Nachricht

Jan 06, 2024

Eine umfassende Analyse von Meloxicam-Partikeln, die durch Nanosekunden-Laserablation als Nassmahltechnik hergestellt wurden

Wissenschaftliche Berichte Band 12,

Wissenschaftliche Berichte Band 12, Artikelnummer: 12551 (2022) Diesen Artikel zitieren

951 Zugriffe

Details zu den Metriken

In letzter Zeit ist die Zahl wasserunlöslicher und schwerlöslicher Arzneimittelverbindungen deutlich gestiegen. Daher besteht ein wachsendes Interesse an verschiedenen Techniken zur Partikelgrößenreduzierung, um die Auflösungsraten, Transporteigenschaften und Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln zu verbessern. Die Laserablation hat sich als alternative Methode zur Herstellung nano- und mikrometergroßer Arzneimittelpartikel ohne erhebliche chemische Schäden erwiesen. Wir präsentieren die Nanosekunden-Laserablation von Medikamentenpastillen in destilliertem Wasser, die auf Meloxicam, ein schwer wasserlösliches nichtsteroidales entzündungshemmendes Medikament, bei verschiedenen Laserwellenlängen (248 nm, 532 nm und 1064 nm) abzielt. Neben chemischen Charakterisierungs-, Kristallinitäts-, Morphologie- und Partikelgrößenstudien wurde der Mechanismus des Partikelerzeugungsprozesses untersucht. Die Anwendbarkeit ablatierter Partikel in der Arzneimittelformulierung wurde durch Messungen der Löslichkeit, Zytotoxizität und entzündungshemmenden Wirkung untersucht. Wir haben gezeigt, dass die Laserablation eine saubere, effiziente und chemisch nicht schädliche Methode ist, um die Größe von Meloxicam-Partikeln auf den Größenbereich von Submikrometern bis wenigen Mikrometern zu reduzieren, was für die pulmonale Arzneimittelabgabe optimal ist. Ergänzt durch die ausgezeichnete Löslichkeit (vier- bis neunmal höher) und entzündungshemmenden Eigenschaften (vier- bis fünfmal besser) der Partikel im Vergleich zum ursprünglichen Medikament wird die Laserablation voraussichtlich breitere Anwendungsmöglichkeiten bei der Entwicklung von Medikamentenformulierungen finden.

Die Löslichkeit ist ein zunehmendes Problem für die Pharmaindustrie, da schlecht lösliche Arzneimittel etwa 40 % der vermarkteten und 90 % der in Frage kommenden Wirkstoffe ausmachen1. Diese Tendenz inspirierte die Entwicklung verschiedener Strategien zur Arzneimittelformulierung und -verabreichung2. Eine der einfachsten physikalischen Methoden zur Erhöhung der Löslichkeit und Bioverfügbarkeit ist die Partikelgrößenreduzierung3,4, deren Techniken klassifiziert werden können5 als a) konventionell: Mahlen6,7, Sprühtrocknung8, Hochdruckhomogenisierung7 oder b) unkonventionell: flüssiges Antioxidans -Lösungsmittelkristallisation9, Sprühgefriertrocknung10, auf überkritischen Flüssigkeiten basierende Mikronisierungsprozesse11 und gepulste Laserablation12,13,14,15.

Die gepulste Laserablation ist eine flexible Materialbearbeitungstechnik, die im Vakuum, in Gas oder in Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Zielmaterialien eingesetzt werden kann. Es wird häufig zur Synthese verschiedener Nanomaterialien eingesetzt16,17,18,19. Da es sich bei der Laserablation um eine chemiefreie Technik handelt, die über ein breites Spektrum an Parametern präzise gesteuert werden kann, ist sie auch für die Biowissenschaften attraktiv geworden. Es wurde gezeigt, dass Arzneimittelpartikel durch Laserablation zerkleinert werden können, wodurch die Größe der ursprünglichen (synthetisierten) Partikel auf den Größenbereich von Nanometern bis Mikrometern reduziert wird12,13,14,15.

Die vorliegende Arbeit ergänzt unsere vorherige Untersuchung der Herstellung von Meloxicam-Suspensionen mittels gepulster Laserablation in Flüssigkeit (PLAL)12. Es wurden drei verschiedene Laserwellenlängen verwendet und neben der Struktur und Zusammensetzung der abgetragenen Partikel auch deren Löslichkeit, Zytotoxizität und entzündungshemmende Aktivität untersucht und mit dem Originalarzneimittel verglichen. Um den zugrunde liegenden Prozess zu verstehen, haben wir die Ablation der Medikamentenpastillen durch schnelle Fotografie verfolgt.

Meloxicam (Mx.) (4-Hydroxy-2-methyl-N-(5-methyl-2-thiazolyl)2H-benzothiazin-3-carboxamid-1,1-dioxid) wurde von EGIS Ltd. (Budapest) bezogen , Ungarn) in 100 % kristalliner Pulverform mit einer pharmazeutischen Qualität über 99 % und einer mittleren Partikelgröße von d(0,5) = 27,52 µm.

Reine Meloxicam-Targets wurden durch Komprimieren von 300 mg Meloxicam-Pulver zu Pastillen mit einem Durchmesser von 9 mm unter Verwendung einer Presskraft von 15 kN in einer KORSCH EK-0-Tablettenpresse (KORSCH AG – Berlin, Deutschland) hergestellt.

Ein KrF-Excimerlaser (LLG Twinamp, λ = 248 nm, FWHM = 18 ns, f = 10 Hz) und ein frequenzverdoppelter gütegeschalteter Nd:YAG-Laser (Quantel, λ = 532 nm/1064 nm, FWHM = 6 ns, f = 10 Hz) lieferte Nanosekundenpulse bei drei Wellenlängen vom ultravioletten über den sichtbaren bis zum infraroten Bereich.

Der Aufbau war für alle drei Wellenlängen derselbe (Abb. 1): Der Laserstrahl wurde durch eine Quarzglaslinse geleitet und direkt unter der Oberfläche des Ziels fokussiert, das in einem rotierenden Glasbecher mit 10 ml destilliertem Wasser platziert war. Die Zieloberfläche lag ca. 5 mm unter dem Wasserspiegel. Die Punktgröße betrug ∼0,6 mm2 und die Pulsenergie betrug ∼60 mJ bei λ = 532 nm/1064 nm bzw. ∼0,3 mm2 und ∼30 mJ bei λ = 248 nm. Die Ablationsfluenz betrug in allen Fällen 9,4 J/cm2 und abhängig von der für eine bestimmte Messung erforderlichen Menge an abgetragenen Partikeln wurden etwa 36.000 oder 72.000 Laserimpulse verwendet. Nach der Ablation wurde die resultierende Suspension durch ein Sieb (Porengröße 300 µm) filtriert, um Flockenstücke der Pastillen zu entfernen, damit sie die Analyse der laserablatierten Partikel nicht verfälschen würden.

Versuchsaufbau zur gepulsten Laserablation in Flüssigkeit (PLAL).

Der Wassergehalt der Suspension wurde bei 50 °C in einem Laborofen (CARBOLITE 2416, Thermal Engineering Services Ltd., Worcester, England) innerhalb von 12 Stunden verdampft und das verbleibende Pulver zur FTIR-Probenvorbereitung verwendet. Einige mg der getrockneten Partikel wurden mit 150 mg KBr vermischt und diese Mischung in einem Achatemörser gemahlen und für die FTIR-Analyse mit 10 kN zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 13 mm gepresst.

FTIR-Spektren wurden mit einem AVATAR 330 FTIR-Spektrometer (Thermo Nicolet, LabX Midland, ON, Kanada) zwischen 4000 und 400 cm−1, mit 4 cm−1 Auflösung und durchschnittlich 128 Scans/Messung unter Verwendung der Basislinienkorrektur aufgezeichnet.

Für Raman-Spektroskopie-Untersuchungen wurde eine kleine Menge des gleichen getrockneten Pulvers wie für die FTIR-Messungen verwendet. Das Thermo Scientific™ DXR™ Raman-Mikroskop (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA) wurde bei einer Laserwellenlänge von λ = 780 nm zur Anregung mit einer Laserleistung von 2 mW und einer Punktgröße von etwa 3,1 µm betrieben. Raman-Spektren wurden im Wellenzahlbereich von 2500 und 500 cm−1 mit einem 400 Linien/mm-Gitter aufgenommen. Die Auflösung betrug 4,7–8,7 cm−1. Alle Spektren wurden 20 Mal mit einer Integrationszeit von 2 s aufgenommen.

Zur Trennung und Identifizierung der Ablationsprodukte wurde HPLC-MS verwendet. Nach der Ablation wurde die resultierende Suspension durch Eindampfen in einem Laborofen bei 50 °C auf 1–2 ml konzentriert. Anschließend wurden die Feststoffpartikel durch Zugabe von 5 ml Acetonitril aufgelöst. Vor der HPLC-MS-Analyse wurde jede Probe durch einen Spritzenfilter filtriert (mittlerer Porendurchmesser: 0,22 µm).

Das Agilent 1100 HPLC-System war mit einem Diodenarray-Detektor (DAD) und einem Agilent LC/MSD/VL-Massenspektrometer (MS) (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA) ausgestattet. Die Trennung wurde unter Verwendung einer auf 35 °C thermostatisierten Kinetex 2,6u XB-C18 100A (Phenomenex)-Säule durchgeführt. Der Eluent bestand aus 40 v/v % Methanol und 60 v/v % Wasser mit Ameisensäure (0,1 v/v %) (Flussrate 0,80 ml min-1). Die Detektionswellenlängen betrugen 210 nm und 350 nm. Die MS-Messungen wurden unter Verwendung von Elektrospray-Ionisation (ESI) im positiven Ionenmodus durchgeführt, es wurden 300 °C Stickstoff-Trocknungsgas, 3500 V Kapillarspannung und 50 V Fragmentorspannung angelegt. Die Meloxicam-Konzentration der Suspensionen wurde mittels HPLC-MS unter Verwendung der Kalibrierungskurve bestimmt. Die Kalibrierungskurve erster Ordnung (R2 = 0,991) wurde mit reinen Meloxicam-Lösungen im Bereich von 50–500 mg/dm3 ermittelt.

Für Kristallinitätsstudien verwendeten wir das aus der Suspension erhaltene Pulver, nachdem es 12 Stunden lang bei 50 °C getrocknet wurde. Wir verwendeten ein BRUKER D8 Advance Röntgenpulverdiffraktometer (Bruker AXS GmbH, Karlsruhe, Deutschland) mit Cu K λI-Strahlung (λ = 1,5406 Å) und einen VÅNTEC-1-Detektor und scannten die Proben bei 40 kV und 40 mA mit a 2θ Winkelbereich von 3° bis 40°, bei einer Scangeschwindigkeit von 0,1 s/Schritt und einer Schrittweite von 0,0074°.

Morphologie und Partikelgröße wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie (REM) untersucht. Nach der Ablation wurde ein Tropfen der gerührten Suspension auf eine Silikonplatte gegeben. Vor der Bildgebung wurde das Tröpfchen getrocknet und dann mit einem Sputter-Coater (Bio-Rad SC 502, VG ​​Microtech, Uckfield, UK) mit Gold beschichtet. Die SEM-Untersuchungen wurden mit einem Hitachi S-4700 SEM-System (Hitachi S4700, Hitachi Scientific Ltd., Tokio, Japan) durchgeführt.

Um den Partikelerzeugungsprozess zu beschreiben, haben wir ein Pump-Probe-System gebaut, das für schnelle Fotografie geeignet ist (Abb. 2).

Pump-Probe-Aufbau für schnelle Fotografie mit direkter Sondenbeleuchtung (blaue gepunktete Linie) oder erweitert mit einem Michelson-Interferometer für Doppelbelichtung mit zwei Sondenimpulsen.

Die REM-Bilder ließen darauf schließen, dass der Partikelherstellungsprozess unabhängig von der Ablationswellenlänge war. Für die Untersuchungen wurde ein Nd:YAG-Laser (Quantel, λ = 532 nm/1064 nm, FWHM = 6 ns) als Pumpquelle (ablatierende Quelle) gewählt. Bei λ = 532 nm betrug die Spotgröße ∼0,2–0,3 mm2 und die Pulsenergien ∼6–8 mJ bzw. ∼12–16 mJ, was zu Fluenzen von F = 3 J/cm2 bzw. F = 6 J/cm2 führte . Bei λ = 1064 nm betrug die Spotgröße ∼0,07–0,09 mm2 und die Pulsenergie ∼15 mJ, was zu einer Fluenz von F = 18 J/cm2 führte. (Die Spotgröße wurde im Vergleich zu den Probenerzeugungsexperimenten reduziert, um in das Sichtfeld zu passen.) Als Sondenstrahl wurde ein Stickstofflaser-induzierter Rhodamin-6G-Farbstofflaser verwendet (λ = 590 nm, FWHM = 1 ns). Der Sondenlaserstrahl wurde über eine optische Faser zum Ablationsaufbau transportiert und entweder direkt zum Ziel oder über ein Michelson-Interferometer weitergeleitet, das zwei aufeinanderfolgende Sondenimpulse mit einem Zeitabstand von 8 ns lieferte. Die direkte Beleuchtung wurde verwendet, um die zeitliche Entwicklung der Partikelerzeugung zu untersuchen, während der Zweck der Verwendung von zwei Sondenpulsen darin bestand, den anfänglichen, vorübergehenden Teil des Ablationsprozesses zu untersuchen. Die Zeitverzögerung zwischen der Pumpe und dem ersten Sondenimpuls wurde mithilfe einer Fotodiode überwacht. Die Pumpimpulse treffen das Ziel von oben, während die Sondenimpulse für eine Beleuchtung von der Seite (tangential zur beleuchteten Oberfläche) sorgen und ein Schattenbild des Ablationsprozesses auf eine CCD-Kamera (The Imaging Source-DMK 23G445, 30 fps, N = 3 ×). Das Licht des erzeugten Plasmas wurde durch einen optischen Bandpassfilter herausgefiltert, der vor der Kamera platziert war. Die getrennte Auslösung der Pump- und Sondenlaser sowie der CCD-Kamera mit Verzögerungen im Nanosekunden- bis Millisekundenbereich wurde durch einen digitalen Verzögerungsgenerator (DDG) (Stanford Research Systems-DG645) gesteuert.

Löslichkeitsmessungen wurden bei Raumtemperatur (22 °C) über einen Zeitraum von 24 Stunden in 10 ml Phosphatpufferlösung (pH = 7,4) mit einer AvaSpec-2048L-Sonde und einem AvaLight DH-S-BAL-Spektrophotometer durchgeführt ( Avantes, Apeldoorn, Niederlande). Jede Probenlösung wurde filtriert (mittlerer Filterporendurchmesser: 0,45 µm) und nach der erforderlichen Verdünnung wurde die Absorption bei λ = 362 nm gemessen und die Meloxicam-Konzentration berechnet.

Nachdem die Suspensionen getrocknet waren (50 °C, 12 h), wurde 1 mg des festen Rückstands in 1 ml minimalem essentiellen Medium Eagle mit Earle-Salzen (Sigma, St. Louis, MO, USA), ergänzt mit 10 % Vol., resuspendiert /Vol. fötales Kälberserum, 0,5 % Gew./Vol. Glucose, 0,3 mg L-Glutamin ml-1, 4 mM HEPES und 25 µg Gentamycin ml-1.

Um die Lebensfähigkeit der Zellen zu charakterisieren, wurde die mitochondriale Aktivität mithilfe eines MTT-Assays (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromid) gemessen. Während dieser Experimente wurden A549 (adenokarzinomische humane alveoläre Basalepithelzellen) (ATCC) verwendet und in einer Dichte von 4∙104 Zellen/Vertiefung ausgesät. Die Zellen wurden mit einer Probe behandelt, die Partikel enthielt, die durch Laserablation von Meloxicam-Pastillen bei Wellenlängen von 248, 532 oder 1064 nm erzeugt wurden. Es wurde eine zweifache Reihenverdünnung der Verbindungen mit einer maximalen Verbindungskonzentration von 1 mg/ml hergestellt und die Zytotoxizität wurde mit einer Inkubationszeit von 24 Stunden bei 37 °C bestimmt. Im nächsten Schritt wurden jeder Vertiefung 20 μl Thiazolylblautetrazoliumbromid (MTT; Sigma, St. Louis, Missouri, USA) zugesetzt. Nach einer weiteren 4-stündigen Inkubation bei 37 °C wurde eine Natriumdodecylsulfatlösung (Sigma, St. Louis, Missouri, USA) (10 % in 0,01 M HCl) zugegeben und über Nacht inkubiert. Schließlich wurde die Zytotoxizität durch Messungen der optischen Dichte (OD) bei 550 nm (Referenz: 630 nm) unter Verwendung eines EZ READ 400 ELISA-Lesegeräts (Biochrom, Cambridge, Vereinigtes Königreich) bestimmt. Bei jeder Konzentration wurde der Test viermal wiederholt. Die Lebensfähigkeit der Zellen wurde anhand der folgenden Formel geschlossen: \({1}00 - \left( {\left( {{\text{OD}}_{{{\text{Probe}}}} - {\text{OD }}_{{{\text{medium}}\;{\text{ control}}}} } \right) / \left( {{\text{OD}}_{{{\text{cell }}\ ;{\text{Kontrolle}}}} - {\text{OD}}_{{{\text{Medium}}\;{\text{ Kontrolle}}}} } \right)} \right) \times { 1}00\) .

Um die entzündungshemmende Wirkung zu beobachten, wurden A549-Zellen in 6-Well-Platten mit einer Dichte von 1∙106 Zellen/Well ausgesät und mit einer Mischung aus 5 µg/ml Lipopolysaccharid (LPS; ThermoFisher Scientific Waltham, MA, USA) behandelt die Lösungen der abgetragenen Partikel oder behandelt mit 5 µg/ml LPS (Positivkontrolle) oder unbehandelt gelassen. Als Partikelkonzentration in den Lösungen wurde die maximale ungiftige Konzentration gewählt, die mit den im vorherigen Abschnitt beschriebenen Zytotoxizitätsmessungen bestimmt wurde. Die ungiftigen Konzentrationen wurden mit 0,125 mg/ml, 0,016 mg/ml und 0,125 mg/ml für Partikel gemessen, die durch Ablation bei 248 nm, 532 nm bzw. 1064 nm erzeugt wurden.

Die RNA wurde nach 24-stündiger Behandlung mit TRI-Reagenz (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) gemäß den Anweisungen des Herstellers extrahiert. Danach wurden 2 µg RNA unter Verwendung von Maxima Reverse Transcriptase gemäß dem Protokoll des Herstellers unter Verwendung von Random Hexamer-Primern (Thermo Fisher Scientific, Waltham, Massachusetts, USA) revers transkribiert.

Für die qPCR wurde ein Bio-Rad CFX96-Echtzeitsystem mit dem 5 × HOT FIREPol® EvaGreen® qPCR Supermix (Solis BioDyne, Tartu, Estland) und den aufgeführten humanspezifischen Primerpaaren verwendet: IL-6: 5'-CAGCTATGAACTCCTTCTCCAC- 3' und 5'-GCGGCTACATCTTTGGAATCT -3'; Actb: 5'-TTCTACAATGAGCTGCGTGTGGCT-3' und 5'-TAGCACAGCCTGGATAGCAACGTA -3' Primer wurden mit der Primer Quest Tool-Software entworfen und von Integrated DNA Technologies Inc. (Montreal, Quebec, Kanada) synthetisiert. Um die Amplifikationsspezifität zu überprüfen, wurde eine Schmelzkurvenanalyse durchgeführt. Für IL-6 und Actb wurden Schwellenzyklen (Ct) bestimmt und die relative Genexpression mit der 2-(ΔΔCt)-Methode berechnet. Eine einfaktorielle Varianzanalyse mit wiederholten Messungen (ANOVA RM) und geplante Vergleiche wurden angewendet, um statistische Unterschiede in den log2(ΔΔCt)-Werten zwischen behandelten und Kontrollproben, wie zuvor beschrieben, mit einem Signifikanzniveau von P < 0,0520 zu vergleichen.

Nach 24-stündiger Behandlung wurde der Überstand der Zellen gesammelt und die IL-6-Konzentration unter Verwendung der Standard-Sandwich-ELISA-Kits für menschliches IL-6 Legend Max™ (BioLegend, San Diego, Kalifornien, USA) gemäß den Anweisungen des Herstellers bestimmt. Der Überstand der mit LPS behandelten Zellen wurde 10 × verdünnt. Das Kit hatte einen dynamischen Bereich zwischen 7,8 und 500 pg/ml. Zur Analyse der Platten wurde ein Mikroplattenlesegerät Biochrom Anthos 2010 (Biochrom, Cambridge, Vereinigtes Königreich) verwendet. Die Proben wurden doppelt untersucht.

FTIR-, Raman- und HPLC-MS-Studien wurden durchgeführt, um die chemische Zusammensetzung der durch Laserablation erzeugten Partikel zu bestimmen.

Durch den Vergleich der Fingerabdruckbereiche (1800–400 cm−1) stellten wir fest, dass die FTIR-Spektren der abgetragenen Partikel für alle Ablationslaserwellenlängen mit dem Referenz-Meloxicam-Spektrum (Mx. Ref.) identisch waren (Abb. 3): die Charakteristik Peaks traten bei den erwarteten Wellenzahlen auf und die Peakintensitätsverhältnisse waren gleich.

Fingerabdruckbereich der FTIR-Spektren der durch PLAL hergestellten Partikel bei verschiedenen Wellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm) und des Meloxicams (Mx. Ref.). Alle Spektren wurden auf den Peak bei ~ 1550 cm−1 normiert.

In ähnlicher Weise stimmten die Raman-Spektren der durch PLAL erzeugten Partikel für alle verwendeten Wellenlängen mit dem Spektrum des ursprünglichen Meloxicam-Pulvers (Mx. Ref.) überein (Abb. 4). Somit stimmten die Raman-Ergebnisse mit den FTIR-Ergebnissen überein.

Raman-Spektren der durch PLAL hergestellten Partikel bei verschiedenen Wellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm) und des Meloxicams (Mx. Ref.). Alle Spektren wurden auf den Peak bei ~ 1530 cm−1 normiert.

Wir haben das abgetragene Material auch mittels HPLC-MS analysiert, um die Produkte und ihre relativen Mengen zu identifizieren.

Bei allen Wellenlängen handelte es sich bei dem durch die Ablation erzeugten Material größtenteils um Meloxicam. In den Massenspektren fanden wir neben Meloxicam (C14H13N3O4S2, Abb. 5a) das Produkt C4H6N2S (Abb. 5b), das als Meloxicam-Verunreinigung B21,22,23 bekannt ist. Die Meloxicam-Verunreinigung B ist ein Abschnitt des Meloxicam-Moleküls und wird als pharmazeutischer Primärstandard eingestuft24,25. Für alle drei Ablationswellenlängen beträgt die Peakfläche von Mx. Die Verunreinigung B machte weniger als 5 % der Meloxicam-Peakfläche aus (Abb. 5c). Darüber hinaus waren mindestens drei vermutlich aromatische Produkte mit relativ kleinen Peakflächen vorhanden.

Die chemische Struktur und Ionenmasse von (a) Meloxicam und (b) Meloxicam-Verunreinigung B. (c) Die relativen Peakflächen der Meloxicam-Verunreinigung B im Vergleich zu Meloxicam [(AreaImpurity/AreaMeloxicam) × 100 %] und (d) die Meloxicam-Konzentrationen (bestimmt durch HPLC-MS-Methode) bei den untersuchten Wellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm).

Nach dem Auflösen aller Partikel in den Suspensionen, die durch ~ 36.000 Laserpulse bei jeder Wellenlänge erhalten wurden, wurde die Meloxicam-Konzentration mit 203,56 ± 27,30, 246,32 ± 58,57 und 242,92 ± 4,90 mg/dm3 für die Laserwellenlängen 248 nm, 532 nm und 1064 nm gemessen , bzw. (Abb. 5d). Diese Konzentrationen zeigen, dass die Ausbeute an Meloxicam bei allen verwendeten Wellenlängen in der gleichen Größenordnung liegt.

Wir haben die Kristallinität der erzeugten Partikel mittels Röntgenbeugungsspektroskopie analysiert (Abb. 6). Das XRPD-Muster unserer Proben stimmte mit den Spektren des ursprünglichen Meloxicam-Pulvers (Mx. Ref.) überein, was darauf hinweist, dass die Ablation die Kristallstruktur nicht veränderte. Dies bewies, dass die durch Laserablation erzeugten Partikel ungefähr den gleichen Kristallinitätsindex hatten wie das vermarktete Meloxicam-Pulver.

XRPD-Spektren der durch PLAL hergestellten Partikel bei verschiedenen Wellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm) und des Meloxicams (Mx. Ref.). Die Spektren wurden auf den Peak bei 25,94° normalisiert.

Morphologie und Partikelgröße wurden mittels REM untersucht, und einige typische Bilder sind in Abb. 7 dargestellt. Die durch PLAL erzeugten Partikel ähnelten zerkleinerten Kristallstücken, was darauf hindeutet, dass mechanische Fragmentierung der relevante Effekt der Größenreduzierung sein könnte. Bei der UV-Ablation (λ = 248 nm) bildeten Inseln aus rekristallisiertem Material eine filmartige Struktur auf der Siliziumplatte.

REM-Bilder des kommerziell erhältlichen Meloxicam-Pulvers (Mx. Ref.) und der durch PLAL erzeugten Partikel bei 248 nm, 532 nm und 1064 nm. Vergrößerung: (a)–(d): 500; (e)–(h): 1 k; (i)–(l): 10 k.

Im Vergleich zum kommerziell erhältlichen Meloxicam-Pulver wurde bei allen untersuchten Wellenlängen eine deutliche Größenreduktion erreicht. Die Größe der abgetragenen Partikel lag zwischen einigen hundert Nanometern und einigen Mikrometern. Eine quantitative Analyse wurde mit der Software QuPath-0.3.1 durchgeführt. Die Auswertung war eine Herausforderung, da sich die Partikel beim Trocknen der Tröpfchen zu Häufchen zusammenballten und überlappten. Daher wurden die Partikelgrenzen einzeln in den REM-Bildern bestimmt. Für jede Probe wurde eine Bildfläche von etwa 10 mm2 analysiert. Als Näherungswert wurden nach der Bestimmung der von jedem Partikel bedeckten Fläche Kreise gleicher Fläche den in den Bildern umrissenen Partikeln zugeordnet und der Durchmesser jedes Kreises als charakteristischer Parameter der Partikelgröße bei der Erstellung des Größenverteilungsdiagramms verwendet ( Abb. 8).

Größenverteilung der durch Laserablation erzeugten Partikel bei den Wellenlängen 248 nm, 532 nm und 1064 nm. (Beachten Sie die unterschiedlichen Maßstäbe auf der y-Achse).

Wie zuvor vorgeschlagen12, kann die Herstellung von Meloxicam-Partikeln durch gepulste Laserablation in Flüssigkeit durch die folgende Schrittfolge beschrieben werden: 1. Die Pulsenergie wird in einem kleinen Volumen der Oberflächenschicht des Targets absorbiert; 2. es kommt zu einem starken und schnellen Temperaturanstieg und das Meloxicam verdampft und zersetzt sich im obersten Volumen, was zu einer explosionsartigen Gasfreisetzung und Plasmaexpansion führt; 3. Es entstehen Rückstoßkräfte, die teilweise geschmolzene und feste Partikel von der verbleibenden Oberfläche abreißen. Wenn sich die Partikel im flüssigen Medium ansammeln, besteht die Möglichkeit einer „sekundären“ Fragmentierung, wenn die bereits dispergierten Partikel von den Laserpulsen bestrahlt werden. In unserem Fall könnte dieser Effekt aufgrund der geringen Partikelkonzentration nicht signifikant sein und außerdem erreicht die Fluenz die Ablationsschwelle nur in der Nähe des Fokus.

Der Zeitraum zwischen 50 ns und 2 ms nach dem Auftreffen des Laserpulses wurde mit Pumppulsen von λ = 532 nm und direkter Sondenbeleuchtung untersucht. Um das Leuchten des Plasmas zu minimieren, haben wir versucht, eine möglichst geringe Fluenz zu finden, bei der bereits die Bildung von Partikeln beobachtet werden kann.

Zu Demonstrationszwecken war bei 3 J/cm2 nur die durch das expandierende Plasma induzierte Wellenfront sichtbar und es kam zu keinem Materialauswurf (Abb. 9).

Schnelle Fotografiebilder der gepulsten Laserablation (λ = 532 nm, F = 3 J/cm2) von Meloxicam in destilliertem Wasser.

Nachdem wir die Bilder mit ImageJ ausgewertet hatten, zeichneten wir den Abstand der Wellenfront von der Oberfläche über die Zeit auf (Abb. 10) und passten die Datenpunkte mit einer linearen Funktion an. Für die Steigung erhielten wir v = 1490,0 ± 9,5 m/s, was nur geringfügig über der Geschwindigkeit der Schallausbreitung im Wasser liegt: vw = 1480 m/s (T = 20 °C), was darauf hindeutet, dass die beobachteten Wellen eher akustischer Natur waren als Stoßwellen. Das bedeutet, dass, selbst wenn es anfängliche Stoßwellen gab, die durch das expandierende Plasma ausgelöst wurden, diese schnell nachließen.

Abstand der Wellenfront von der Pastillenoberfläche als Funktion der Zeit. Die Datenpunkte stammen aus den schnellen Fotografiemessungen (λ = 532 nm, F = 3 J/cm2).

Wir haben versucht, die Lebensdauer der Stoßwelle zu verlängern, indem wir die Fluenz auf 6 J/cm2 erhöht haben, aber es wurde immer noch keine Stoßwelle festgestellt. Andererseits erlebten wir einen intensiven Materialauswurf.

Wir können drei Hauptstadien im Prozess der gepulsten Laserablation in Wasser unterscheiden, die in den schnellen Fotografiebildern deutlich zu erkennen sind (Abb. 11). In den ersten paar hundert Nanosekunden breitet sich eine Wellenfront im Medium aus (Abb. 11a-c). Die Hauptfront ist die Summe zahlreicher kleiner Wellen, die von verschiedenen punktförmigen Quellen auf der Zieloberfläche ausgehen. Auch die Interferenz dieser Wellen und ihre Streuung an einigen ausgeschleuderten Teilchen ist zu erkennen. Darüber hinaus könnten auch Änderungen im Reflexionsindex des Mediums aufgrund eines Temperaturanstiegs zu den Rändern hinter der Hauptwellenfront beitragen.

Schnelle Fotografiebilder von PLAL (λ = 532 nm, F = 6 J/cm2) von Meloxicam in destilliertem Wasser. (a)–(c) Entstehung und Ausbreitung der Wellenfront; (d)–(g) Rückpralldynamik der Kavitationsblase mit zunehmendem Partikelausstoß; (h) Zerfall der Kavitationsblase und Partikelfreisetzung/-dispersion im Wasser.

Die zweite Phase dauert einige Mikrosekunden bis einige hundert Mikrosekunden und beinhaltet die Bildung und Größenänderung der Kavitationsblase (Abb. 11d–g). Dieses wiederholte Zurückprallen der Kavitationsblase wurde zuvor im Rahmen der Blasendynamik für die Bildung von Metall- (Kupfer-)Nanopartikeln durch Laserablation in Flüssigkeit beschrieben26. Die erzeugten Partikel befinden sich hauptsächlich in der Kavitationsblase, aber wenn die Blase pulsiert, werden immer mehr Partikel ausgestoßen. Es entstehen kleine Gasblasen, die allein oder manchmal mit anhaftenden Partikeln an die Flüssigkeitsoberfläche aufsteigen. Im Gegensatz zu einer früheren Veröffentlichung27 ist das Vorhandensein anhaltender Gasblasen in unserem Aufbau nicht typisch, möglicherweise aufgrund der geringeren angewandten Ablationsfrequenz.

In der dritten Stufe schließlich zerfällt die Kavitationsblase nach einigen Millisekunden in kleinere Blasen, die an die Wasseroberfläche steigen und alle in der Kavitationsblase eingeschlossenen Partikel werden im Wasser verteilt (Abb. 11h). Ein ähnlicher Mechanismus wurde für verschiedene Ziele und Flüssigkeiten vorgestellt28,29,30.

Wir haben das Setup und die Einstellungen optimiert, um erste Stoßwellen erkennen zu können. Von der optischen Faser wurde der Sondenimpuls zum Michelson-Interferometer geleitet, das zwei Sondenimpulse mit festem Zeitabstand lieferte. Diese Anordnung ermöglichte es uns, die Ausbreitungsgeschwindigkeit genauer abzuschätzen. Um eine Überlappung der Pump- und Probe-Laserpulse zu vermeiden und das störende Streulicht zu minimieren, wurde als Pumpe der Laserstrahl λ = 1064 nm eingesetzt. Wir haben die Fluenz erhöht, bis die Stoßwellen auftraten. Durch die Ablation wurde die Oberfläche schnell beschädigt, sodass wir das Ziel zwischen aufeinanderfolgenden Abtragungsschüssen bewegen mussten, um eine frische Oberfläche bereitzustellen. Darüber hinaus trugen der Jitter des Timings, die Porosität des Ziels und die leichte Varianz der Laserpulsenergie zu einem gewissen Grad an Unsicherheit bei der quantitativen Analyse bei.

Abbildung 12 zeigt Bilder, die mit diesem optimierten Aufbau aufgenommen wurden und die Anfangsphasen der Stoßwellenbildung und das Auftreten der Kavitationsblase erfassen. Aufgrund des spezifischen Abbildungsschemas sieht es im Laufe der Zeit so aus, als würden sich zwei Wellenfronten mit abnehmendem räumlichen Abstand ausbreiten. Die Kavitationsblase entsteht und wächst.

Schnelle Fotografiebilder der gepulsten Laserablation (λ = 1064 nm, F = 18 J/cm2) von Meloxicam in destilliertem Wasser. (a)–(f) Bildung und Ausbreitung der Wellenfront, doppelt belichtet zu zwei Zeitpunkten mit t = 8 ns Zeitabstand; (c)–(f) Erzeugung und Größenänderungen der Kavitationsblase.

Mit ImageJ wurde der räumliche Abstand/Abstand (x) der Wellenfronten auf jedem Bild gemessen. Das Michelson-Interferometer führte einen Zeitabstand von = 8 ns zwischen den beiden Sondenimpulsen ein. Zu einem bestimmten Zeitpunkt nach dem Auftreffen des Pumpimpulses konnten wir durch Division der aktuellen Entfernung durch den festen Zeitabstand die durchschnittliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellenfront zwischen den beiden mit den Sondenimpulsen aufgezeichneten Zeitpunkten berechnen (Abb. 13). Die Datenpunkte zeigen, dass die durchschnittliche Ausbreitungsgeschwindigkeit über die Schallgeschwindigkeit in Wasser (vw) hinausgeht und dann im Laufe der Zeit einem abnehmenden Trend folgt und sich allmählich vw = 1480 m/s annähert. Als die Stoßwelle das Sichtfeld verließ, konnten wir nach einer Verzögerung von 200 ns keine Geschwindigkeitsdaten mehr erhalten, wobei die Sättigung bei etwa 1550 m/s zu liegen scheint (Abb. 13). Aufgrund der in Abb. 10 dargestellten Messungen der Wellenfrontausbreitung kann jedoch davon ausgegangen werden, dass die Sättigung letztendlich bei etwa vw = 1480 m/s liegen wird. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die anfängliche Stoßwelle je nach angewandter Fluenz innerhalb weniger zehn oder hundert Nanosekunden zu einer akustischen Welle wird.

Zeitabhängigkeit der Ausbreitungsgeschwindigkeit der durch PLAL (λ = 1064 nm, F = 18 J/cm2) von Meloxicam in destilliertem Wasser erzeugten Wellenfront.

Löslichkeitsstudien zeigten, dass bei allen verwendeten Laserwellenlängen aus den mit der PLAL-Methode hergestellten Partikeln eine größere Menge Meloxicam in Pufferlösung gelöst werden konnte als aus dem ursprünglichen Meloxicam-Pulver (Abb. 14).

Löslichkeitsdaten des kommerziell erhältlichen Meloxicams (Mx. Ref.) und der mit unterschiedlichen Ablationswellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm) hergestellten Proben.

Im Vergleich zur Sättigungskonzentration des Referenz-Meloxicams (0,043 mg/ml) wurde ein neun-, vier- und achtfacher Anstieg der Sättigungskonzentration gemessen, wenn durch PLAL bei 248 nm, 532 nm und 1064 nm erzeugte Meloxicam-Partikel gelöst wurden. Quantitativ ergaben sich Sättigungskonzentrationen von 0,388 ± 0,0605 mg/ml (für λ = 284 nm), 0,163 ± 0,004 mg/ml (für λ = 532 nm) und 0,327 ± 0,026 mg/ml (für λ = 1064 nm).

Als ungiftige Grenze wurde die höchste Konzentration definiert, die noch eine 100-prozentige Zelllebensfähigkeit gewährleistet. Die therapeutische Dosis von Meloxicam in vermarkteten Arzneimitteln beträgt 7,5 oder 15,0 mg per os und 1/10 Teil dieser Dosis wird für die pulmonale Verabreichung empfohlen 31,32, daher wurde eine Konzentration von 1 mg/ml als maximale Konzentration für die Zytotoxizitätsstudien ausgewählt. Das Referenz-Meloxicam zeigte bei Konzentrationen unter 0,125 mg/ml keine Toxizität. Zytotoxizitätsmessungen zeigten, dass die durch PLAL bei λ = 248 nm und 1064 nm erzeugten Proben keine messbare zytotoxische Wirkung unter 0,125 mg/ml hatten, während im Fall von λ = 532 nm die ungiftige Grenze bei etwa 0,016 mg/ml lag (Abb . 15). Die durch PLAL bei λ = 248 nm und 1064 nm hergestellten Proben lagen im gleichen Zytotoxizitätsbereich wie das Referenz-Meloxicam, während die bei λ = 532 nm erzeugte Verbindung am stärksten zytotoxisch war. Diese ermittelten ungiftigen Konzentrationen wurden bei den entzündungshemmenden Messungen verwendet.

Zelllebensfähigkeit bei den untersuchten Ablationswellenlängen (248 nm, 532 nm, 1064 nm).

Um die entzündungshemmende Wirkung zu testen, wurde LPS, ein starkes entzündungsförderndes Mittel, eingesetzt, um die IL-6-Produktion von A549-Zellen zu steigern33. Durch die Messung des IL-6-Gehalts nach der Behandlung mit den aus PLAL hergestellten Arzneimittelproben konnten wir deren entzündungshemmende Wirkung beschreiben und vergleichen. Das zugesetzte LPS erhöhte die relative IL-6-Expression im Vergleich zur unbehandelten Gruppe signifikant. Die relative IL-6-Expression vervierfachte sich bei LPS-behandelten Zellen (4,2 ± 0,2) im Vergleich zu unbehandelten Zellen (1,1 ± 0,2). Durch den Vergleich der relativen Expression von IL-6 in Zellen, die mit LPS + Medikament behandelt wurden, und Zellen, die nur mit LPS behandelt wurden, stellten wir fest, dass durch Zugabe von UV (λ = 248 nm) und IR eine moderate Verringerung (∼25 %) erreicht werden konnte ( λ = 1064 nm) Laserablation produzierte Proben und eine signifikante Reduzierung (∼75 %) durch Hinzufügen der VIS (λ = 532 nm) laserablatierten Probe (Abb. 16a). Quantitativ ergab dies relative IL-6-Ausdrücke von 3,1 ± 1,5 für UV, 0,8 ± 0,4 für VIS und 2,8 ± 1,1 für IR.

(a) Relative Expression und (b) Konzentration von IL-6 im Fall von unbehandelten A549-Zellen (unbehandelt), LPS-behandelten A549-Zellen (LPS), mit LPS behandelten A549-Zellen und Meloxicam-Suspension, erzeugt durch Laserablation bei jeweiligen Wellenlängen (LPS). + 248 nm, LPS + 532 nm und LPS + 1064 nm). Im Falle der IL-6-Konzentration (b) werden auch die Daten der mit LPS und Referenz-Meloxicam-Suspension behandelten A549-Zellen (LPS + Mx. Ref.) dargestellt.

Um festzustellen, ob diese relativen Expressionsniveaus mit den Proteinniveaus korrelieren, wurden ELISA-Messungen durchgeführt, um die IL-6-Konzentrationen in den Überständen zu messen (Abb. 16b). In der unbehandelten Gruppe gab es keinen messbaren IL-6-Spiegel. Im Vergleich zu den unbehandelten Zellen (0,0 ± 0,0 pg/ml) stieg die IL-6-Konzentration durch die LPS-Behandlung signifikant an (auf 49,4 ± 7,3 pg/ml). Bei Zugabe von Referenz-Meloxicam zu den mit LPS behandelten Zellen verringerte sich die IL-6-Konzentration im Vergleich zu den nur mit LPS behandelten Zellen um 20 % (auf 39,9 ± 2,9 pg/ml). Nach der LPS-Behandlung reduzierte die Zugabe von laserablatierten Proben die IL-6-Konzentrationen erheblich: um 89 % (auf 5,6 ± 2,9 pg/ml), 95 % (auf 2,5 ± 0,4 pg/ml) und 78 % (auf 10,7 ±). 0,8 pg/ml) unter Verwendung von UV-, VIS- bzw. IR-Lasern. Basierend auf der Abnahme der IL-6-Zytokinkonzentration zeigten alle von PLAL produzierten Proben eine signifikante entzündungshemmende Wirkung, die viel stärker war als die des Referenz-Meloxicams. Den Messungen zufolge wies die bei λ = 532 nm erzeugte Probe die besten entzündungshemmenden Eigenschaften auf, trotz der niedrigsten erforderlichen Dosis basierend auf den Zytotoxizitätsmessungen.

Die gepulste Laserablation von Meloxicam in destilliertem Wasser hat sich bei allen drei untersuchten Wellenlängen als wirksame und chemiefreie Technik zur Partikelgrößenreduzierung erwiesen.

Die FTIR-, Raman-Spektroskopie- und HPLC-MS-Studien zeigten, dass die chemische Zersetzung während der Ablation vernachlässigbar war. Die Meloxicam-Verunreinigung B war in relativ geringer Menge vorhanden. Die Partikel behielten während des gesamten Prozesses ihre Kristallinität und ihre Morphologie ähnelte der von aufgebrochenen Kristallen. Die anfängliche Größe der Meloxicam-Partikel von etwa 30 µm konnte auf einen Größenbereich zwischen einigen hundert Nanometern und einigen Mikrometern reduziert werden, der für die pulmonale Verabreichung optimal ist. Eine schnelle Fotoanalyse bestätigte, dass die mechanische Zerkleinerung der Hauptprozess ist, der zur Partikelgrößenreduzierung führt. Die pharmazeutische Anwendbarkeit wird durch die signifikante (neun-, vier- und achtfache) Erhöhung der Löslichkeit der ablatierten Proben bei den jeweiligen Ablationswellenlängen gestützt. Trotz der ähnlichen (∼0,125 mg/ml bei λ = 248 und 1064 nm) oder größeren (∼0,016 mg/ml bei λ = 532 nm) zytotoxischen Wirkung der PLAL-Suspensionen war die entzündungshemmende Wirkung ausgezeichnet (IL-6). Die Konzentration verringerte sich um 89, 95 bzw. 78 % bei λ = 248, 532 bzw. 1064 nm) und übertraf die des Referenz-Meloxicams deutlich.

Aufgrund der erhaltenen Löslichkeit, Zytotoxizität und entzündungshemmenden Eigenschaften gehen wir davon aus, dass der gleiche therapeutische Effekt mit einer deutlich geringeren Medikamentendosis durch die Verwendung von mit der PLAL-Technik zerkleinerten Partikeln erzielt werden kann.

Daher könnten Meloxicam-Partikel, die durch gepulste Laserablation in destilliertem Wasser erzeugt werden, für die per-os- oder pulmonale Verabreichung geeignet sein. Alternativ könnte in Wasser suspendiertes Meloxicam in ein festes Zwischenprodukt zur Herstellung verschiedener Dosierungsformen (Tabletten, Kapseln oder Trockenpulverinhalatoren usw.) umgewandelt werden.

Die während der aktuellen Studie generierten und/oder analysierten Datensätze sind auf begründete Anfrage beim jeweiligen Autor erhältlich.

Nikolakakis, I. & Partheniadis, I. Selbstemulgierende Granulate und Pellets: Zusammensetzung und Bildungsmechanismen für sofortige oder kontrollierte Freisetzung. Pharmazie 9, 50 (2017).

Artikel Google Scholar

Rodriguez-Aller, M., Guillarme, D., Veuthey, JL & Gurny, R. Strategien zur Formulierung und Abgabe schwer wasserlöslicher Arzneimittel. J. Drug Deliv. Wissenschaft. Technol. 30, 342–351 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Williams, HD et al. Strategien zur Bewältigung der geringen Löslichkeit von Arzneimitteln bei der Entdeckung und Entwicklung. Pharmakol. Rev. 65, 315–499 (2013).

Artikel Google Scholar

Khadka, P. et al. Pharmazeutische Partikeltechnologien: Ein Ansatz zur Verbesserung der Löslichkeit, Auflösung und Bioverfügbarkeit von Arzneimitteln. Asiatische J. Pharm. Wissenschaft. 9, 304–316 (2014).

Artikel Google Scholar

Kumar, R., Thakur, AK, Chaudhari, P. & Banerjee, N. Techniken zur Partikelgrößenreduzierung pharmazeutischer Verbindungen zur Verbesserung ihrer Auflösungsrate und Bioverfügbarkeit. J. Pharm. Innovation https://doi.org/10.1007/s12247-020-09530-5 (2021).

Artikel Google Scholar

Bartos, C. et al. Die Auswirkung einer optimierten Nassmahltechnologie auf die Kristallinität, Morphologie und Auflösungseigenschaften von mikro- und nanonisiertem Meloxicam. Molecules 21, 507 (2016).

Artikel Google Scholar

Liu, T. et al. Systematische Untersuchung verschiedener Nanokristalltechnologien für Arzneimittel zur Herstellung schnell auflösender Meloxicam-Tabletten. AAPS PharmSciTech 19, 783–791 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Chvatal, A. et al. Formulierung und Vergleich von sprühgetrockneten, nicht porösen und großen porösen Partikeln, die Meloxicam enthalten, zur pulmonalen Arzneimittelabgabe. Int. J. Pharm. 559, 68–75 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Bolourchian, N., Nili, M., Foroutan, SM, Mahboubi, A. & Nokhodchi, A. Der Einsatz von Kühlung und Anti-Lösungsmittel-Fällungstechnik, um die Auflösung und physikalisch-chemischen Eigenschaften von Meloxicam für eine bessere Leistung anzupassen. J. Drug Deliv. Wissenschaft. Technol. 55, 101485 (2020).

Artikel CAS Google Scholar

Ogienko, AG et al. Kryosynthese von Cokristallen schlecht wasserlöslicher pharmazeutischer Verbindungen und ihrer festen Dispersionen mit Polymeren Das „Meloxicam-Bernsteinsäure“-System als Fallstudie, veröffentlicht im Rahmen einer virtuellen Sonderausgabe zu Kristallwachstum und -design zu Ehren von Prof. William Jones und seinen Beiträgen zur organischen Festkörperchemie. (2018) https://doi.org/10.1021/acs.cgd.8b01070.

Chiou, AHJ, Yeh, MK, Chen, CY & Wang, DP Mikronisierung von Meloxicam mithilfe eines Prozesses mit überkritischen Flüssigkeiten. J. Supercrit. Flüssigkeiten 42, 120–128 (2007).

Artikel CAS Google Scholar

Hopp, B. et al. Herstellung einer Meloxicam-Suspension mittels gepulster Laserablation in Flüssigkeit (PLAL)-Technik. J. Phys. D. Appl. Physik. 51, 165401 (2018).

Artikel ADS Google Scholar

Gera, T. et al. Anwendung der gepulsten Laserablation (PLA) zur Größenreduktion von nichtsteroidalen Antirheumatika (NSAIDs). Wissenschaft. Rep. 10, 1–13 (2020).

Artikel Google Scholar

Nagy, E. et al. Herstellung submikrometergroßer Meloxicam-Partikel mittels Femtosekunden-Laserablation in Gas- und Flüssigkeitsumgebungen. Nanomaterialien 11, 996 (2021).

Artikel CAS Google Scholar

Kenth, S., Sylvestre, JP, Fuhrmann, K., Meunier, M. & Leroux, JC Herstellung von Paclitaxel-Nanokristallen durch Femtosekundenlaserablation und Fragmentierung. J. Pharm. Wissenschaft. 100, 1022–1030 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Senkan, S., Kahn, M., Duan, S., Ly, A. & Leidholm, C. Hochdurchsatz-Metallnanopartikelkatalyse durch gepulste Laserablation. Katal. Heute 117, 291–296 (2006).

Artikel CAS Google Scholar

Noël, S., Hermann, J. & Itina, T. Untersuchung der Nanopartikelerzeugung während der Femtosekundenlaserablation von Metallen. Appl. Surfen. Wissenschaft. 253, 6310–6315 (2007).

Artikel ADS Google Scholar

Fu, GS et al. Die Größenverteilung von Si-Nanopartikeln, die durch gepulste Laserablation in reinem He-, Ar- oder Ne-Gas hergestellt wurden. EUR. Lett 69, 758–762 (2005).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Bärsch, N., Jakobi, J., Weiler, S. & Barcikowski, S. Reine kolloidale Metall- und Keramiknanopartikel aus Hochleistungs-Pikosekundenlaserablation in Wasser und Aceton. Nanotechnologie 20, 445603 (2009).

Artikel ADS Google Scholar

Hellemans, J., Mortier, G., De Paepe, A., Speleman, F. & Vandesompele, J. qBase-Framework zur relativen Quantifizierung und Software für die Verwaltung und automatisierte Analyse quantitativer Echtzeit-PCR-Daten. Genombiol. 8, R19 (2008).

Artikel Google Scholar

Meloxicam-Verunreinigung B | C4H6N2S | ChemSpider. http://www.chemspider.com/Chemical-Structure.312333.html?rid=4f47e648-d48c-4052-8ce1-1e506a5e4814.

2-Amino-5-methylthiazol | C4H6N2S – PubChem. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/2-Amino-5-methylthiazole.

Modhave, DT, Handa, T., Shah, RP & Singh, S. Erfolgreiche Charakterisierung von Abbauprodukten von Arzneimitteln mit LC-MS-Tools: Anwendung auf Piroxicam und Meloxicam. Anal. Methoden 3, 2864–2872 (2011).

Artikel CAS Google Scholar

Meloxicam-Verunreinigung B Referenzstandard 7305–71–7 des Europäischen Arzneibuchs (EP). https://www.sigmaaldrich.com/HU/en/product/sial/y0001036.

Meloxicam – ein NSAID der besonderen Art. https://www.pharmaffiliates.com/en/blog/meloxicam-an-nsaid-with-a-difference.

Tanabe, R., Nguyen, TTP, Sugiura, T. & Ito, Y. Blasendynamik bei der Bildung von Metallnanopartikeln durch Laserablation in Flüssigkeit, untersucht durch Hochgeschwindigkeits-Laser-Stroboskop-Videographie. Appl. Surfen. Wissenschaft. 351, 327–331 (2015).

Artikel CAS Google Scholar

Kalus, MR, Reimer, V., Barcikowski, S. & Gökce, B. Unterscheidung von Effekten, die zur Gasbildung während der gepulsten Laserablation in Flüssigkeiten führen. Appl. Surfen. Wissenschaft. 465, 1096–1102 (2019).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Tsuji, T. et al. Herstellung von Silbernanopartikeln durch Laserablation in Polyvinylpyrrolidonlösungen. Appl. Surfen. Wissenschaft. 254, 5224–5230 (2008).

Artikel ADS CAS Google Scholar

Amendola, V. & Meneghetti, M. Was steuert die Zusammensetzung und Struktur von Nanomaterialien, die durch Laserablation in flüssiger Lösung erzeugt werden? Physik. Chem. Chem. Physik. 15, 3027–3046 (2013).

Artikel CAS Google Scholar

Reich, S. et al. Frühes Auftreten kristalliner Nanopartikel bei der gepulsten Laserablation in der Flüssigkeitsdynamik. Nanoscale 11, 6962–6969 (2019).

Artikel CAS Google Scholar

Sheikh, Z., Ong, HX, Pozzoli, M., Young, PM & Traini, D. Spielen inhalative entzündungshemmende Medikamente eine Rolle bei der Behandlung von Mukoviszidose? Expertenmeinung. Orphan Drugs 6, 69–84 (2018).

Artikel CAS Google Scholar

Pharmakologie für Pharmazie und Gesundheitswissenschaften – Michael Boarder, Jane Dixon, David Newby, Phyllis Navti, Tyra Zetterström – Oxford University Press. https://global.oup.com/academic/product/pharmacology-for-pharmacy-and-the-health-sciences-9780198728832?cc=hu&lang=en&.

Crestani, B. et al. Alveoläre Typ-II-Epithelzellen produzieren in vitro und in vivo Interleukin-6: Regulierung durch sekretorische Produkte von alveolären Makrophagen. J. Clin. Investieren. 94, 731–740 (1994).

Artikel CAS Google Scholar

Referenzen herunterladen

Diese Arbeit wurde durch das neue nationale Exzellenzprogramm ÚNKP-21-3-SZTE-446 des Ministeriums für Innovation und Technologie aus Mitteln des Nationalen Fonds für Forschung, Entwicklung und Innovation unterstützt. Projekt Nein. TKP2021-EGA-32 wurde mit Unterstützung des ungarischen Ministeriums für Innovation und Technologie aus dem Nationalen Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsfonds umgesetzt, finanziert im Rahmen des TKP2021-EGA-32-Förderprogramms.

Open-Access-Förderung durch die Universität Szeged. Die Finanzierung erfolgte durch den Open-Access-Fonds der Universität Szeged, Fördernummer 5722.

Abteilung für Optik und Quantenelektronik, Universität Szeged, Dóm tér 9, Szeged, 6720, Ungarn

Eszter Nagy, Zsolt Homik, Tamás Smausz, Judit Kopniczky & Béla Hopp

Abteilung für Anorganische und Analytische Chemie, Universität Szeged, Dóm tér 7, Szeged, 6720, Ungarn

Máté Náfrádi & Tünde Alapi

Abteilung für Medizinische Mikrobiologie, Albert Szent-Györgyi Medical School, Universität Szeged, Dóm tér 10, Szeged, 6720, Ungarn

David Kokai & Katalin Burián

Institut für Pharmazeutische Technologie und regulatorische Angelegenheiten, Universität Szeged, Eötvös utca 6, Szeged, 6720, Ungarn

Piroska Szabó-Révész & Rita Ambrus

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

Sie können diesen Autor auch in PubMed Google Scholar suchen

EN führte die Ablationsexperimente und die FTIR-Messungen durch. EN und Zs.H. waren für schnelle fotografische Messungen und Berechnungen verantwortlich. TS leistete technischen Support. JK und EN führten SEM- und Raman-Untersuchungen durch, analysierten und visualisierten sie. MN führte durch und MN und TA analysierten die HPLC-MS-Messungen. DK führte und analysierte die Zytotoxizitäts- und entzündungshemmenden Untersuchungen unter der Aufsicht von KB. P.Sz.R. und RA lieferte die XRPD- und Löslichkeitsmessungen und unterstützte den pharmazeutischen Hintergrund des Artikels. BH lieferte Konzeption und Supervision. EN verfasste den Haupttext des Manuskripts und bereitete die Abbildungen vor. Alle Autoren beteiligten sich an der Durchsicht und Bearbeitung des Manuskripts und gaben die endgültige Version zur Veröffentlichung frei.

Korrespondenz mit Eszter Nagy.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Springer Nature bleibt neutral hinsichtlich der Zuständigkeitsansprüche in veröffentlichten Karten und institutionellen Zugehörigkeiten.

Open Access Dieser Artikel ist unter einer Creative Commons Attribution 4.0 International License lizenziert, die die Nutzung, Weitergabe, Anpassung, Verbreitung und Reproduktion in jedem Medium oder Format erlaubt, sofern Sie den/die Originalautor(en) und die Quelle angemessen angeben. Geben Sie einen Link zur Creative Commons-Lizenz an und geben Sie an, ob Änderungen vorgenommen wurden. Die Bilder oder anderes Material Dritter in diesem Artikel sind in der Creative Commons-Lizenz des Artikels enthalten, sofern in der Quellenangabe für das Material nichts anderes angegeben ist. Wenn Material nicht in der Creative-Commons-Lizenz des Artikels enthalten ist und Ihre beabsichtigte Nutzung nicht gesetzlich zulässig ist oder über die zulässige Nutzung hinausgeht, müssen Sie die Genehmigung direkt vom Urheberrechtsinhaber einholen. Um eine Kopie dieser Lizenz anzuzeigen, besuchen Sie http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Nachdrucke und Genehmigungen

Nagy, E., Homik, Z., Smausz, T. et al. Eine umfassende Analyse von Meloxicam-Partikeln, die durch Nanosekunden-Laserablation als Nassmahltechnik hergestellt wurden. Sci Rep 12, 12551 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-16728-9

Zitat herunterladen

Eingegangen: 14. April 2022

Angenommen: 14. Juli 2022

Veröffentlicht: 22. Juli 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-16728-9

Jeder, mit dem Sie den folgenden Link teilen, kann diesen Inhalt lesen:

Leider ist für diesen Artikel derzeit kein Link zum Teilen verfügbar.

Bereitgestellt von der Content-Sharing-Initiative Springer Nature SharedIt

Durch das Absenden eines Kommentars erklären Sie sich damit einverstanden, unsere Nutzungsbedingungen und Community-Richtlinien einzuhalten. Wenn Sie etwas als missbräuchlich empfinden oder etwas nicht unseren Bedingungen oder Richtlinien entspricht, kennzeichnen Sie es bitte als unangemessen.