้เลือกหลากหลาย เพื่อให้มั่นใจว่าจะได้การจัดระบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการผลิตตัวพาลิพิดโครงสร้างนาโน (NLCs) ของคุณ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้ทำงานได้ตลอด 24/7 ภายใต้ภาระงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูง
เพื่อให้ลูกค้าของเราสามารถปฏิบัติตามหลักเกณฑ์วิธีการที่ดีในการผลิต (GMP) และจัดตั้งกระบวนการที่เป็นมาตรฐาน เครื่องอัลตราโซนิกดิจิทัลทั้งหมดจึงติดตั้งซอฟต์แวร์อัจฉริยะสำหรับการตั้งค่าพารามิเตอร์การใช้อัลตราโซนิกอย่างแม่นยำ การควบคุมกระบวนการอย่างต่อเนื่อง และการบันทึกพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญทั้งหมดโดยอัตโนมัติลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งภายใน คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่สูงขึ้นอยู่กับการควบคุมกระบวนการและมาตรฐานการแปรรูปที่สูงอย่างต่อเนื่อง เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้คุณติดตามและกำหนดมาตรฐานกระบวนการของคุณได้!

เครื่องประมวลผลอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมของ Hielscher Ultrasonics สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากได้ สามารถใช้งานที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm อย่างต่อเนื่องตลอด 24/7 ได้อย่างง่ายดาย สำหรับแอมพลิจูดที่สูงยิ่งกว่านั้น มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกที่ปรับแต่งตามความต้องการให้เลือกใช้ ความทนทานของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้ทำงานได้ตลอด 24/7 ภายใต้ภาระงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดสูง
ตารางด้านล่างแสดงความสามารถในการแปรรูปโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: