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El papel de Nanoparticles para el lanzamiento de la droga

insights from industryMark BumillerTechnology Manager Entegris

En esta entrevista, marque Bumiller, gerente de la tecnología en las negociaciones de Entegris a las noticias que las ciencias de la vida médicas sobre los nanoparticles del papel pueden jugar en lanzamiento de la droga.

¿Podría usted dar a nuestros programas de lectura un cierto fondo en Entegris?

Con durante 50 años de experiencia, Entegris es un líder global en ciencia material avanzada y se esfuerza ayudar a clientes a utilizar soluciones basadas en la ciencia avanzadas para soportar y para innovar más rápidamente y más eficientemente.

¿Cómo los nanoparticles se definen típicamente?

Típicamente cuando hablamos de nanoparticles, hablamos de partículas donde está una de las dimensiones en el rango de 1 a 100 nanómetro. La definición de la ISO y la definición de ASTM alinean con este alcance de la medición.

La Comisión Europea tiene una definición más complicada porque se refieren más a toxicidad y a la exposición a los consumidores de los nanomaterials manufacturados que los nanoparticles usados para el lanzamiento de la droga. La Comisión declara que el 50% de la distribución de la partícula deben estar entre 1 y 100 nanómetros, con las evaluaciones de riesgos específicas requeridas sobre la base de esta figura.

Mientras que los nanoparticles se consideran generalmente tener por lo menos una dimensión bajo 100 nanómetro, esa definición consigue a veces estirada en términos de límite superior de la talla. Por ejemplo, la información de Wikipedia sobre los nanoparticles para el lanzamiento de la droga para el cerebro ofrece una definición que declare que las partículas con una dimensión entre 10 a 1000 nanómetro (1 micrón) se pueden entender para ser nanoparticles.

El papel de Nanoparticles para el lanzamiento de la droga

Haber de imagen: Shutterstock/lookerstudio

¿Puede usted ofrecer un ejemplo de un uso típico del nanoparticle, por ejemplo, en vacunas?

Observar nanoparticles típicos es otra manera de definir éstos. Por ejemplo, un nanoparticle sólido del lípido se podría utilizar para encapsular una droga o cosas como el ARN de mensajero presente en las vacunas que estamos tomando.

Hay un de una sola capa de un fosfolípido en la superficie exterior. Esto hace la partícula hidrofílica, permitiendo que ocultemos efectivo las moléculas orgánicas dentro de la partícula. Esta partícula también será cómoda en una dispersión acuosa.

Cuando trabajamos en el nanoscale, podemos también hacer cosas interesantes en la superficie de partículas. Por ejemplo, podemos functionalize la superficie, agregando los ligands que apuntan los anticuerpos, las drogas, o los péptidos. Esto ayuda a las partículas a buscar cosas como los tumores para adherirse selectivamente a esa superficie para entregar la carga útil terapéutica.

¿Cuáles son algunas ventajas dominantes del trabajo en el nanoscale?

Hay diversas ventajas al trabajo en el nanoscale. Una de las ventajas dominantes es una mejoría en la superficie a la índice del volumen. Por ejemplo, si observamos el ejemplo de tres cubos, cada vez que partimos en dos la talla de un cubo, nosotros vemos un aumento en la superficie a la índice del volumen. Mientras que nos trasladamos a tallas más pequeñas, ganamos superficie proporcional más para un volumen dado o una masa dada de la partícula de la droga.

Esto es importante porque, en estas tallas más pequeñas, más de los átomos están real en la superficie de la partícula. Más átomos en la superficie de la partícula significarán que la partícula será más reactiva.

Las partículas en estas escalas más pequeñas también comenzarán a detectar propiedades únicas; por ejemplo, algunas drogas exhiben una mejor solubilidad de agua en una escala más pequeña, habilitando un tiempo más alto de la circulación de la droga a través del paciente. Podemos también mejor ajustar las propiedades de la baja controlada de la droga.

¿Cómo importantes son las mediciones exactas de la talla en asegurar solubilidad y biodisponibilidad de la droga?

La medición exacta de la talla es crítica. Muchas nuevas drogas nunca consiguen su aprobación debido a solubilidad de agua pobre, así que disminuyendo la talla, usted puede perfeccionar la solubilidad y la biodisponibilidad de drogas mientras que es mejor asegurándose ellas cumple requisitos reguladores.

Por ejemplo, reducir la talla a partir de 100 micrones hacia abajo a 10 micrones, entonces hacia abajo a 100 nanómetro llevará a un aumento importante en el factor superficial de la ampliación. También comenzamos a ver una disolución más rápida en esta escala, y esto se puede entender usando la ecuación de Noyes-Whitney.

Total, hay un lazo directo entre la talla de la partícula y el régimen de la disolución. El poder medir la talla de partículas puede ayudarnos exacto a predecir estos regímenes de la disolución. Vale el observar de que en tallas más pequeñas, necesitamos a menudo estabilizar las drogas - esto es hecha a menudo agregando los tensioactivadores a la superficie de las partículas.

El papel de Nanoparticles para el lanzamiento de la droga

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® ¿Cómo el Entegris Nicomp soporta mediciones de la talla de partícula en el nanoscale?

El Entegris Nicomp® provee de nosotros muchos datos en nanoparticles. El instrumento ofrece dos algoritmos para el uso con usar la dispersión luminosa dinámica. La distribución gausiana fijará siempre los resultados contra un único pico simétrico. Hay también un algoritmo propietario® de Nicomp, que parte ese resultado en dos picos individuales. Este algoritmo puede también resolver los picos que están muy cercanos, permitiendo que diversas distribuciones sean determinadas, incluso cuando sus tallas están relativamente cerca de otra.

Esta información es especialmente información importante al formular y tramitando estas drogas, pues ofrece la capacidad de entender independientemente de si nos estamos ocupando de un único pico o de picos múltiples en la distribución de las partículas que son tramitadas.

El papel de Nanoparticles para el lanzamiento de la droga

Haber de imagen: Entegris

¿Puede usted dar a nuestros programas de lectura una reseña de los principios de la dispersión luminosa dinámica?

La dispersión luminosa dinámica (DLS) es la técnica más popular para realizar mediciones de la talla en el nanoscale, aunque algunas personas utilizan TEM y algunas otras técnicas nuevas para intentar detectar estos tamaños de las partículas.

En la dispersión luminosa dinámica, las partículas se mueven según un movimiento térmico al azar que llamamos el movimiento browniano. Las pequeñas partículas mueven más rápido y partículas más grandes mueven más lento. Un sistema convencional de DLS incluye varios componentes estándar.

La fuente de luz proyecta la luz en la muestra, mientras que un detector (que se sienta en 90 grados) contará los fotones, midiendo un cambio en el régimen de la cuenta debido al movimiento browniano de las partículas. Esto se acumulará como función de correlación. La ecuación de Alimentar-Einstein se puede entonces utilizar para convertir este coeficiente de difusión y para calcular el radio de la partícula.

Total esto es una técnica bastante fácil, aunque la gente lucha a veces con la preparación de la muestra y la interpretación de los datos.

¿Cuáles son algunas tendencias actuales y recientes en el mercado para las drogas en el nanoscale?

Así como una amplia gama de drogas de la corriente el estar en el mercado, allí es también mucho R&D que ocurre. En términos de ventas del instrumento® de Nicomp en la industria farmacéutica, por lo menos los 50% de estas ventas están a las organizaciones de investigación y las universidades de la investigación en donde los investigadores están trabajando para crear las nuevas drogas, o las drogas de investigación actualmente en fase de desarrollo.

Hay droga ya fuera en el campo y los salvares vidas que se basan en el nanoscale, con muchos de estos liposomas y polímeros de empleo. Nanocrystals es también popular, y éstos vinieron originalmente de la técnica fresada nanocrystal del brío. También vemos un alcance de las partículas, de las micelas inorgánicas y de las proteínas usadas en drogas actuales.

Los liposomas primero fueron descubiertos y formulados en 1965. La primera droga del nanoparticle que incorporó el mercado era Doxil o el Doxorubicin, que vinieron alrededor en 1995. La droga de Doxil fue encapsulada en un dispositivo del lanzamiento del liposoma, con las otras drogas también usando bases liposómicas, tales como Myocet, Marqibo, Genexols y micela.

Otros ejemplos actuales de nanoparticles en productos farmacéuticos incluyen el tratamiento de NanoTherm (que utiliza un nanoparticle del óxido de hierro) y la partícula BIND-014 (un copolímero de cuadra del glicol de polietileno y de PLGA).

¿Qué aproximaciones se utilizan para ajustar calidades de la baja controlada en drogas en el nanoscale?

Cuando trabajamos con el nanoscale, podemos intentar ajustar las calidades de la baja controlada de drogas. Para hacer esto que necesitamos observar los datos farmacocinéticos para el nanoparticle en la pregunta. Tendemos a denunciar la concentración de la droga en el paciente en función de tiempo, y en muchos ejemplos estándar esto caerá hacia abajo a cero bastante rápidamente.

Sin embargo, si tomamos una dosis idéntica de la droga y encapsulamos esto en algo como el nanoparticle BIND-014, la concentración de la droga en el paciente durará mucho más de largo, permitiendo que la droga guarde el recircular y el continuar abordar de cualquier entrega se diseña para abordar. Esto perfecciona el perfil de la concentración de la droga, pegando los lugares en donde necesita ofrecer la ventaja terapéutica al paciente.

Otra técnica útil es utilizar una capa soluble en el aceite del lípido. Esto se puede utilizar para ocultar efectivo las drogas que son solubles en el aceite, o las drogas que son solubles en agua en la base hidrofílica, permitiendo que entreguemos las drogas hidrofílicas e hidrofóbicas dentro de una suspensión acuosa. Podemos también emprender la modificación del servicio para ayudar a lanzamiento apuntado.

® ¿Cuál es potencial de la zeta del `' y cómo el sistema de Nicomp DLS hace esto disponible para los usos del descubrimiento de la droga?

El potencial de la zeta ha existido como concepto desde hace bastante tiempo, con los instrumentos diseñados para medir el potencial de la zeta ahora que era bastante común.

Si una partícula tiene una carga negativa en la superficie, atraerá los iones positivos, que se acumularán. Las iones negativo entonces se atraen a los iones positivos, aumentando algo designado una capa doble eléctrica.

El potencial de la zeta se puede entender como potencial, medido en milivoltios una distancia ligera de la superficie de la partícula. Llamamos esta distancia el avión deslizante, y en esa distancia, movimiento de esos iones con la partícula cuando se mueve.

Medimos esto poniendo la partícula en una célula y usando los electrodos para aplicar un campo eléctrico. La dirección que la partícula mueve hacia adentro informa nos si está positivo o negativo - cargado, y a nos puede medir la velocidad los movimientos de la partícula en de determinar la magnitud de la carga. Ésta es otra medición bastante simple a hacer.

El gorrón de la baja controlada publicó recientemente datos referente a potencial de la zeta en términos de talla de partícula. El estudio en la pregunta observaba la estabilidad de una serie de nanoparticles, específicamente una mezcla del fosfato de calcio con una capa del lípido. El estudio descubrió que alterando la índice del fosfato de calcio al liposoma en la mezcla, era real posible ajustar la carga superficial de la partícula.

La carga superficial de la partícula fue medida, con los investigadores descubriendo eso mientras que esto comenzada con una carga negativa, como la índice del fosfato de calcio al liposoma fue cambiada, él pasó de una carga negativa a través de un punto donde había potencial cero de la zeta, finalmente terminando hacia arriba con un positivo 40 milivoltios de potencial de la zeta.

Dos cosas son importantes aquí. El poder ajustar la carga superficial es importante porque, con esta droga determinada, el potencial positivo de la zeta perfeccionó ambos la capacidad para el cargamento creciente de la droga mientras que también optimizaba la capacidad de la droga de cruzar las membranas celulares durante lanzamiento.

Si usted no tiene ninguna carga en la superficie de la partícula, después las partículas pueden conseguir real bastante cercanas comenzar a agregar. Eso significa eso, generalmente, si queremos formular dispersiones estables de partículas, nosotros necesita tener cierta clase de carga, negativa o positivo. El potencial cero de la zeta exhibe generalmente la menos estabilidad, así que esto debe ser evitada.

Podemos realizar las mediciones que acabo de mencionar usando la dispersión luminosa dinámica. Algunas partículas no dispersan mucha luz, sin embargo, así que una manera de desafiar cualquier instrumento de DLS es tentativa medir estas partículas.

Cuando I primero ensambló a la compañía, había luchado con la fabricación de estas mediciones al usar otros instrumentos en el pasado. Comencé a desafiar el Nicomp® con lisozima en 0,1 mg/ml, y en un experimento, después de comenzar en el 9:00, tenía todos los datos I necesario por el 2:00 P.M. La sensibilidad del Nicomp y de su capacidad me® creé una diferencia de potencial de realizar mediciones en las concentraciones inferiores.

 

 

 

 

¿Puede usted dar a nuestros programas de lectura algunos ejemplos de las mediciones de DLS en usos prácticos?

En una publicación reciente del gorrón internacional de Nanomedicine, el Nicomp® fue utilizado para optimizar el tramitación de liposomas, determinado en la determinación de su índice polydispersive - la polidispersidad es un cálculo de la anchura de la distribución.

Este experimento utilizó un homogeneizador para tentativa estandardizar la distribución de la partícula tanto cuanto sea posible. Los resultados confirmaron una disminución de tamaño mientras que la presión del homogeneizador aumentó. Estos datos eran útiles en términos de optimización de la presión ideal en la cual ejecutar el homogeneizador.

A medida que las partículas continuaron completar un ciclo a través del homogeneizador, guardaron el reducir de la talla. Al tramitar los liposomas usando un homogeneizador o un microfluidizer, esto está agregando la energía requerida para habilitar al uno mismo-montaje. Los utilizadores pueden después tomar mediciones y pellizcar el proceso, relanzando esto cuanto sea necesario.

Este ejemplo hizo uso de una medición del laboratorio para ayudar a controlar el proceso, pero esta técnica se puede también aplicar a las mediciones de la conducta directamente en el proceso. Otro ejemplo usando los nanoparticles del LAZO (un copolímero de cuadra de PLA-PEG) requirió el uso de un paso de la homogeneización en el proceso, insertando esto con objeto de crear estos nanoparticles en una escala de cerca de 100 nanómetros.

El sistema en la pregunta utilizó el tramitación flúido para ajustar la corriente río abajo desde del homogeneizador. Una fuente el diluente fue utilizada para diluir la muestra para la medición. La medición fue tomada usando un sistema de DLS. Este estudio de caso también reveló que un aumento en la presión en el homogeneizador dio lugar a una disminución de tamaño de partícula.

Después de ejecutar el experimento varias veces y de realizar un estudio de la correlación, el estudio encontró que el resultado era un cambio de 9 nanómetro de tamaño de partícula por cambio de 1000 psig en la presión.

Los investigadores tentativa más adelante tramitar una mezcla para explorar este más futuro. Al principio, la talla de partícula redujo a cerca de 94 nanómetro - ligeramente demasiado pequeños. De acuerdo con los resultados del experimento anterior, era posible ajustar específicamente la presión hasta que la talla de partícula estuviera más cercano a los 100 deseados nanómetro.

Un tercer experimento implicó un estudio clínico de la escala. En este proceso, todas las partículas estaban muy cercanas a la talla perfecta de 100 nanómetro. Esto es una consideración importante porque significa que los fabricantes de la droga que tramitan este producto determinado pueden sentirse confiados que 100% del producto sea dentro de lo especificado.

Esto es aún más crucial cuando el valor de ese producto es muy alto; por ejemplo con muchas de las drogas experimentales actualmente en fase de desarrollo.

¿Dónde usted ve DLS y el descubrimiento nanoparticle-basado de la droga que van después?

Los alrededor 95% de todas las mediciones de DLS todavía se están realizando en fijaciones del laboratorio, pero nuestra oficina de la Florida está construyendo actualmente varios sistemas diseñados para la experimentación y la puesta en vigor en procesos. Es posible realizar mediciones de DLS en proceso y en tiempo real, así que esto es un revelado emocionante para la tecnología y el campo.

Hay mucho R&D y puesta en vigor interesantes que ocurren actualmente en los nanoparticles que se convierten que se utilizarán para el lanzamiento de la droga. La talla de partícula es una cuestión clave, y hacerla esas mediciones es exacto importante utilizar la herramienta mejor.

El sistema de Entegris® Nicomp DLS puede medir potencial de la talla y de la zeta con muy de alta resolución. Entegris también ofrece una línea de productos entera diseñada para medir las partículas extragrandes - el AccuSizer® - que puede complementar el sistema® de Nicomp DLS donde se requiera.

Sobre Entegris

Por más de 35 años, las personas de la instrumentación de Entegris AMH han estado comprometidas a los clientes de ayuda encuentran soluciones a sus problemas del apresto de la partícula. Ofrecemos productos con las capacidades únicas que pueden clasificar partículas de nanoparticles de un solo digito a las partículas que son millares de micrones de diámetro. Si usted necesita una distribución dimensional de partícula o encontrar que la aguja en un pajar, nuestras personas de ingenieros y el estado mayor de ventas estén disponibles para ofrecer el conocimiento del producto y la experiencia científica necesarios resolver sus entregas del apresto.


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