Ноотропи та розумні лікарські формули з ультразвуком

Smart drugs and nootropic supplements are consumed as “Когнітивні підсилювачі” in order to increase cognitive function, brain capacity, concentration, memory and creativity, to boost motivation and mental energy as well as to support brain health. To promote the transport of the bioactive compounds such as nootropics, smart drugs and energizing substances across the blood-brain-barrier (BBB), the molecules should be in a nano-enhanced form. Ultrasonically prepared nano-liposomes, micelles, solid-lipid nanoparticles, nanostructured nano carriers and nano-emulsions are known to increase the bioavailability of bioactive molecules, vitamins and phytochemicals.

Ноотропи або розумні ліки – це молекули, що стимулюють мозок і тіло – так звані когнітивні підсилювачі – , які можна виділити на наступні категорії: рацетами, стимулятори, адаптогени, холінергічні засоби, серотонінергічні засоби, дофамінергічні засоби, препарати для метаболізму та інші категорії.
Вас цікавлять різні категорії ноотропів? Натисніть тут, щоб прочитати більше про ноотропи та їх класифікацію!

Що таке ліпосоми та наноносії на основі ліпідів?

Ліпосоми та наноносії на основі ліпідів, такі як наноемульсії, наносуспензії, тверді ліпідні наночастинки (SLN) та наноструктуровані ліпідні носії (NLC), відомі як потужні системи носіїв ліків, які доставляють біологічно активні молекули та поживні речовини до цільового клітинного сайту та тим самим призводять до чудових показників біодоступності та абсорбції.

ліпосоми

Liposomes can be categorized as a specific form of nanostructured lipid nanocarriers. Liposomes are spherical vesicles with an aqueous core enclosed by one or more lipid bilayers. Since liposomes offer the capability of encapsulate lipophilic and hydrophilic molecules, they have gained profound acceptance as a highly potent drug delivery system. In its self-assembled, self-closed structure, a liposome can encapsulate multiple bioactive compounds (i.e. nutrients or therapeutic molecules) at once. Its phospholipidic bilayer protects the entrapped bioactive molecules against hydrolysis and oxidative degradation. Since the structure of the liposome’s shell exhibits a significant similarity to mammalian cell, liposomes are capable to transfer bioactive compounds into cells and subcellular sites. Known advantages of liposomal delivery systems include their protections against enzymatic degradation, their low toxicity, high biocompatibility, biodegradability and non-immunogenicity.

Структурний склад ліпосом, ніосом, наноемульсій, твердоліпідних наночастинок, наноструктурованих ліпідних носіївзображення: Poonia et al. 2016

Інші ліпідні наноносії

Ліпідні наноносії або наноносії на основі ліпідів визначаються як нанорозмірні системи доставки ліків/молекул, які використовують ліпідні структури для інкапсуляції біологічно активних молекул з метою отримання покращеної біодоступності, вищих швидкостей абсорбції, підвищеної довгострокової стабільності та захисту від зовнішніх факторів деградації (наприклад, окислення, гідроліз). Наноструктуровані носії ліпідів включають тверді ліпідні наночастинки (SLN), наноструктуровані ліпідні носії (NLC), наноліпосоми, міцели, наноемульсії, наносуспензії та ліпідні нанотрубки. Специфічний хімічний склад та відповідні фізико-хімічні характеристики надають кожній формі наноносія унікальні переваги, які роблять її придатною для конкретних форм введення (наприклад, перорально, внутрішньовенно, інтраназально, трансдермально тощо), комбінацій молекул, здатності навантаження або формул з уповільненим вивільненням.
Тверді ліпідні наночастинки (SLN) та наноструктуровані ліпідні носії (NLC) визначаються як тверді частинки, що складаються з ліпідної матриці у водній фазі, стабілізованої поверхнево-активними речовинами.
Liposomal and other nano-encapsulated (e.g. SLNs, NLCs) supplements offer a superior bioavailability, which means a very high percentage of the bioactive substance (e.g. vitamin, antioxidant, flavonoid etc.) is absorbed and metabolized by the body’s cells. Only a very small fraction is wasted since it is not absorbed but excreted by the body. This makes nano-liposomal formulations very potent, efficacious and reliable since nearly all of the bioactive molecules are delivered to the destination cells.

Ультразвукова формула стимулюючих молекул з найвищою біодоступністю

Ультразвукова наноемульгування та наноінкапсуляція робить ноотропні та психоактивні молекули водорозчинними і, таким чином, добре абсорбуються та біодоступні. Більш висока швидкість всмоктування, а також підвищена біодоступність і біосумісність роблять біологічно активну речовину більш потужною і можуть дозволити їй проникати через гематоенцефалічний бар'єр.

Ультразвукове приготування твердо-ліпідних наночастинок(Кумар та ін., 2019)

Ультразвукова формуляція ноотропів

• ліпосоми
• нано-емульсії
• міцели
• Твердоліпідні наночастинки (SLN)
• Наноструктуровані носії ліпідів (NLC)
• Комплекс включення (наприклад, циклодекстрин)
• Ніосоми

Найбільш відомими ноотропами є речовини класу рацетамів, такі як пірацетам, анірацетам, оксирацетам, прамірацетам і фенілпірацетам. Багато рацетамів є ліпофільними (= жиророзчинними). За допомогою ультразвукової обробки жиророзчинний рацетам інкапсулюється в нано-посиленій формі, такій як наноемульсії, ліпосоми, твердоліпідні наночастинки (SLN) і наноструктуровані ліпідні носії (NLC). Ці нанопосилені формули перетворюють водовідштовхувальний, жиророзчинний рацетам на водорозчинний продукт. Оскільки кровотік в організмі людини складається з нано-посилених водорозчинних складів на водній основі, вони мають значно вищу біодоступність.

Розумні препарати з ультразвуковим нанопосиленням

Ультразвукова інкапсуляція та технологія нано-формулювання дозволяють готувати добавки та терапевтичні речовини з високою біодоступністю. Біологічно активні молекули, які отримують користь від ультразвукової формули в ліпосомальну або іншу наноструктуровану систему переносів ліпідів, включають вітаміни, антиоксиданти, флавоноїди, рослинні екстракти, мінерали, амінокислоти та пептиди.

• Вітаміни та антиоксиданти, які можна отримати з природного джерела або синтезувати, включають вітамін С, вітаміни групи В, глутатіон, ресвератрол, коензим Q10 (убіхінон) тощо.
• Рослинні та ботанічні молекули, такі як CBD, THC, CBG (канабіс), катехіни зеленого чаю (наприклад, EGCG), нікотин, кофеїн, ашваганда, берберин, кратом тощо.
• Fungi? mushroom extracts such as astragalus, lion’s mane, turkey tail, chaga, psilocybin (magic mushrooms), etc.
• Амінокислоти, такі як креатин, гліцин, 5-HTP (5-гідрокситриптофан), фенілаланін, L-теанін (аналог амінокислоти, що міститься в чаї), ГАМК (гамма-аміномасляна кислота), таурин, N-ацетилцистеїн (NAC), L-тирозин тощо.
• Мінерали, такі як хелати магнію (наприклад, треонат магнію, оротат магнію), можуть бути ультразвуково інкапсульовані у вигляді наночастинок у ліпосоми.
• Поживні речовини, пептиди та інші молекули, такі як альфа-ГФХ, мелатонін, холін (холіну бітартрат, холінхлорид), (рацемічний) кетамін, омега-3 жирні кислоти (EPA, DHA), α-ліпоєва кислота (ALA), селегілін (L-депреніл), центрофеноксин, окситоцин, метиленовий синій тощо.

Нанопосилена ліпосомальна формула біологічно активних молекул і поживних речовин забезпечує чудову біодоступність і може дозволити цільовим речовинам проникати через гематоенцефалічний бар'єр. Інкапсуляція запобігає утворенню біологічно активних молекул проти кислотно-індукованого гідролізу в шлунку та ферментативної деградації по всьому шлунково-кишковому тракту, завдяки чому високий відсоток поживної речовини транспортується непошкодженим до цільового місця клітин.

Екскурс: ультразвукова екстракція фітохімічних речовин

Ультразвук – це найкраща технологія для вивільнення біологічно активних молекул рослин, грибів і бактерій. Ультразвукова екстракція – це нетермічний метод, принцип роботи якого заснований на акустичній кавітації. Акустична? ультразвукова кавітація створює механічний зсув і турбулентності, які перфорують і руйнують клітинні стінки і мембрани і сприяють масообміну. Таким чином, ультразвук вивільняє біологічно активні речовини з внутрішньої частини клітини та переносить їх у розчинник (наприклад, воду, етанол, гліцерин, рослинну олію тощо).
Дізнайтеся більше про ультразвукову екстракцію біологічно активних молекул з рослинних компонентів!

Високоефективні ультразвукові апарати для ноотропних складів

Hielscher Ultrasonics’ systems are reliable machines used in the pharmaceutical and supplement production to formulate high-quality nootropics and smart drugs, which range from nano-emulsions to liposomes, nanostructured lipid carriers, solid-lipid nanoparticles, and inclusions complexes that are loaded with vitamins, antioxidants, flavonoids, peptides, polyphenols and other bioactive compounds and provide highest bioavailability, great stability and functionality. To meet its customers’ demands, Hielscher supplies ultrasonicators from the compact hand-held lab homogenizer and bench-top ultrasonicators to fully industrial ultrasonic systems for the production of high-volumes of nootropics and smart drug formulations. Ultrasonic formulating processes can be run as batch or as continuous inline process using an ultrasonic flow-through reactor. A broad range of ultrasonic sonotrodes (probes) and reactor vessels are available to ensure an optimal setup for your liposome production. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation under heavy duty in demanding environments and ensure a long-life cycle of the ultrasonicators.
Точний контроль за всіма важливими параметрами процесу, такими як амплітуда, тиск, температура та час ультразвуку, робить ультразвуковий процес надійним та відтворюваним. Hielscher Ultrasonics усвідомлює важливість постійно високої якості продукції та підтримує виробників харчових добавок та терапевтичних засобів у впровадженні стандартизації процесів та GMP (належної виробничої практики) за допомогою інтелектуального програмного забезпечення та автоматичного запису даних. Наші цифрові ультразвукові гомогенізатори автоматично записують всі параметри ультразвукового процесу на вбудовану SD-карту. Цифрові сенсорні дисплеї та пульт дистанційного керування браузера дозволяють здійснювати безперервний моніторинг процесу та точно регулювати параметри процесу, коли це необхідно. Це значно полегшує моніторинг та контроль якості.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: