Vắc-xin dùng qua đường mũi được bao gói nano phòng S. Pneumoniae bằng siêu âm
Ưu điểm của vắc-xin S. pneumoniae được bao gói trong hạt nano
Mott và cộng sự (2013) đã xác định hiệu quả của việc đưa một cấu trúc vắc-xin dạng hạt nano axit poly(lactic-co-glycolic) có kích thước 234 ± 87,5nm qua đường mũi trong việc tạo khả năng bảo vệ chống nhiễm phế cầu đường hô hấp thực nghiệm. Các hạt nano bao gói Streptococcus pneumoniae đã được bất hoạt bằng nhiệt (NP-HKSP) được lưu giữ trong phổi 11 ngày sau khi dùng qua đường mũi so với các NP rỗng. Gây miễn dịch bằng NP-HKSP tạo ra khả năng đề kháng đáng kể đối với tình trạng nhiễm S. pneumoniae so với chỉ sử dụng HKSP. Khả năng bảo vệ tăng lên tương quan với mức tăng đáng kể đáp ứng cytokine IFN-c đặc hiệu với kháng nguyên, liên quan đến Th1, của các tế bào lympho phổi. Nghiên cứu này xác lập hiệu quả của công nghệ dựa trên NP như một phương pháp không xâm lấn và có đích để gây miễn dịch qua đường mũi–phổi chống nhiễm trùng phổi.
Quy trình điều chế hạt nano bằng siêu âm
Ly giải bằng siêu âm
1×106 hạt nano bao gói Streptococcus pneumoniae đã được bất hoạt bằng nhiệt (NP-HKSP) được ly giải bằng siêu âm trong 200µl dung dịch muối đệm phosphat (PBS), và 70 mg axit poly(lactic-co-glycolic) (PLGA) được hòa tan trong 1 ml etyl axetat. Hai dung dịch này được trộn và lắc xoáy ở tốc độ tối đa trong 1 min để tạo nhũ tương nước trong dầu sơ cấp.
Bao gói bằng siêu âm
Phương pháp nhũ tương kép: Sau đó, nhũ tương sơ cấp được trộn với 3 ml dung dịch polyvinyl alcohol (PVA) 1 %. Dung dịch này được xử lý bằng siêu âm bằng thiết bị xử lý siêu âm UP200H (Hielscher Ultrasonics GmbH, Đức) ở biên độ 40 % trong 2 min ở chế độ liên tục (chu kỳ 100%), trong một lọ thủy tinh sạch được ngâm trong nước đá để tản nhiệt, nhằm điều chế các hạt nano PLGA bao gói HKSP. Dung dịch tiếp tục được pha loãng đến 20ml bằng nước đã tiệt trùng bằng nồi hấp (tiệt trùng qua màng lọc 0,22µ) và khuấy trong 1 h ở nhiệt độ phòng dưới chân không nhẹ để làm bay hơi etyl axetat. Sau đó, dung dịch được ly tâm để thu các NP, và quá trình này được lặp lại hai lần để loại bỏ PVA dư. Phần lắng hạt nano được phân tán lại trong 500µl nước đã tiệt trùng bằng nồi hấp rồi đông khô. Các hạt nano thành phẩm được bảo quản ở -20°C cho đến khi sử dụng tiếp.
Kích thước của các hạt nano PLGA bao gói Streptococcus pneumoniaeđã được bất hoạt bằng nhiệt. Phép đo kích thước hạt của huyền phù hạt nano trong nước bằng phương pháp tán xạ ánh sáng động cho thấy kích thước trung bình và phân bố Gauss của các hạt trong mẻ.
Nguồn: Mott và cộng sự: Đưa vắc-xin dựa trên hạt nano qua đường mũi làm tăng khả năng bảo vệ chống lại S. pneumoniae. J Nanopart Res (2013) 15:1646.
Máy đồng nhất siêu âm UIP2000hdT (2kW) với thiết bị phản ứng theo mẻ được khuấy liên tục
Thiết bị xử lý siêu âm dùng trong bào chế dược phẩm
Hielscher Ultrasonic có kinh nghiệm lâu năm trong thiết kế, sản xuất, phân phối và bảo dưỡng máy đồng nhất siêu âm hiệu suất cao cho ngành dược phẩm và thực phẩm.
Điều chế liposome, hạt nano lipid rắn, hạt nano polymer và phức hợp cyclodextrin chất lượng cao là những quy trình mà hệ thống siêu âm Hielscher được sử dụng với độ tin cậy cao và chất lượng đầu ra vượt trội. Thiết bị siêu âm Hielscher cho phép kiểm soát chính xác tất cả các thông số quy trình, như biên độ, nhiệt độ, áp suất và năng lượng siêu âm. Phần mềm thông minh tự động ghi lại tất cả các thông số xử lý siêu âm (thời gian, ngày, biên độ, năng lượng thuần, tổng năng lượng, nhiệt độ, áp suất) trên thẻ SD tích hợp.
- Nhũ hóa hiệu suất cao
- Kiểm soát chính xác kích thước hạt và lượng chất được nạp
- Lượng hoạt chất được nạp cao
- Kiểm soát chính xác các thông số quy trình
- Quy trình nhanh
- Không dùng nhiệt, kiểm soát nhiệt độ chính xác
- Khả năng mở rộng quy mô tuyến tính
- Khả năng tái lập
- Chuẩn hóa quy trình / GMP
- Đầu dò và thiết bị phản ứng có thể tiệt trùng bằng nồi hấp
- CIP / SIP
Bảng dưới đây cho biết công suất xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi:
| Thể tích mẻ | Lưu lượng | Thiết bị được khuyến nghị |
|---|---|---|
| 1 đến 500mL | 10 đến 200mL/min | UP100H |
| 10 đến 2000mL | 20 đến 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 đến 20L | 0,2 đến 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 đến 100L | 2 đến 10L/min | UIP4000hdT |
| không áp dụng | 10 đến 100L/min | UIP16000 |
| không áp dụng | lớn hơn | cụm thiết bị UIP16000 |
Liên hệ với chúng tôi! / Hãy hỏi chúng tôi!
Máy đồng nhất siêu âm công suất cao từ quy mô phòng thí nghiệm đến thí điểm và công nghiệp .
Tài liệu/Tài liệu tham khảo
- 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.
Những điều cần biết
Chất mang thuốc có cấu trúc nano
Các chất mang thuốc có kích thước nano như nhũ tương nano, liposome, hạt nano lipid rắn, hạt nano polymer và chất mang lipid có cấu trúc nano được dùng để bào chế dược phẩm với các đặc tính chức năng được cải thiện như sinh khả dụng tốt hơn, khả năng tương thích sinh học cao hơn, dẫn truyền có đích, thời gian bán thải trong máu thuận lợi và độc tính rất thấp hoặc không có độc tính đối với mô khỏe mạnh. Xử lý siêu âm là kỹ thuật có hiệu quả cao để bào chế nhiều dạng chế phẩm điều trị nano. Đọc thêm về các ứng dụng siêu âm trong sản xuất dược phẩm!
Liposome
Liposome là một túi hình cầu có ít nhất một lớp kép lipid, bao bọc phần lõi chứa các chất kỵ nước. Cả kích thước lẫn tính kỵ nước và ưa nước đều khiến liposome trở thành hệ dẫn truyền thuốc hiệu quả, ví dụ như vitamin C dạng liposome. Đặc tính của liposome chịu ảnh hưởng đáng kể của thành phần lipid, điện tích bề mặt, kích thước và kỹ thuật điều chế. Nhấp vào đây để tìm hiểu thêm về điều chế liposome bằng siêu âm!
Nhũ tương nano
Nhũ tương nano hay nhũ tương dưới micromet là nhũ tương có kích thước giọt trong khoảng 20–200nm và phân bố kích thước giọt hẹp. Các giọt có kích thước nano mang lại nhiều ưu điểm khi dùng đường uống cũng như dẫn truyền dược chất và hoạt chất sinh học tại chỗ / qua da, ví dụ như nhũ tương nano CBD. Khả năng hòa tan hiệu quả các thuốc ưa lipid cùng với tốc độ hấp thu được cải thiện của các giọt kích thước nano khiến nhũ tương nano trở thành dạng dùng thường được sử dụng để đạt sinh khả dụng cao. Các công thức bào chế dạng nhũ tương nano cũng có thể được sử dụng để giải phóng kéo dài các thuốc ưa lipid hoặc ưa nước.
Đọc thêm về sản xuất nhũ tương nano bằng siêu âm!
Hạt nano lipid rắn
Hạt nano lipid rắn (SLN) là hạt nano hình cầu có đường kính trung bình từ 10 đến 1000 nanomet. Hạt nano lipid rắn có nền lõi lipid rắn, trong đó các phân tử ưa lipid (hoạt chất) có thể được hòa tan để hạt nano đóng vai trò chất mang thuốc. Lõi lipid được ổn định bằng chất nhũ hóa hoặc chất hoạt động bề mặt. Với các ứng dụng dùng thuốc ngoài đường tiêu hóa và đường uống cũng như dẫn truyền thuốc đến mắt, phổi và tại chỗ, hạt nano lipid rắn được dùng để tăng hiệu quả điều trị và giảm tác dụng phụ toàn thân.
Đọc thêm về tổng hợp hạt nano lipid rắn có hỗ trợ siêu âm!
Chất mang lipid có cấu trúc nano
Tương tự hạt nano lipid rắn (SLN), chất mang lipid có cấu trúc nano (NLC) là một dạng hạt nano khác có nền lipid. Chất mang lipid có cấu trúc nano (NLC) là các hạt nano lipid rắn được biến đổi, gồm hỗn hợp lipid rắn và lỏng, mang lại độ ổn định và khả năng nạp chất được cải thiện.
Chất mang lipid có cấu trúc nano có thể được điều chế bằng phương pháp nhũ hóa siêu âm.
Tinh thể có kích thước nano
Kết tinh và kết tủa bằng siêu âm là phương pháp rất hiệu quả để bao gói các chất ít tan trong nước vào tinh thể có lớp phủ. Zheng và cộng sự (2020) báo cáo việc bao gói bằng siêu âm curcumin, một hợp chất có hoạt tính sinh học với nhiều lợi ích cho sức khỏe nhưng sinh khả dụng kém do độ tan trong nước thấp. Nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp tạo vỏ nano bằng chất đa điện ly theo từng lớp (LbL) để bao gói các phân tử curcumin. Họ cho biết rằng “[u]khác với các phương pháp nhũ hóa thường được sử dụng, phương pháp bao gói LbL có hỗ trợ siêu âm của chúng tôi có thể tạo ra các hạt nano có kích thước nhỏ hơn nhiều. Với curcumin, chúng tôi thu được các hạt nano tinh thể có kích thước trung bình 80 nm và thế ξ là +30 mV hoặc -50 mV, giúp bảo đảm độ ổn định của các hệ keo nano này trong nhiều tháng (được giữ trong dung dịch thuốc bão hòa). Việc hình thành lớp vỏ với hai lớp kép chất đa điện ly tương thích sinh học cho phép giải phóng thuốc chậm trong khoảng 20 giờ.”
Quy trình tạo mầm tinh thể curcumin: Bột curcumin được hòa tan trong dung dịch etanol / nước 60 %. Sau khi curcumin hòa tan hoàn toàn, các polycation trong dung dịch nước, poly(allylamine hydrochloride), PAH, hoặc protomine sulfat có khả năng phân hủy sinh học, (PS), được thêm vào. Sau đó, dung dịch được xử lý bằng UIP1000, một thiết bị siêu âm mạnh có công suất 1kW của Hielscher Ultrasonic, ở mức 100 oát trên mỗi mL dung dịch. Trong quá trình xử lý siêu âm, nước được thêm từ từ vào dung dịch. Do nước được thêm vào, dung môi trở nên phân cực hơn, làm giảm độ tan của curcumin. Khi nồng độ cân bằng vượt ngưỡng hòa tan, curcumin đạt trạng thái quá bão hòa và quá trình tạo mầm tinh thể bắt đầu. Dưới tác động của siêu âm công suất cao, sự phát triển của các hạt thuốc bị chặn lại ở các giai đoạn đầu.
Đọc thêm về kết tủa và kết tinh tinh thể nano bằng siêu âm!