Гомогенизатор высокого давления - это специализированное оборудование для фармацевтической промышленности для уменьшения размера дисперсии, смешивания и стабильности, включая сырую эмульсию, микроэмульсию и суспензию. Он создает очень высокий локальный напряжение, что приводит к резкому уменьшению размера частиц. Непрерывное производство в крупномасштабных условиях делает такое оборудование подходящим для методов усиления масштаба. В гомогенизаторе высокого давления жидкость проходит через узкий зазор при высоком давлении. Жидкость, введенная в гомогенизатор, может быть грубой эмульсией, микросуспензией или дисперсией, обычно известными как премикс. В зависимости от типа доступного оборудования гомогенизатор высокого давления работает при давлениях от 50 до 500 МПа. Среди них гомогенизатор, способный работать при давлении 200 МПа и выше, классифицируется как гомогенизатор сверхвысокого давления (UHPH). Единицы давления включают: MPA, PSI, бар. Гомогенное давление необходимо для усиления жидкости через узкие зазоры, а внезапный проход премикса через узкую полость при высоком давлении является причиной уменьшения размера и разрыва капли.
Во время прохождения жидкости через гомогенизатор высокого давления жидкость по-разному собирает молекулы. Эти молекулы взаимодействуют на границе раздела с жидкостью и твердыми веществами, изменяя молекулярную динамику жидкости. Молекулярная динамика жидкостей предоставляет информацию о сосуществовании многих межфазных явлений, которые происходят одновременно или параллельно. Изучение этого графического явления имеет большое значение для поддержания постоянного качества продукта, особенно для разработки новых систем доставки лекарств. Хотя системы доставки наномедицины известны своей уникальностью, такой как защита лекарственных форм и контроль высвобождения посредством упаковки, двойной нагрузки, уменьшенного размера и повышенной площади поверхности, большое количество сбоев партии будет происходить при усилении масштаба. Причина заключается в отсутствии внимания к каждому параметру процесса и отсутствию исследований взаимозависимости каждого параметра. Следовательно, метод экспериментального дизайна (DOE) и качества дизайна (QBD) необходим для получения тех же параметров, согласованных для каждой партии и для изучения взаимозависимости между параметрами.
Необходимо подчеркнуть знание параметров процесса для гомогенизатора высокого давления, потому что эти переменные оказывают влияние на многие физико -химические особенности, включая размер, поверхностный заряд и индекс полидисперсности (PDI), влияющие на стабильность и поглощение клеток. Наночастицы могут быть оптимизированы в соответствии с их различными физиохимическими свойствами, что обеспечивает оптимизированное выход на нанозуспензию, наноэмульсию или самоумульсированные системы доставки лекарств для высвобождения лекарств.
Yc-basic series--лабораторный тип
Параметры, влияющие на процесс
Однородное давление
Гомогенное давление - это давление, которое заставляет жидкость через узкий зазор, в диапазоне от 10 до 500 МПа. Капли подвергаются сдвигу, кавитации и турбулентности, которые разбиваются на более мелкие капли. Капли разрываются только тогда, когда есть достаточное сдвиг, чтобы преодолеть давление Лапласа. Увеличение однородного давления создает более сильный вихревой ток, что еще больше уменьшает размер капель. Увеличение давления приведет к более высокому падению давления, что может легко преодолеть давление Лапласа и привести к дальнейшему снижению размера. Следовательно, однородное давление напрямую влияет на размер частиц через турбулентность, что делает его ключевым параметром процесса. Плотность силы становится важным параметром, который будет скорректирован при получении ожидаемого среднего размера частиц.
Циркуляционный номер и время
В указанных условиях давления собранное премикс рециркулировали через узкий зазор, и один цикл был завершен. Размер капель также уменьшается, когда жидкость снова испытывает сдвиг, кавитацию и турбулентность. Таким образом, время циклов / рециркуляции напрямую связано со средним размером диаметра при постоянном давлении. Время, необходимое для завершения цикла, зависит от вязкости жидкости. Из -за уменьшенного размера капель вязкость эмульсии уменьшается после двух -трех циклов, что сокращает время, необходимое для завершения цикла.
Динамика жидкостей
В некоторых продуктовых линиях гидродинамическое общество внутри гомогенизатора пилота и производственной шкалы немного отличается из -за высокой высоты очистки для производственной шкалы. Для гомогенилизаторов высокого давления с тремя или пятипоршневыми насосами пульс невелик и вызывает лишь небольшие колебания в поле потока. Это не влияет на эффективность и означает, что исследования производства и пилотных гомогенизаторов высокого давления оправдывают непрерывный приток. В случае оборудования для лабораторного масштаба импульс достаточно большой и меняет поле потока. Ожидается, что импульс также приведет к более эффективному расщеплению, когда все другие параметры останутся постоянными из -за более высоких скоростей потока во время прохождения через разрыв. Следовательно, изменчивость каждой шкалы следует учитывать при преобразовании результатов лабораторного гомогенизатора высокого давления лабораторной и производственной шкалы.
Применение гомогенизатора высокого давления в фармацевтическом поле
Размер наночастицы был уменьшен
Гомогенизатор высокого давления в основном используется в фармацевтической промышленности для уменьшения размера частиц, поскольку он способен использовать давление для разложения частиц / гранул в премикс, на частицы с однородным диапазоном размера. Это часто является предпочтительной технологией, потому что она подходит для водных и не вводных жидкостей и может преодолеть недостатки обычных методов измельчения шариков, таких как высокая аморфизация, полиорфизация и загрязнение металла. Сокращение размера частиц помогает уменьшить необходимую дозу, тем самым уменьшая побочные эффекты и может улучшить свойства биодоступности и растворения.
Улучшить растворимость и биодоступность
В предыдущих исследованиях сообщалось об использовании гомогенизаторов высокого давления для улучшения скорости растворения и биодоступности лекарств BCS (например, спиронолактона, будесонида и омепразола) путем эффективного уменьшения размера частиц до наноразмерного. В то же время препарат наночастиц нифедипина успешно улучшил скорость растворения в дополнение к растворимости насыщения. Кроме того, в некоторых исследованиях подготовили наночастицы целекоксиба с использованием метода осадков антизолетравента и технологии гомогенизации высокого давления, которая показала, что образцы целекоксиба, полученные с помощью технологии гомогенизатора высокого давления, были лучше растворимыми, чем метод осаждения антизолесветного. Улучшенная растворимость обусловлена переходом в более стабильную кристаллическую форму после лечения гомогенизатором высокого давления.
Низкие водорастворимые препараты имеют низкую биодоступность и растворение. В этом случае уменьшение размера частиц является эффективным способом улучшения биодоступности. Для наноэмульсии нагрузка препарата в масляной фазе наноэмульсии O / W показала усиление поглощения. Из -за присутствия нанодроплетов, площадь контакта наноэмульсии и желудочно -кишечной слизистой оболочки увеличивается, а его скорость поглощения значительно выше, чем у сырой эмульсии.
Ингибирование роста кристаллов и разложения крупных агрегатов
Хотя добавление солюбилизаторов является основным методом снижения роста кристаллов и агрегации частиц, Бакстер изобрел комбинаторную технику, называемую «нанож». В этом методе осажденные наночастицы немедленно помещаются в гомогенизатор высокого давления, чтобы ингибировать рост кристаллов и разрушить большие агрегаты. Исследования показали, что гомогенизация высокого давления может разложить удлиненные частицы (микронную шкалу) на более мелкие частицы (наноразмерные)
Серия YC-Pilot
Улучшить способность загрузки лекарств и эффективность инкапсуляции
Некоторые исследования подготовили наноструктурированные липидные носители, несущие дегидроксинозин путем объединения обычной гомогенизации с холодной и термической гомогенизацией. Из-за гидрофильности лекарственного средства нагрузочная способность и эффективность упаковки дегидроксинозиновых наноструктурированных липидных носителей, приготовленных с использованием гомогенизатора высокого давления, очень низкие. Однако значения нагрузки и инкапсуляции дегидроксинозина увеличились до 3,39 ± 0,63% и 51,58 ± 1,31%. Это указывает на значительное увеличение его растворимости в липидной фазе, которая была достигнута путем уменьшения размера частиц с использованием термического метода гомогенизации высокого давления.
Уменьшенная агрегация везикул липосом
Маленькие монослойные липосомальные везикулы известны тем, что обеспечивают повышенную долговечность в плазме и достижение большей локализации тканей. В качестве новой техники гомогенизатор высокого давления широко используется для снижения агрегации пузырьков, что уменьшает количество многослойных липосом. Например, система доставки лекарств, основанная на привязке альбумина, использует гомогенизатор высокого давления для загрузки альбумина и паклитаксела. Кроме того, при приготовлении кистозного фосфолипидного геля были использованы суровые условия давления гомогенизатора высокого давления для гидролизирования фосфолипидов и генерации отдельных слоев мелких пузырьков.
Коллоидная формулировка была получена с использованием принципа гомогенизатора высокого давления
Когда наночастицы готовятся с гомогенизатором высокого давления, используемый премикс может быть грубой эмульсией, дисперсией или подвеской. Они готовятся либо механическим сдвигом, либо путем обеспечения физической энергии для рассеивания жидкой фазы (дисперсной фазы) в другую фазу (дисперсную среду). Для суспензий и дисперсий с большим размером частиц они могут быть предварительно обработаны ультразвуковым, гомогенизатором с высоким сдвигом или системой эмульгирования мембраны перед входом в гомогенизатор высокого давления. Предварительное кондиционирование премикса необходимо, потому что большие частицы могут блокировать зазор.
В гомогенизаторе высокого давления этот премикс вынужден выходить на выездную камеру через узкий зазор при высоком давлении. Собранная продукт гомогенизации может быть снова переработана в фидере, чтобы продолжить процесс гомогенизации для достижения дальнейшего снижения размера. Полученный конечный продукт был затем лиофилизирован. При разработке липидных наночастиц применимость гомогенизатора высокого давления делает его предпочтительным по сравнению с другими методами. Методы термической и холодной гомогенизации достигли хороших результатов в развитии наночастиц.
Серия YC-100/150-тип производства
Суммировать
Благодаря формулированию наночастиц с использованием гомогенизатора высокого давления, различные физико-химические свойства могут быть настроены для повышения стабильности, эффективности и доставки активного лекарственного ингредиента (API).
Дополнительным преимуществом гомогенизатора высокого давления является то, что он использует две силы, одну из -за механического действия и одной из -за давления для обработки частиц, что позволяет получить согласованный, равномерный размер частиц. Стадии обработки молекулярных жидкостей, включая удар, кавитацию, турбулентность или силы сдвига, все это влияет на образование частиц равномерного размера и повышает стабильность. Результаты лечения гомогенизатора высокого давления могут повлиять на ряд ожидаемых методов лечения, включая биодоступность или улучшенные возможности нацеливания. Эти факторы важны для систем доставки лекарств в наномедицинах, так как приобретение небольшого размера с требуемой площадью поверхности играет ключевую роль в эффективном лечении заболевания. Технология гомогенизатора HV окажет более широкое влияние как на промышленные, так и на исследования, что выиграет от значительных улучшений в функциональности гомогенизатора HV, что позволяет обеспечить гибкость и функциональность в желаемых применениях лекарств.
