เหตุใดจึงใช้ยาที่พัฒนาเป็นสูตรตำรับระดับนาโน?

• นาโนอิมัลชันที่ผลิตด้วยอัลตราซาวนด์มีความโดดเด่นในฐานะตัวพายา เนื่องจากมีความสามารถในการช่วยละลายสูงกว่าสารละลายไมเซลล์ทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ
• เสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์ของนาโนอิมัลชันให้ข้อได้เปรียบเหนือระบบที่ไม่เสถียร เช่น อิมัลชันขนาดมหภาค ระบบกระจายตัว และสารแขวนลอย
• เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher ใช้เตรียมนาโนอิมัลชันที่มีหยดขนาดเล็กถึง 10nm – ทั้งในการผลิตขนาดเล็กและระดับอุตสาหกรรม

สูตรตำรับยาระดับนาโนที่ผลิตด้วยอัลตราซาวนด์กำลังสูง

เนื่องจากฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาส่วนใหญ่สัมพันธ์โดยตรงกับระดับยาในพลาสมา การดูดซึมและชีวปริมาณออกฤทธิ์ของตัวยาสำคัญจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ชีวปริมาณออกฤทธิ์ของสารพฤกษเคมี เช่น แคนนาบินอยด์ (ได้แก่ CBD, THC, CBG และสารอื่น ๆ) หรือเคอร์คูมินอยด์ มีข้อจำกัดเนื่องจากการละลายได้ไม่ดี การซึมผ่านได้ไม่ดี การเข้าสู่ระบบไหลเวียนได้ต่ำ ความไม่เสถียร การเมแทบอลิซึมเมื่อผ่านครั้งแรกในระดับสูง หรือการสลายตัวในทางเดินอาหาร
สูตรตำรับระดับนาโน เช่น นาโนอิมัลชัน ไลโปโซม ไมเซลล์ ผลึกนาโน หรืออนุภาคนาโนที่บรรจุสาร ใช้ในยาและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเพื่อปรับปรุงการนำส่งยาและ/หรือการนำส่งยาไปยังเป้าหมาย นาโนอิมัลชันเป็นที่ทราบกันว่าเป็นตัวพาที่ดีมากในการทำให้ตัวยาสำคัญ (APIs) และสารพฤกษเคมีมีชีวปริมาณออกฤทธิ์สูง นอกจากนี้ นาโนอิมัลชันยังอาจปกป้อง APIs ที่อาจไวต่อการไฮโดรไลซิสและออกซิเดชันได้ APIs และสารพฤกษเคมี (เช่น แคนนาบินอยด์และเคอร์คูมินอยด์) ที่ห่อหุ้มอยู่ในนาโนอิมัลชันชนิดน้ำมันในน้ำ (O/W) ได้รับการทดสอบในการทดลองทางวิทยาศาสตร์หลายรูปแบบ และได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นตัวพายาที่มีอัตราการดูดซึมเหนือกว่า

การทำนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับยาที่นำส่งทางปาก

ชีวปริมาณออกฤทธิ์ของฟลาโวนอยด์ที่ให้ทางปาก รวมถึงสารออกฤทธิ์กลุ่มฟีนอลิกอื่น ๆ อีกหลายชนิด ถูกจำกัดอย่างมากจากกระบวนการกลูคูโรนิเดชันเมื่อผ่านครั้งแรกในระดับสูง เพื่อเอาชนะข้อจำกัดของชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่ต่ำ ตัวพาขนาดนาโน เช่น นาโนอิมัลชันและไลโปโซม จึงได้รับการประเมินอย่างกว้างขวางสำหรับยาหลายชนิด และแสดงผลที่ดีอย่างยิ่งในการปรับปรุงการดูดซึม
Paclitaxel: นาโนอิมัลชันที่บรรจุ paclitaxel (ยาเคมีบำบัดที่ใช้รักษามะเร็ง) มีขนาดหยดอยู่ระหว่าง ~90.6nm (ขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เล็กที่สุด) และ 110nm
“ผลการศึกษาทางเภสัชจลนศาสตร์บ่งชี้ว่า การห่อหุ้ม paclitaxel ในนาโนอิมัลชันช่วยเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์ทางปากของ paclitaxel อย่างมีนัยสำคัญ ชีวปริมาณออกฤทธิ์ทางปากที่เพิ่มขึ้นของ paclitaxel ในนาโนอิมัลชัน ซึ่งวัดด้วยพื้นที่ใต้เส้นโค้ง (AUC) อาจเกิดจากการช่วยละลายยาในหยดน้ำมัน และ/หรือการมีสารลดแรงตึงผิวอยู่ที่รอยต่อระหว่างน้ำมันกับน้ำ การดูดซึม paclitaxel ที่เพิ่มขึ้นยังอาจเกิดจากการปกป้องยาจากการสลายตัวทั้งทางเคมีและโดยเอนไซม์ มีรายงานในวรรณกรรมว่าชีวปริมาณออกฤทธิ์ทางปากของยาที่ไม่ชอบน้ำหลายชนิดเพิ่มขึ้นเมื่ออยู่ในอิมัลชันชนิด O/W” [Tiwari 2006, 445]

เคอร์คูมินอยด์: Lu et al. (2017, p.53) รายงานการเตรียมเคอร์คูมินอยด์ที่สกัดด้วยอัลตราซาวนด์ แล้วนำมาทำอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์ให้เป็นนาโนอิมัลชัน เคอร์คูมินอยด์ถูกสกัดในเอทานอลขณะได้รับอัลตราซาวนด์ สำหรับการทำนาโนอิมัลชัน ผู้วิจัยใส่สารสกัดเคอร์คูมินอยด์ 5mL ลงในขวดไวอัล แล้วระเหยเอทานอลภายใต้บรรยากาศไนโตรเจน จากนั้นเติมเลซิทิน 0.75 g และ Tween 80 1 mL แล้วผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน ตามด้วยการเติมน้ำปราศจากไอออน 5.3mL กวนส่วนผสมให้ทั่วถึง แล้วจึงให้อัลตราซาวนด์
การทำนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์ให้ผลเป็นนาโนอิมัลชันเคอร์คูมินอยด์ที่สม่ำเสมอ มีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 12.1 นาโนเมตรและมีรูปร่างทรงกลม ซึ่งตรวจสอบด้วย TEM (ดูภาพด้านล่าง)

ภาพ: การกระจายขนาดอนุภาคที่วัดด้วย DLS (A) และภาพ TEM (B) ของระบบกระจายตัวเคอร์คูมินอยด์ พร้อมการกระจายขนาดอนุภาคที่ได้โดยตรงจากภาพ TEM (C)
(ภาพและการศึกษา: © Lu et al., 2017)

พอลิเมอร์ เช่น polylactic-co-glycolic acid (PLGA) หรือ polyethylene glycol มักใช้เป็นองค์ประกอบหลักเพื่อปรับปรุงการห่อหุ้มสาร และเพิ่มทั้งเสถียรภาพและชีวปริมาณออกฤทธิ์ทางปาก อย่างไรก็ตาม การใช้พอลิเมอร์สัมพันธ์กับขนาดอนุภาคที่ใหญ่ขึ้น (มัก >100nm) นาโนอิมัลชันเคอร์คูมินอยด์ที่เตรียมโดย Lu et al. มีขนาดลดลงอย่างมากเหลือ 12–16nm อายุการเก็บรักษาก็ดีขึ้นเช่นกัน โดยนาโนอิมัลชันเคอร์คูมินอยด์ของเรามีเสถียรภาพสูงตลอดระยะเวลาการเก็บรักษา 6 เดือนที่ 4℃ และ 25℃ ดังแสดงด้วยขนาดอนุภาคเฉลี่ย 12.4 ± 0.5nm และ 16.7 ± 0.6nm ตามลำดับ หลังการเก็บรักษาเป็นเวลานาน

ผลของสารช่วยทางเภสัชกรรมและการทำนาโนอิมัลชันด้วยอัลตราซาวนด์

Dong et al. ศึกษาสารช่วยทางเภสัชกรรม 21 ชนิด และผลของสารเหล่านี้ต่อชีวปริมาณออกฤทธิ์ของ chrysin ซึ่งเป็นฟลาโวนอยด์ต้นแบบ สารช่วยห้าชนิด – ได้แก่ Brij 35, Brij 58, labrasol, sodium oleate และ Tween20 – ยับยั้งกระบวนการกลูคูโรนิเดชันของ chrysin อย่างมีนัยสำคัญ Sodium oleate เป็นตัวยับยั้งกระบวนการกลูคูโรนิเดชันที่มีฤทธิ์แรงที่สุด

Mebudipine: Khani et al. (2016) รายงานการพัฒนาสูตรตำรับนาโนอิมัลชันที่บรรจุ mebudipine ซึ่งประกอบด้วย ethyl oleate, Tween 80, Span 80, polyethylene glycol 400, เอทานอล และน้ำปราศจากไอออน (DI) โดยเตรียมด้วยเครื่องอัลตราซาวนด์ชนิดโพรบ ผู้วิจัยพบว่าสูตรตำรับที่เหมาะสมที่สุดมีขนาดอนุภาค 22.8 ± 4.0 nm ซึ่งส่งผลให้ชีวปริมาณออกฤทธิ์สัมพัทธ์ของนาโนอิมัลชัน mebudipine เพิ่มขึ้นประมาณ 2.6 เท่า ผลการทดลองในสิ่งมีชีวิตแสดงให้เห็นว่า สูตรตำรับนาโนอิมัลชันสามารถเพิ่มชีวปริมาณออกฤทธิ์ของ mebudipine ได้อย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับสารแขวนลอย ชนิดที่ละลายในน้ำมัน และสารละลายไมเซลล์

นาโนอิมัลชันที่ผลิตด้วยอัลตราซาวนด์สำหรับการนำส่งยาทางตา

มีการเตรียมนาโนอิมัลชันสำหรับตา เช่น เพื่อการนำส่งยาทางตา เพื่อให้ยามีความพร้อมใช้ดีขึ้น ซึมผ่านได้เร็วขึ้น และมีประสิทธิผลสูงขึ้น
Ammar et al (2009) พัฒนาสูตรตำรับ dorzolamide hydrochloride ในนาโนอิมัลชัน (ช่วงขนาด 8.4–12.8nm) เพื่อเพิ่มผลในการรักษาโรคต้อหิน ลดจำนวนครั้งของการใช้ยาต่อวัน และเพิ่มความร่วมมือของผู้ป่วยในการใช้ยาตามคำแนะนำเมื่อเทียบกับยาหยอดตาทั่วไป นาโนอิมัลชันที่พัฒนาขึ้นแสดงการออกฤทธิ์ของยาที่รวดเร็วและให้ผลยาวนาน รวมทั้งมีชีวปริมาณออกฤทธิ์ของยาเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ทั่วไปในท้องตลาด
ที่มีประสิทธิผลในการรักษาสูง

Morsi et al. (2014) เตรียมนาโนอิมัลชันที่บรรจุ acetazolamide ดังนี้: ให้ acetazolamide (ACZ) 1% w/w ได้รับอัลตราซาวนด์ร่วมกับส่วนผสมของสารลดแรงตึงผิว / สารลดแรงตึงผิวร่วม / น้ำมัน จนยาละลายหมด จากนั้นเติมวัฏภาคน้ำที่มี dimethyl sulfoxide (DMSO) 3% w/w ทีละหยด เพื่อเตรียมนาโนอิมัลชันที่มีวัฏภาคน้ำ 39% w/w ส่วนการเตรียมนาโนอิมัลชันที่มีปริมาณน้ำ 59% ใช้วัฏภาคน้ำที่มี DMSO 20% เติม DMSO เพื่อป้องกันการตกตะกอนของยาหลังเติมวัฏภาคน้ำ นาโนอิมัลชันที่เตรียมได้มีขนาดหยดเฉลี่ย 23.8–90.2nm นาโนอิมัลชันที่เตรียมด้วยปริมาณน้ำสูงกว่าที่ 59% แสดงการปลดปล่อยยาสูงที่สุด
สามารถพัฒนาสูตรตำรับ acetazolamide ที่ผ่านการทำนาโนอิมัลชันให้อยู่ในรูปนาโนอิมัลชันได้สำเร็จ โดยแสดงประสิทธิผลสูงในการรักษาโรคต้อหินพร้อมกับให้ผลยาวนาน

เครื่องอัลตราซาวนด์สมรรถนะสูงสำหรับการทำนาโนอิมัลชันและการห่อหุ้มระดับนาโน

Hielscher Ultrasonics นำเสนอระบบอัลตราซาวนด์ตั้งแต่เครื่องโฮโมจีไนเซอร์ขนาดกะทัดรัดสำหรับห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงระบบพร้อมใช้งานแบบครบวงจรสำหรับอุตสาหกรรม การผลิตนาโนอิมัลชันที่มีระดับคุณภาพทางเภสัชกรรมสูงที่สุดจำเป็นต้องอาศัยกระบวนการทำอิมัลชันที่เชื่อถือได้ โซโนโทรด เซลล์การไหล และอุปกรณ์แทรกเสริม MultiPhase Cavitator MPC48 ที่มีให้เลือกอย่างหลากหลายของ Hielscher ช่วยให้ลูกค้าของเรากำหนดสภาวะกระบวนการที่เหมาะสมที่สุด เพื่อผลิตอิมัลชันขนาดนาโนที่มีคุณภาพได้มาตรฐาน เชื่อถือได้ และสม่ำเสมอ เครื่องอัลตราซาวนด์ Hielscher ติดตั้งซอฟต์แวร์ที่ล้ำสมัยสำหรับการทำงานและการควบคุม – เพื่อให้มั่นใจในการผลิตยาที่ได้มาตรฐานและผลิตภัณฑ์เสริมอาหารระดับคุณภาพทางเภสัชกรรมอย่างเชื่อถือได้
ติดต่อเราวันนี้เพื่อค้นพบความเป็นไปได้ของ APIs และสารพฤกษเคมีที่พัฒนาเป็นสูตรตำรับระดับนาโนด้วยอัลตราซาวนด์!