Uporaba ultrazvočne homogenizacije v farmacevtski industriji

Pri preobrazbi farmacevtske industrije v smeri zelene in natančne proizvodnje je tehnologija ultrazvočne homogenizacije s svojimi edinstvenimi fizikalnimi učinki premagala številna ozka grla v tradicionalnih procesih in postala ključno tehnološko sredstvo pri raziskavah in proizvodnji zdravil. Ta tehnologija uporablja visoko-frekvenčni ultrazvok za induciranje kavitacije, mehanskega striga in turbulentnih motenj, kar ustvarja lokalizirano visoko{2}}temperaturo in visok-tlačno mikrookolje v tekočem mediju. To doseže prečiščevanje materiala, disperzijo, emulgiranje in motnje celic, kar ima glavne prednosti visoke učinkovitosti, nežnosti in nadzora.

Osnovni scenariji uporabe

I. Ekstrakcija in ločevanje aktivnih sestavin

Pri proizvodnji zeliščnih in biofarmacevtskih zdravil tehnologija ultrazvočne homogenizacije bistveno optimizira učinkovitost ekstrakcije učinkovin. Ultrazvok se ukvarja s težavami zamudne -porabe in velike izgube komponent, povezanih s tradicionalnimi metodami prekuhavanja in obarjanja z alkoholom, zato lahko s kavitacijo hitro poruši celične stene rastlin ali celične membrane mikrobov, pospešuje prodiranje topil in sproščanje komponent. Čas ekstrakcije se skrajša na manj-tretjino tradicionalnih postopkov, izkoristek učinkovin pa se poveča za več kot 30 %. Ne glede na to, ali gre za ekstrakcijo polisaharidov iz spor Ganoderme lucidum ali za ločevanje rekombinantnih proteinov iz E. coli, ta tehnologija ohranja aktivnost komponent v nežnih pogojih, s čimer se izogne ​​kontaminaciji zaradi dodanih kemičnih reagentov in postavi temelje za nadaljnje postopke čiščenja.

II. Priprava novih formulacij zdravil

Pri razvoju novih formulacij, kot so nano-formulacije, liposomi in pršila za nos, je ultrazvočna homogenizacija osrednje orodje za doseganje natančne formulacije. Z razbijanjem aglomeratov delcev z močno strižno silo je mogoče pripraviti enakomerno velikost delcev in visoko stabilne nano-disperzijske sisteme, ki znatno izboljšajo hitrost raztapljanja in biološko uporabnost slabo topnih zdravil. Na primer, pri izdelavi formulacij pršila za nos za preprečevanje COVID-19 lahko ultrazvočna tehnologija emulgiranja konstruira mikro- in nano razpršene faze, poveča sposobnost adsorpcije zdravil in čas zadrževanja na sluznicah ter izboljša protibakterijske učinke; v formulacijah zdravil proti raku lahko nadzira velikost delcev zdravila pod mikrometrsko raven, pomaga zdravilom prodreti v tumorsko tkivo in izboljša natančnost zdravljenja.

III. Ključni vidiki proizvodnje cepiv

Ultrazvočna homogenizacija igra ključno vlogo v celotnem procesu priprave cepiva. V fazi ekstrakcije antigena nežno razgradi virusne ali bakterijske celice, pri čemer učinkovito sprošča znotrajcelične snovi, kot so beljakovine in antigeni, hkrati pa poveča aktivnost antigena. V fazi formulacije doseže enakomerno disperzijo adjuvansov in antigenov-na osnovi aluminija, kar preprečuje združevanje, ki bi lahko vplivalo na učinkovitost imunizacije. Hkrati se lahko uporablja za inaktivacijo patogenov, emulgiranje in razplinjevanje v proizvodnji cepiva, kar zagotavlja enotnost in varnost cepiva ter zagotavlja stabilno podporo za {-velikoserijsko proizvodnjo.

IV. Aseptično sejanje in odstranjevanje nečistoč

V postopku sejanja farmacevtskega mikroniziranega prahu tehnologija ultrazvočne homogenizacije učinkovito rešuje problem zamašitve mreže. Z uporabo visokofrekvenčnega-ultrazvočnega pretvornika, ki resonira z mrežico zaslona in tvori polje stoječega valovanja, je mikroniziran prah podvržen skakajočemu gibanju. Za enostavno oprijemljive materiale, kot sta vitamin C in kofein, je mogoče ohraniti stabilnost pretoka sejanja nad 98 % s 75-odstotnim zmanjšanjem ostankov. V primerjavi s tradicionalnim sejanjem s pretokom zraka zmanjša porabo energije za 65 %, primerno je za scenarije finega sejanja 325 mesh in več ter lahko strogo zagotovi čistost in konsistenco serije formulacije ter izpolnjuje zahteve nadzora kakovosti v farmacevtski industriji.