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在生物醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域,高效制備粒徑均一、穩(wěn)定性強的脂質(zhì)體及納米藥物一直是行業(yè)痛點。傳統(tǒng)制備方法因粒徑分布廣、批間差異大等問題,難以滿足產(chǎn)業(yè)化需求。上海凈信推出的GSL系列高壓均質(zhì)機,通過其超高壓設(shè)計與精準控溫系統(tǒng),為這一難題提供了創(chuàng)新性的解決方案,成為突破行業(yè)瓶頸的關(guān)鍵力量。
上海凈信GSL系列高壓均質(zhì)機,通過其2000bar的超高壓能力和智能化溫控系統(tǒng),實現(xiàn)了脂質(zhì)體與納米藥物的高效、穩(wěn)定制備,為生物制藥研發(fā)與生產(chǎn)提供了強有力的工具。
01 技術(shù)原理:三重效應協(xié)同實現(xiàn)納米級分散
高壓均質(zhì)機的工作原理基于剪切效應、空穴效應和碰撞效應的協(xié)同作用。物料通過高壓泵加壓后,以較高的速度通過均質(zhì)閥的狹窄縫隙,在這個過程中:高壓泵頭組件將物料經(jīng)過單向閥吸入泵腔,流體物料在柱塞的作用力下,在泵腔和均質(zhì)閥座之間形成較高的壓力。當高壓物料通過均質(zhì)閥組件時,會產(chǎn)生三種效應:
一是 剪切作用:均質(zhì)閥座與閥芯間的縫隙很小,對物料顆粒產(chǎn)生剪切;
二是 空穴效應:高速擠出的物料瞬間失壓,最終達到使物料均勻分布的目的;
三是 碰撞作用:高速擠出的物料以較高的速度撞擊到碰撞環(huán)上,產(chǎn)生撞擊粉碎。
這三種效應的協(xié)同作用,能夠?qū)⒅|(zhì)體顆粒細化至納米級別(通常可控制在50-200nm),并顯著改善顆粒的均勻性。
02 性能優(yōu)勢:超高壓設(shè)計結(jié)合精準溫控保護
高壓均質(zhì)機采用了陶瓷柱塞驅(qū)動和氧化鋯/鎢鋼均質(zhì)閥組件,能夠承受高達2000bar(200MPa)的設(shè)計壓力,使用壓力可達1800bar。這種超高壓設(shè)計不僅確保了納米級別的分散效果,還使設(shè)備能夠處理粘度≤2000cp的高粘度物料。
均質(zhì)設(shè)備內(nèi)置的冷卻循環(huán)系統(tǒng)直接冷卻均質(zhì)頭,避免了樣品在高溫下的停留,有效保護了藥物活性成分的穩(wěn)定性。對于熱敏感型藥物(如蛋白類制劑、核酸藥物),這一特性尤為重要。
03 應用成果:提升藥物質(zhì)量與治療效果
根據(jù)實驗研究表明,采用高壓均質(zhì)法制備的槲皮素納米脂質(zhì)體,在150Mpa壓力下處理一次,即可獲得粒徑69.3±0.8nm、多分散指數(shù)(PDI)0.282±0.007的優(yōu)秀成果,包封率達到42%。與傳統(tǒng)方法相比,高壓均質(zhì)制備的脂質(zhì)體具有更好的粒徑均一性和穩(wěn)定性。
在體外細胞實驗中,負載槲皮素的脂質(zhì)體對結(jié)腸癌細胞(HCT-116 p53+/+細胞)表現(xiàn)出顯著增強的抑制效果,當劑量大于或等于50μM時,癌細胞代謝活性抑制率明顯高于游離槲皮素。
這證明了高壓均質(zhì)技術(shù)不僅能改善藥物制劑物理性能,還能增強其生物學功效。
04 行業(yè)價值:推動納米藥物產(chǎn)業(yè)化進程
高壓均質(zhì)機的技術(shù)突破,為納米藥物產(chǎn)業(yè)化提供了關(guān)鍵支持。設(shè)備可應用于:
1.脂質(zhì)體制備:包括傳統(tǒng)脂質(zhì)體、固體脂質(zhì)納米粒(SLNPs)以及納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(NLCs)等;
2.納米混懸劑與微膠囊制備:提高難溶性藥物的生物利用度;
3.細胞破碎與胞內(nèi)物質(zhì)提取:針對大腸桿菌、酵母菌等微生物,有效提取胞內(nèi)蛋白質(zhì)、核酸等活性物質(zhì);
4.生物材料分散:如碳納米管、石墨烯、導電漿料的納米級分散。
與傳統(tǒng)制備方法相比,高壓均質(zhì)技術(shù)具有良好的可放大性和批間一致性,能夠更好地滿足cGMP生產(chǎn)要求。
此外,上海凈信GSL系列高壓均質(zhì)機采用觸摸屏控制、壓力傳感器實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)導出功能,為過程控制和數(shù)據(jù)追溯提供了便利。這些特性滿足了制藥行業(yè)對工藝驗證和質(zhì)量源于設(shè)計(QbD)的要求。同時,高壓均質(zhì)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)更精準的粒徑控制和更高的生產(chǎn)效率,為納米藥物研發(fā)與生產(chǎn)提供了強大的技術(shù)支持。
綜上,上海凈信GSL系列高壓均質(zhì)機通過其超高壓能力和精準控溫系統(tǒng),成功解決了脂質(zhì)體與納米藥物制備中的多個技術(shù)瓶頸。這不僅提高了藥物制劑的質(zhì)量與穩(wěn)定性,還為生物制藥行業(yè)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了有力支持。