Công thức siêu âm của chất mang thuốc lipid có cấu trúc nano

Chất mang lipid có cấu trúc nano (NLC) là một dạng tiên tiến của hệ thống phân phối thuốc có kích thước nano có lõi lipid và vỏ hòa tan trong nước. NLC có độ ổn định cao, bảo vệ các phân tử sinh học hoạt động chống lại sự thoái hóa và cung cấp giải phóng thuốc bền vững. Siêu âm là một kỹ thuật đáng tin cậy, hiệu quả và đơn giản để tạo ra các chất mang lipid có cấu trúc nano được tải.

Chuẩn bị siêu âm của chất mang lipid có cấu trúc nano

Chất mang lipid cấu trúc nano (NLC) chứa lipid rắn, lipid lỏng và chất hoạt động bề mặt trong môi trường nước, mang lại cho chúng khả năng hòa tan tốt và đặc tính sinh khả dụng. NLC được sử dụng rộng rãi để xây dựng hệ thống vận chuyển thuốc ổn định với sinh khả dụng cao và giải phóng thuốc bền vững. NLC có một loạt các ứng dụng khác nhau, từ dùng đường uống đến đường tiêm bao gồm bôi tại chỗ/qua da, nhãn khoa (mắt) và dùng phổi.
Phân tán và nhũ hóa siêu âm là một kỹ thuật đáng tin cậy và hiệu quả để điều chế các chất mang lipid có cấu trúc nano chứa các hợp chất hoạt tính. Chế phẩm siêu âm NLC có ưu điểm chính là không yêu cầu dung môi hữu cơ, một lượng lớn chất hoạt động bề mặt hoặc các hợp chất phụ gia. Công thức NLC siêu âm là một phương pháp tương đối đơn giản vì lipid nóng chảy được thêm vào dung dịch chất hoạt động bề mặt và sau đó được siêu âm.

Các giao thức mẫu mực cho các chất mang lipid cấu trúc nano được tải siêu âm

NLC tải Dexamethasone thông qua Sonication
Một hệ thống NLC nhãn khoa tiềm năng không độc hại đã được chuẩn bị dưới quá trình siêu âm, dẫn đến sự phân bố kích thước hẹp, hiệu quả bẫy Dexamethasone cao và cải thiện khả năng thâm nhập. Các hệ thống NLC được chuẩn bị siêu âm bằng cách sử dụng Hielscher UP200S máy siêu âm và Compritol 888 ATO, Miglyol 812N và Cremophor RH60 làm thành phần.
Lipid rắn, lipid lỏng và chất hoạt động bề mặt đã được nấu chảy bằng cách sử dụng máy khuấy từ tính gia nhiệt ở 85ºC. Sau đó, Dexamethasone được thêm vào hỗn hợp lipid tan chảy và phân tán. Nước tinh khiết được làm nóng ở 85ºC và hai pha được sonicated (ở biên độ 70% trong 10 phút) với Hielscher UP200S máy đồng nhất siêu âm. Hệ thống NLC được làm mát trong bồn nước đá.
Các NLC được chuẩn bị siêu âm thể hiện sự phân bố kích thước hẹp, hiệu quả bẫy DXM cao và khả năng thâm nhập được cải thiện.
Các nhà nghiên cứu khuyến nghị sử dụng nồng độ chất hoạt động bề mặt thấp và nồng độ lipid thấp (ví dụ: 2,5% đối với chất hoạt động bề mặt và 10% đối với lipid toàn phần) vì sau đó các thông số ổn định tới hạn (Z_Ave, ZP, PDI) và khả năng nạp thuốc (EE%) phù hợp trong khi nồng độ chất nhũ hóa có thể duy trì ở mức thấp.
(xem Kiss et al. 2019)

NLC nạp Retinyl Palmitate thông qua Sonication
Retinoid là một thành phần được sử dụng rộng rãi trong các liệu pháp da liễu của nếp nhăn. Retinol và retinyl palmitate là hai hợp chất thuộc nhóm retinoid có khả năng tạo ra độ dày của lớp biểu bì và có hiệu quả như chất chống nhăn.
Công thức NLC được chuẩn bị bằng phương pháp siêu âm. Công thức chứa 7,2% cetyl palmitate, 4,8% axit oleic, 10% Tween 80, 10% glycerin và 2% retinyl palmitate. Các bước sau đây đã được thực hiện để sản xuất NLCs nạp retinyl palmitate: Hỗn hợp lipid nóng chảy được pha trộn với chất hoạt động bề mặt, chất hoạt động bề mặt, glycerin và nước khử ion ở 60-70 ° C. Hỗn hợp này được khuấy bằng máy trộn cắt cao ở tốc độ 9800 vòng / phút trong 5 phút. Sau khi nhũ tương trước đã hình thành, nhũ tương trước này ngay lập tức được sonicated bằng cách sử dụng máy đồng nhất siêu âm loại đầu dò trong 2 phút. Sau đó, NLC thu được được giữ ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ. Nhũ tương được bảo quản ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ và kích thước hạt nano được đo. Công thức NLC cho thấy kích thước hạt trong khoảng 200-300nm. NLC thu được có hình dạng màu vàng nhạt, kích thước hình cầu 258±15,85 nm và chỉ số đa phân tán là 0,31±0,09. Hình ảnh TEM dưới đây cho thấy các NLC nạp retinyl palmitate được chuẩn bị siêu âm.
(xem Pamudji et al. 2015)

Zingiber zerumbet tải NLC thông qua Sonication
Chất mang lipid có cấu trúc nano bao gồm hỗn hợp chất rắn lipid, lipid lỏng và chất hoạt động bề mặt. Đây là những hệ thống phân phối thuốc tuyệt vời để quản lý các chất hoạt tính sinh học có độ hòa tan trong nước kém và tăng sinh khả dụng đáng kể.
Các bước sau đây đã được thực hiện để xây dựng NLCs nạp zerumbet Zingiber. 1% lipid rắn, tức là. glyceryl monostearate và 4% lipid lỏng, tức là dầu dừa nguyên chất, được trộn và tan chảy ở 50 ° C để thu được pha lipid đồng nhất, rõ ràng. Sau đó, 1% dầu zerumbet Zingiber đã được thêm vào pha lipid, trong khi nhiệt độ được duy trì liên tục 10 ° C trên nhiệt độ nóng chảy của glyceryl monostearate. Để chuẩn bị pha nước, nước cất, Tween 80 và lecithin đậu nành được trộn với nhau theo tỷ lệ chính xác. Hỗn hợp nước ngay lập tức được thêm vào hỗn hợp lipid để tạo thành hỗn hợp tiền nhũ tương. Nhũ tương trước sau đó được đồng nhất hóa bằng cách sử dụng đồng nhất cắt cao ở 11.000 vòng / phút trong 1 phút. Sau đó, nhũ tương trước được sonicated bằng cách sử dụng một ultrasonicator loại đầu dò ở biên độ 50% trong 20 phút, Cuối cùng, sự phân tán NLC được làm mát trong bồn nước đá đến nhiệt độ phòng (25±1 ° C) để làm nguội huyền phù trong bồn lạnh để ngăn chặn sự kết tụ hạt. Các NLC được bảo quản ở 4 ° C.
NLC nạp zerumbet Zingiber có kích thước nanomet là 80,47±1,33, chỉ số đa phân tán ổn định là 0,188±2,72 và điện tích tiềm năng zeta là -38,9±2,11. Hiệu quả đóng gói cho thấy khả năng của chất mang lipid để đóng gói dầu zerumbet Zingiber hiệu quả hơn 80%.
(xem Rosli et al. 2015)

NLC tải Valsaratan thông qua Sonication
Valsaratan là một thuốc chẹn thụ thể angiotensin II được sử dụng trong thuốc hạ huyết áp. Valsartan có sinh khả dụng thấp khoảng 23% chỉ do khả năng hòa tan trong nước kém. Sử dụng phương pháp nhũ tương hóa tan chảy siêu âm cho phép chuẩn bị các NLC nạp Valsaratan có khả dụng sinh học được cải thiện đáng kể.
Đơn giản, dung dịch dầu Val được trộn với một lượng vật liệu lipid nóng chảy nhất định ở nhiệt độ 10 ° C trên điểm nóng chảy lipid. Dung dịch hoạt động bề mặt dạng nước được điều chế bằng cách hòa tan một số trọng lượng nhất định của Tween 80 và natri deoxycholate. Dung dịch hoạt động bề mặt được làm nóng thêm đến cùng nhiệt độ và trộn với dung dịch thuốc lipid dầu bằng cách siêu âm thăm dò trong 3 phút để tạo thành nhũ tương. Sau đó, nhũ tương đã hình thành được phân tán trong nước nguội bằng cách khuấy từ trong 10 phút. NLC được hình thành được tách ra bằng cách ly tâm. Các mẫu từ phần trên được lấy và phân tích nồng độ Val bằng phương pháp HPLC đã được xác nhận.
Phương pháp nhũ tương hóa tan chảy siêu âm có một số ưu điểm bao gồm đơn giản với điều kiện căng thẳng tối thiểu và thiếu dung môi hữu cơ độc hại. Hiệu suất bẫy tối đa đạt được là 75,04%
(xem Albekery et al. 2017)

Các hợp chất hoạt tính khác như paclitaxel, clotrimazol, domperidone, puerin và meloxicam cũng được kết hợp thành công vào các hạt nano lipid rắn và chất mang lipid có cấu trúc nano bằng kỹ thuật siêu âm. (xem Bahari và Hamishehkar 2016)

Siêu âm làm phương pháp chuẩn bị cho công thức của chất mang lipid nano (NLC) có thể được sử dụng như kỹ thuật đồng nhất lạnh hoặc nóng. Đồng nhất siêu âm dẫn đến phân bố kích thước hạt hẹp, giúp cải thiện tính ổn định và đặc tính lưu trữ của NLC.

Đồng nhất lạnh siêu âm

Khi kỹ thuật đồng nhất lạnh được sử dụng để điều chế chất mang lipid có cấu trúc nano, các phân tử có hoạt tính dược lý, tức là thuốc, được hòa tan trong chất tan chảy lipid và sau đó làm mát nhanh chóng bằng nitơ lỏng hoặc đá khô. Trong quá trình làm mát, lipid đông đặc. Khối lipid rắn sau đó có kích thước hạt nano được xay. Các hạt nano lipid được phân tán trong dung dịch hoạt động bề mặt lạnh, tạo ra huyền phù trước. Cuối cùng, huyền phù này được siêu âm, thường sử dụng lò phản ứng tế bào dòng chảy siêu âm, ở nhiệt độ phòng.
Vì các chất chỉ được nung nóng một lần trong bước đầu tiên, đồng nhất lạnh siêu âm chủ yếu được sử dụng để pha chế các loại thuốc nhạy cảm với nhiệt. Vì nhiều phân tử hoạt tính sinh học và hợp chất dược phẩm dễ bị suy thoái nhiệt, đồng nhất lạnh siêu âm là một ứng dụng được sử dụng rộng rãi. Một ưu điểm nữa của kỹ thuật đồng nhất lạnh là tránh pha nước, giúp dễ dàng đóng gói các phân tử ưa nước, nếu không có thể phân chia từ pha lipid lỏng sang pha nước trong quá trình đồng nhất nóng.

Đồng nhất nóng siêu âm

Khi siêu âm được sử dụng như kỹ thuật đồng nhất nóng, lipid nóng chảy và hợp chất hoạt tính (tức là thành phần hoạt tính dược lý) được phân tán trong chất hoạt động bề mặt nóng dưới khuấy cường độ cao để thu được nhũ tương trước. Đối với quá trình đồng nhất nóng, điều quan trọng là cả hai dung dịch, hỗn dịch lipid / thuốc và chất hoạt động bề mặt phải được nung nóng đến cùng nhiệt độ (khoảng 5–10 ° C cao hơn điểm nóng chảy của lipid rắn). Trong bước thứ hai, nhũ tương trước sau đó được xử lý bằng siêu âm hiệu suất cao trong khi vẫn duy trì nhiệt độ.

Máy siêu âm hiệu suất cao cho chất mang lipid có cấu trúc nano

Hệ thống siêu âm mạnh mẽ của Hielscher Ultrasonic được sử dụng trên toàn thế giới trong lĩnh vực dược phẩm R&D và sản xuất để sản xuất chất mang thuốc nano chất lượng cao như hạt nano lipid rắn (SLN), chất mang lipid cấu trúc nano (NLC), nhũ tương nano và viên nang nano. Để đáp ứng nhu cầu của khách hàng, Hielscher cung cấp máy siêu âm từ máy đồng nhất phòng thí nghiệm cầm tay nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ và máy siêu âm để bàn đến các hệ thống siêu âm công nghiệp hoàn toàn để sản xuất khối lượng lớn các công thức dược phẩm. Một loạt các sonotrodes và lò phản ứng siêu âm có sẵn để đảm bảo thiết lập tối ưu cho việc sản xuất chất mang lipid cấu trúc nano (NLC) của bạn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng và trong môi trường khắc nghiệt.
Để cho phép khách hàng của chúng tôi thực hiện Thực hành sản xuất tốt (GMP) và thiết lập các quy trình tiêu chuẩn hóa, tất cả các máy siêu âm kỹ thuật số đều được trang bị phần mềm thông minh để thiết lập chính xác thông số siêu âm, kiểm soát quá trình liên tục và tự động ghi lại tất cả các thông số quy trình quan trọng trên thẻ SD tích hợp. Chất lượng sản phẩm cao phụ thuộc vào việc kiểm soát quy trình và tiêu chuẩn xử lý cao liên tục. Máy siêu âm Hielscher giúp bạn theo dõi và tiêu chuẩn hóa quy trình của mình!

Hielscher Siêu âm’ Bộ xử lý siêu âm công nghiệp có thể cung cấp biên độ rất cao. Biên độ lên đến 200μm có thể dễ dàng chạy liên tục trong hoạt động 24/7. Đối với biên độ cao hơn nữa, sonotrodes siêu âm tùy chỉnh có sẵn. Sự mạnh mẽ của thiết bị siêu âm của Hielscher cho phép hoạt động 24/7 ở nhiệm vụ nặng và trong môi trường khắc nghiệt.
Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: