Ультразвукова постановка ніосом
Ніосоми – це нанорозмірні везикули, які можуть використовуватися як носії для ліків (наприклад, ліків від раку) та інших біологічно активних речовин. Ультразвукова емульгування є простим і швидким методом формування невеликих ніосом з високим лікарським навантаженням.
Ніосомні везикули як наноносій для активних інгредієнтів
Ніосома — це везикула на основі неіоногенної поверхнево-активної речовини, яка в основному утворена неіонним поверхнево-активною речовиною та включенням холестерину як допоміжної речовини. Ніосоми більш стійкі до хімічного розкладання або окислення і мають тривалий час зберігання в порівнянні з ліпосомами. Завдяки поверхнево-активним речовинам, які використовуються для приготування ніосом, вони біологічно розкладаються, біосумісні та не імуногенні. Ніосоми осмотично активні, хімічно стабільні та мають довший час зберігання порівняно з ліпосомами. Залежно від розміру та пластинчастості доступні різні методи приготування, такі як ультразвукова діагностика, зворотне фазове випаровування, тонкоплівкова гідратація або трансмембранний процес поглинання ліків за градієнтом рН. Ультразвукове ніосомне препарування є кращим методом отримання однопластинчастих везикул, які є невеликими та однорідними за розміром.
Ультразвукова формула ніосом
Для утворення ніосом необхідно приготувати емульсію «олія у воді» (o/w) з органічного розчину поверхнево-активної речовини, холестерину та водного розчину, що містить біологічно активну сполуку, тобто лікарський засіб. Ультразвукова емульгування є найкращою технікою змішування рідин, що не змішуються, таких як олія та вода. Шляхом зсуву крапель обох фаз і розбиття їх до нанорозміру отримують наноемульсію. Згодом органічний розчинник випаровується, в результаті чого утворюються ніосоми, завантажені лікувальними агентами, які диспергуються у водній фазі. У порівнянні з механічним перемішуванням, метод формулювання ультразвукових ніосом вирізняється формуванням ніосом з меншим середнім розміром і нижчим індексом полідисперсності в швидкому процесі. Використання менших везикул, як правило, є кращим, враховуючи, що вони, як правило, краще уникають механізмів очищення організму, ніж більші частинки, і довше залишаються в кровотоці. (пор. Bragagni та ін. 2014)
Дізнайтеся більше про ультразвукову обробку для поліпшення формулювань ніосом!
- однопластинчасті, дрібні, однорідні пухирці
- Простий і швидкий процес
- Відтворювані
- Точно керований
- Сейф
- легко масштабується
Протоколи підготовки ультразвукових ніосом
Формуляція ніосом з використанням ультразвуку була широко досліджена, тому доступні численні науково обґрунтовані протоколи виробництва ультразвукових ніосом.
Нижче ви можете знайти короткий огляд кількох протоколів формулювання підготовки та завантаження ніосом за допомогою ультразвуку.
Ніосоми, насичені екстрактами Withania somnifera
Chinembiri et al. (2017) сформулювали неочищений екстракт Withania somnifera у вигляді ніосом, призначених для місцевого застосування. Біологічно активні сполуки інкапсулювали за допомогою ін'єкції розчинника. Тому органічну і водну фази безперервно магнітно перемішували, і температуру підтримували на рівні 60 ° C ± 2 ° C до тих пір, поки органічний розчинник не буде витіснений. Отриманий склад охолоджують і роблять ультразвуком на льоду за допомогою сонікатора Hielscher UP200ST. Ніосоми мали середній діапазон розмірів приблизно 165,9 ± 9,4 і продемонстрували високу ефективність захоплення (EE%) вітаноліду А.
Ніосоми, навантажені доксорубіцином
Ніосоми N-пальмітоїлу глюкозаміну (Glu), завантажені доксорубіцином, протираковим препаратом, готували шляхом струшування суміші NPG (16 мг), Span 60 (65 мг), холестерину (58 мг) і Solulan C24 (54 мг) у розчині доксорубіцину (1,5 мг/мл, 2 мл, приготований у PBS) при 90 °C протягом 1 год з подальшим зондуванням ультразвукової діагностики протягом 10 хв (75% від макс).
Везикули хітозану пальмітоїлгліколю (GCP) готували, як описано раніше (11), шляхом зондування гліколю хітозану (10 мг) та холестерину (4 мг) у розчині доксорубіцину (1,5 мг/мл). (Dufes et al. 2004)
UP400St – Ультразвуковий апарат 400 Вт для формулювання наноносіїв, таких як ніосоми
Альтернативні методи підготовки ніосом
Альтернативні методи формування ніосом, такі як техніка випаровування зворотної фази або трансмембранний процес поглинання ліків з градієнтом рН, передбачають застосування ультразвукової енергії. Обидва методи в основному використовуються для формування мультиламелярних везикул (MLV). Нижче ви можете знайти короткий опис обох технік і етапу ультразвуку.
Ультразвукове випромінювання при отриманні ніосом шляхом випаровування зворотної фази
При методі зворотного фазового випаровування (REV) компоненти ніосомальної формуляції розчиняються в суміші ефіру і хлороформу і додаються до водної фази, в якій міститься препарат. Ультразвукова емульгування використовується для перетворення суміші в емульсію дрібного розміру. Згодом органічна фаза випаровується. Ніосоми, що утворюються при випаровуванні органічного розчинника, являють собою однопластинчасті пухирці великих розмірів.
Трансмембранний процес поглинання ліків за градієнтом рН
Для трансмембранного градієнта рН (всередині кислотного) процесу поглинання ліків (з дистанційним завантаженням) поверхнево-активну речовину і холестерин розчиняють в хлороформі. Потім розчинник випарюють під вакуумом до отримання тонкої плівки на стінці колби з круглим дном. Плівку зволожують лимонною кислотою 300 мМ (рН 4,0) шляхом вихрового утворення суспензії. Мультиламелярні пухирці тричі заморожують і розморожують і потім проводять ультразвукову діагностику за допомогою зондового типу. До цієї ніосомної суспензії додають водний розчин, що містить 10 мг/мл препарату, і вихрсують. Потім рН зразка підвищують до рН 7,0-7,2 за допомогою 1М динатрію фосфату. Потім суміш нагрівають до 60°С протягом 10 хвилин. Ця техніка дає можливість отримати мультиламелярні пухирці. (пор. Kazi et al. 2010)
Ультразвукове зменшення розміру ніосом
Ніосоми зазвичай знаходяться в діапазоні розмірів від 10 нм до 1000 нм. Залежно від техніки приготування ніосоми часто мають відносно великі розміри і мають тенденцію до утворення агрегатів. Однак конкретні розміри ніосом є важливим фактором, коли мова йде про цільовий тип системи доставки. Наприклад, дуже малий розмір ніосом у нанометровому діапазоні найбільше підходить для системної доставки ліків, де препарат повинен бути доставлений через клітинні мембрани, щоб досягти клітинної цільової ділянки, тоді як більші ніосоми рекомендуються для внутрішньом'язової та внутрішньопорожнинної доставки ліків або офтальмологічних застосувань. Ультразвукове зменшення розмірів ніосом є поширеним етапом під час приготування високопотужних ніосом. Ультразвукові зсувні сили деагломератують і розсіюють ніосоми на монодисперсні нано-ніосоми.
протокол – Ультразвукове зменшення розміру ліпоніосом
Naderinezhad et al. (2017) сформулювали біосумісні ліпоніосоми (комбінація ніосоми та ліпосоми), що містять Tween 60: холестерин: DPPC (при 55 : 30 : 15 : 3) з 3% DSPE-mPEG. Щоб зменшити розмір підготовлених LipoNiosomes, після гідратації їм ультразвукували суспензію протягом 45 хв (15 секунд включено і 10 секунд вимкнено, амплітуда 70% при 100 Вт) для мінімізації агрегації частинок використовують ультразвуковий гомогенізатор UP200St (Hielscher Ultrasonics GmbH, Німеччина). Для методу pH-градієнта висушені плівки CUR, поверхнево-активних речовин і ліпідів гідратували 1300 мл сульфату амонію (pH 1⁄4 4) при 63 C протягом 47 хв. Потім наночастинки проходили ультразвукове дослідження над крижаною ванною для отримання маленьких пухирців.
Ультразвукові апарати для отримання ніосом
Hielscher Ultrasonic має багаторічний досвід у розробці, виробництві, розповсюдженні та обслуговуванні високоефективних ультразвукових гомогенізаторів для фармацевтичної, харчової та косметичної промисловості.
Підготовка високоякісних ніосом, ліпосом, твердих ліпідних наночастинок, полімерних наночастинок, циклодекстринових комплексів та інших наноструктурованих носіїв лікарських засобів - це процеси, в яких ультразвукові апарати Hielscher перевершують завдяки своїй високій надійності, стабільній вихідній потужності та точній керованості. Ультраакукатори Hielscher дозволяють точно контролювати всі параметри процесу, такі як амплітуда, температура, тиск та енергія ультразвукової обробки. Інтелектуальне програмне забезпечення автоматично протоколює всі параметри ультразвукової обробки (час, дату, амплітуду, чисту енергію, загальну енергію, температуру, тиск) на вбудовану SD-карту.
Надійність ультразвукових приладів Hielscher дозволяє працювати в режимі 24/7 у важких умовах і в складних умовах експлуатації.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів:
| Об'єм партії | Витрата | Рекомендовані пристрої |
|---|---|---|
| Від 1 до 500 мл | Від 10 до 200 мл/хв | UP100H |
| Від 10 до 2000 мл | Від 20 до 400 мл/хв | UP200Ht, UP400St |
| 0від 1 до 20 л | 0від .2 до 4 л/хв | UIP2000HDT |
| Від 10 до 100 л | Від 2 до 10 л/хв | UIP4000HDT |
| Н.А. | Від 10 до 100 л/хв | UIP16000 |
| Н.А. | Більше | кластер UIP16000 |
Зв'яжіться з нами! / Запитайте нас!
Потужні ультразвукові гомогенізатори від Лабораторії до Пілот і індастріал розмір.
Література/Список літератури
- Чінембірі Т.Н., Гербер М., дю Плессі Л.Х., дю През Дж.Л., Хамман Дж.Х., дю Плессі Ж. (2017): Місцева доставка неочищених екстрактів Withania somnifera в ніосомах і твердих ліпідних наночастинках. Журнал «Фармакогнозія» 2017 жовтень; 13 (додаток 3): S663-S671.
- Наврузі Ф., Алмасі А., Джавіді Дж., Хаері А., Дадашзаде С. (2018): Вплив типу поверхнево-активної речовини, вмісту холестерину та різних методів зменшення розміру частинок ніосом. Іранський журнал фармацевтичних досліджень 2018; 17 (Додаток 2): 1-11.
- Ашраф Алемі, Джавад Завар Реза, Фатеме Хагіралсадат, Хоссейн Зарей Джаліані, Моджтаба Хагі Карамалла, Сейєд Ахмад Хоссейні, Сомайє Хагі Карамалла (2018): Одночасне застосування паклітакселу та куркуміну в нових катіонних ПЕГильованих ніосомальних лікарських формах демонструє підвищену синергічну протипухлинну ефективність. J Nanobiotechnol (2018) 16:28.
- Саміра Надрінежад, Гасем Амоабедіні, Фатеме Хагіралсадат (2017): Спільна доставка гідрофільних та гідрофобних протипухлинних препаратів з використанням біосумісних наноносіїв на основі ліпідів, чутливих до рН, для лікування мультирезистентних онкологічних захворювань. РСК Адв., 2017, 7, 30008–30019.
Факти, які варто знати
Ніосоми проти ліпосоми
Ліпосоми та ніосоми – це мікроскопічні везикули, які можуть бути навантажені біологічно активними сполуками для доставки ліків. Ніосоми схожі на ліпосоми, але відрізняються двошаровим складом. У той час як ліпосоми мають фосфоліпідний бішар, бішар ніосом складається з неіоногенних поверхнево-активних речовин, що призводить до хімічної різниці в структурних одиницях. Ця структурна відмінність надає ніосомам вищу хімічну стабільність, чудову проникаючу здатність шкіри та меншу кількість забруднень.
Ніосоми диференціюються за розміром на три основні групи: малі однопластинчасті пухирці (SUV) мають середній діаметр 10–100 нм, великі однопластинчасті пухирці (LUV) мають середній розмір 100–3000 нм, а мультиламелярні везикули (MLV) характеризуються більш ніж одним двошаром.
“Ніосоми поводяться в природних умовах подібно до ліпосом, подовжуючи циркуляцію захопленого лікарського засобу, змінюючи його розподіл в органах і метаболічну стабільність. Як і у випадку з ліпосомами, властивості ніосом залежать від складу бішару, а також методу їх виробництва. Повідомляється, що інтеркаляція холестерину в бішарах зменшує об'єм захоплення при формулюванні, а отже, і ефективність захоплення.” (Казі та ін., 2010)
Ніосоми можна приготувати за допомогою різних методів, таких як техніка гідратації тонкою плівкою, ультразвук, метод зворотного фазового випаровування, метод заморожування-розморожування, мікрофлюїдизація або метод дегідратаційної регідратації. Вибираючи відповідну форму приготування, поверхнево-активну речовину, вміст холестерину, добавки до поверхневого заряду та концентрацію суспензії, можна сформулювати склад, ламельність, стабільність та поверхневий заряд ніосом, щоб задовольнити конкретні вимоги до носіїв лікарських засобів.
Для отримання високобіосумісних ніосом з дуже низькою цитотоксичністю поверхнево-активні речовини, що використовуються в препараті ніосом, повинні бути біорозкладними, біосумісними та неімуногенними.