Применение гомогенизаторов высокого давления в биотехнологическом и фармацевтическом производстве

09.11.2023

Введение

Гомогенизатор высокого давления используется в биотехнологической, фармацевтической, пищевой, химической и многих других отраслях промышленности. Их продукты и цели включают разрушение клеток, гомогенизацию пищевых продуктов, приготовление липосом, жировых эмульсий, наносуспензий, микроэмульсий, липидных микросфер, вакцин, эмульсий, молочных продуктов, инфузионных растворов, красителей и др. Для приготовления фармацевтических наноэмульсий необходимы гомогенизаторы высокого давления, такие как наногенизаторы: их давление всегда превышает 20 000 фунтов на квадратный дюйм, и они оснащены высококачественными алмазными камерами взаимодействия для достижения равномерного распределения наночастиц фармацевтического класса по размерам.

Преимущества и необходимость уменьшения размеров частиц активных субстанций в фармацевтике

Ниже мы суммировали преимущества уменьшения размера частиц при производстве лекарств:

• Увеличение площади поверхности более рентабельно для производителей.
• Лекарства будут иметь повышенную абсорбцию и терапевтическую эффективность, поскольку по мере уменьшения размера частиц скорость абсорбции увеличивается.
• Узкое распределение по размерам означает, что твердые вещества и порошки легче эффективно смешивать.
• Эмульсии стабильны при эффективном уменьшении размера частиц.
• Все фармацевтические препараты, предназначенные для наружного применения, не должны содержать осадка и песчанистых частиц, которые могут раздражать кожу или глаза.
• Фармацевтическая продукция выглядит лучше благодаря улучшению внешнего вида благодаря хорошему смешиванию частиц.

Далее рассмотрим два наиболее популярных метода: использование дробилки и гомогенизатора высокого давления:

Дробилка частиц (мельница) использует механическую силу для дробления и измельчения более крупных твердых частиц на более мелкие твердые частицы. Этот процесс также известен как измельчение и часто является важным начальным шагом в производстве лекарств. Примеры измельчителей частиц включают валковые мельницы, в которых для измельчения материалов используются цилиндрические валки; и молотковые мельницы, которые измельчают материалы повторяющимися ударами молота.

Гомогенизатор высокого давления также уменьшает размер частиц, но в жидкостях. Он работает путем пропускания жидкости под высоким давлением через очень узкое сопло. Благодаря действию нескольких сил (кавитация, турбулентность, удар и сдвиг) жидкость, вытекающая из гомогенизатора высокого давления, теперь имеет уменьшенный и более однородный размер частиц.

Применение гомогенизаторов высокого давления в биотехнологии 

Гомогенизаторы высокого давления позволяют осуществлять многие процессы в биотехнологической промышленности, включая разрушение клеток, уменьшение размера частиц, микро- и наноэмульсии и дисперсии и многое другое.

В случае разрушения клеток гомогенизаторы позволяют разрывать различные клетки – кишечную палочку, дрожжи, бактерии и даже деликатные ткани животных – чтобы восстановить содержимое основных клеток.

Гомогенизаторы высокого давления также можно использовать для создания экономически эффективных лекарств, модификации микроорганизмов, синтеза новых химических веществ и разработки альтернативного биотоплива.

Преимущества гомогенизации под высоким давлением для биотехнологии

Оборудование для гомогенизации под высоким давлением предлагает ряд преимуществ в мире биотехнологий. Ниже приведены некоторые из таких преимуществ:

• Возможность получения доступа к внутриклеточному содержимому различных клеток.
• Автономность пользователя в изменении давления, интенсивности процесса, кавитации, сдвига и турбулентности.
• Более высокий выход выделения молекул белка благодаря использованию давления (вместо тепла)
• Возможность масштабируемости