药物溶解居然可以这样做！

【字体：大中小】 时间：2023年01月06日 来源：

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　　基于非接触聚焦式超声（AFA）的Covaris拥有处理许多不同结构的能力，不仅可以协助克服溶解度的难题，同时可以有效减小颗粒尺寸，以制备具有低微米或纳米级颗粒尺寸的均匀悬浮液。

AFA助力药物配方和递送

目前，制药工业发现的大多数(80%)新化学实体(NCE)是难溶性或亲脂性化合物，市场上约40%的现有药物也是如此。NCE的溶解性差、生物半衰期短、生物利用度差、不良反应突出和稳定性好，给药物开发带来了重大挑战。

例如，为了在临床前阶段评估这些化合物，通常将化合物作为水基悬浮液口服给药。这种方法的一个潜在缺点是，与溶液制剂相比，给药悬浮液可能会在体内产生有害后果。减轻这种风险的一种技术是减小悬浮液的粒径。然而，目前几乎没有可用的方法来快速减小一系列样品的粒径，同时不会因使用探针而引入潜在污染物或因过度加热而降解活性医药成分。

基于非接触聚焦式超声（Adaptive Focused Acoustics®，AFA）的Covaris拥有处理许多不同结构的能力，不仅可以协助克服溶解度的难题，同时可以有效减小颗粒尺寸，以制备具有低微米或纳米级颗粒尺寸的均匀悬浮液。在AFA系统中，不管是脂质体还是乳剂都可以在低温下处理制备，从而避免有机溶剂的使用。这使得温度或溶剂敏感的活性医药成分得以封装，如多肽或蛋白质。

AFA优势

1.重复性好：通过计算机控制的自动化程序，尽可能减少人为操作引入的误差。
2.100%回收：全程使用封闭的耗材，非接触式超声，保护您珍贵的样本，无浪费，无污染。
3.无热损伤：AFA是在传统超声处理基础上的技术革新，通过球面固态超声换能器将声波聚焦到样本区域，对样本进行处理。聚焦声波能够以极低的能量输入获得良好的处理效果，避免传统超声能量过剩可能引起的样本处理过度及热损伤。

图1.AFA聚焦超声示意图

4.能量稳定：传统水浴超声多采用平面声波换能器，能量分布在整个区域，样本管、水浴、仪器内部散射等都会造成能量的损失或能量控制不稳定，影响实验效果。Covaris利用专利的AFA技术，不仅降低了声波在环境中的损失，而且可以精确控制声波能量，稳定性强，重复性好。

图2.能量传递示意图

5.快速：Covaris自动声波聚焦技术可以简化样本制备的流程，快速与现有实验流程进行无缝整合，减少离心、移液等操作次数，节省样本处理时间，提高工作效率。

微粉化

• AFA可用于控制微粒直径，制备低微米或纳米级直径微粒的均匀悬浮液，可以提高其生物效力，在活性医药成分溶解时更是可以避免其降解。如下图所示，处理前布洛芬晶体粒径主要分布在大于200μm的长度，使用AFA技术处理布洛芬悬浮液后，布洛芬晶体粒径降低至小于35μm。

图3.布洛芬经AFA处理前后变化

纳米混悬剂

•纳米悬浮液由于其独特的多功能性，已成为递送疏水性药物的有力工具。AFA可用于从发现到首次人体试验的整个生命周期中制造纳米悬浮液。Covaris的封闭容器、无污染的处理，可以在无需大量配方开发的情况下，以极少量的材料对早期化合物进行剂量评估。Covaris聚焦超声仪已成功证明了将小体积早期材料打碎成适合动物给药的纳米悬浮液的能力。体积低至100μl时，材料回收率可达100%。

图4.AFA处理前（左图）处理后（右图）对比

结晶

• AFA可用于控制晶核形成和晶体分布。AFA可以用于在容器中分批反应或连续反应，控制API自下而上的形成晶核以及晶体生长。通过影响生长动力学控制颗粒大小。通过非接触的等温快速混合促进动能反应。如下图所示。

图4.布洛芬与AFA产生均匀颗粒，而未处理的样品是大的，不均匀的团块。

脂质体形成

•脂质体被用于输送许多不同的活性药物，包括小分子和大分子原料。传统的脂质体制备方法的主要缺点包括消耗大量挥发性有机溶剂，多个漫长的步骤和样品的降解，以及随后由于热暴露而失去生物活性。AFA技术通过在4°C(低于脂质相变温度)形成单分散脂质体，无需使用有机溶剂，为传统方法提供了一种突破性的替代方法。活性成分可以在形成时就装载到脂质体中，允许在几分钟内进行非常简单有效的一步配方，没有交叉污染的风险，也不需要清理。

AFA-纳米颗粒的形成(聚合物基)

• 纳米颗粒由于其生物相容性和生物降解性，已被证明是有效的药物递送系统。纳米颗粒可作为几种药物的潜在载体，如抗癌药物、降压药、免疫调节剂和激素;以及大分子，如核酸、蛋白质、多肽和抗体。AFA可用于PLGA纳米颗粒形成的乳化步骤，实现单分散粒径分布，小至80nm。此外，AFA的强烈但高度可控的机械能允许在AFA纳米颗粒形成中使用温和溶剂，如三乙酸。

AFA-纳米乳液配方

•纳米乳液递送系统，已经在药物和药妆品的控制递送、活性成分在皮肤层的优化分散以及活性分子的眼部传递中发挥重要作用。AFA允许构建紧密分布的纳米乳液，平均粒径低至20nm。所有的处理都是在一个封闭的无菌容器中进行的，温度可控。严格的温度控制能够封装敏感的生物分子，如多肽和蛋白质，而不会因加热而降低生物活性。颗粒大小和分布可通过声学处理参数自动控制，以保持高质量的输出产品。