Liposomski inkapsulirani bioaktivni molekuli sa ultrazvukom

Poznato je da je ultrazvuk vrlo efikasan u pripremi liposomskih formulacija. Tipične formulacije liposoma sadrže vitamin C, CBD, kurkumin, kvercitin, astaksantin, peptide i razne druge bioaktivne spojeve pomoću ultrazvuka. Ultrazvučna inkapsulacija liposoma je jednostavna, brza i efikasna tehnika koja omogućava proizvodnju stabilnih, visoko opterećenih vezikula. Ultrazvučno inkapsulirani hranljivi sastojci se ističu vrhunskom bioraspoloživom.

Šta su liposomi i koje su njihove prednosti?

Liposomi su vezikule koje se sastoje od vodenog jezgra zatvorenog u jedan ili više fosfolipidnih dvoslojeva. Budući da liposomi imaju vodeno jezgro okruženo lipidnim slojem i hidrofilnom vanjskom ljuskom, liposomi su topivi u vodi i mogu transportirati jedinjenja topiva u vodi i masti u odgovarajućim odjeljcima vezikule. Ovo čini liposome visoko efikasnim sistemom za isporuku terapeutski aktivnih molekula. Liposomi nastaju razbijanjem bioloških membrana, proces koji se promovira i intenzivira ultrazvukom. Liposomi se najčešće sastoje od fosfolipida, posebno fosfatidilholina, ali mogu uključivati i druge lipide, kao što je fosfatidiletanolamin iz jaja, sve dok su kompatibilni sa strukturom lipidnog dvosloja. Liposomi nastaju spontano kada su fosfolipidi hidrirani. U prvom koraku – faza hidratacije – ultrazvuk se koristi za nano-emulzifikaciju lipida i vodene faze kako bi se potaklo formiranje visoko opterećenih multi-lamelnih vezikula (MLV). Nakon toga, sonifikacija se može koristiti za smanjenje veličine liposoma ako je potrebno. Da bi se dobila manja veličina vezikula, ultrazvuk se primjenjuje kako bi se raspršila i smanjila veličina liposoma na mono-dispergirane velike uni-lamelarne vezikule (LUV) ili male uni-lamelarne vezikule (SUV).
Ultrazvučna tehnika formiranja liposoma i smanjenja veličine liposoma je pouzdana, brza, efikasna, laka i sigurna. Proizvedeni liposomi pokazuju visoku količinu bioaktivnih supstanci, visoku stabilnost i vrhunsku bioraspoloživost.

Zašto kupke za ultrazvučno čišćenje ne mogu proizvesti visokokvalitetne liposome?

Za proizvodnju liposoma potreban je ultrazvučni uređaj koji može isporučiti dovoljno energije za stvaranje ujednačenih čestica nano veličine. Domaći liposomi koji koriste ultrazvučno sredstvo za čišćenje nakita obično su generalno neefikasni jer pripremljeni liposomi ne pokazuju ni potrebnu nano-veličinu niti inkapsuliraju bioaktivne nutrijente na efikasan i dugoročno stabilan način. Za pripremu visokokvalitetnih liposoma, ultrazvučni uređaj tipa sonde je poželjna tehnologija jer sonda (sonotroda) može prenijeti intenzivnu akustičnu energiju potrebnu za formiranje visoko napunjenih efikasnih liposoma u mediju. Općenito, liposomi proizvedeni ultrazvučnom sondom imaju distribuciju veličine čestica od 100-500 nm, što je optimalno za velika opterećenja i superiornu biodostupnost.
Upotreba ultrazvučnog reaktora protočne ćelije omogućava pripremu liposoma u okruženju bez kisika kako bi se spriječila oksidativna degradacija.
Sondni ultrasonikatori pružaju potrebnu energiju za proizvodnju visokokvalitetnih liposoma koji su:

Nakon formiranja lipidnog filma i naknadne rehidracije, sonikacija se koristi za poticanje zadržavanja aktivnih sastojaka u liposomima. Pored toga, sonikacija postiže željenu veličinu liposoma.

Liposomski inkapsulirani molekuli sa ultrazvukom

Lista ispod daje naznaku koje su supstance već uspješno enkapsulirane u liposomske formulacije koristeći ultrazvučni proces pripreme.

• antioksidansi kao što su glutation, vitamin C, metilirani vitamini B, resveratrol, CoQ10 itd.
• fenoli: flavonoidi kao što su fisetin, kvercitin, oligomerni proantocijanidini (OPC); saponini kao što je astralgalozid; alkaloidi
• minerali kao što su magnezijum kelati (npr. magnezijum treonat, magnezijum orotat), cink, bakar itd.
• terpeni kao što su astaksantin, limonen, pinen, humulen, linalol, beta-kariofilen, fitol, geraniol, terpinolen itd.
• lipidi kao što su omega-3 masne kiseline EPA i DHA; dipalmitoil-fosfatidilholin (DPPC) itd.
• aminokiseline kao što su kreatin, glicin, 5-HTP (5-hidroksitriptofan), fenilalanin, L-teanin, GABA (gama-aminobutirna kiselina), taurin, N-acetilcistein (NAC), L-tirozin itd.
• peptidi, npr. oksitocin, kolagen, GLP-1 peptidi itd.
• polisaharidi kao što su hijaluronska kiselina, polisaharidi gljiva itd.
• kanabinoidi kao što su CBD, CBG, THC
• nootropici, pametni lijekovi i pojačivači kognitivnih sposobnosti, koji mogu uključivati gore navedene supstance kao i druge molekule

Nano-pojačana liposomska formulacija bioaktivnih molekula nudi veću stopu apsorpcije, superiornu bioraspoloživost i može omogućiti tvarima da prođu krvno-moždanu barijeru.
Alternativni sistemi za isporuku lijekova zasnovani na lipidima su nano-emulzije i koloidni nosači na bazi lipida kao što su čvrste lipidne nanočestice (SLN) i nanostrukturirani lipidni nosači (NLC). Svi oni, nano-emulzije, SLN i NLC mogu se pouzdano formirati i puniti pod ultrazvučnom obradom.
Pročitajte više o ultrazvučno ekstrahiranoj i nano-kapsuliranoj Aloe Veri!

Faktori koji utiču na kvalitet liposoma

Kvalitet liposoma je određen ujednačenošću veličine čestica i lamelarnosti, efikasnošću zarobljavanja (�) / opterećenjem inkapsulacije i stabilnošću. Način pripreme, uslovi obrade, sirovine i skladištenje važni su faktori koji doprinose kvalitetu, a time i snazi liposomskih formulacija. SEM slika lijevo prikazuje ultrazvučno pripremljene liposome napunjene DHA i EPA masnim kiselinama pomoću Hielscher ultrasonicatora UP200S (Studija i slika: Hadian et al. 2014).
Ultrazvučna priprema liposoma je pouzdana tehnika, koja daje malu, ujednačenu veličinu čestica liposoma s velikim opterećenjem bioaktivnih molekula. Parametri ultrazvučnog procesa (kao što su amplituda, ukupna energija, vrijeme, pulsiranje, temperatura, pritisak) su precizno podesivi. Kao tehnika netermalne obrade, princip rada sonifikacije je zasnovan na čisto mehaničkom smicanju. Porast temperature u soniciranoj tečnosti treba objasniti drugim zakonom termodinamike, koji kaže da se svaka primenjena energija konačno pretvara u toplotu. Za održavanje stabilne niske temperature liposomalnog medija, Hielscher Ultrasonics nudi sofisticirana rješenja za hlađenje, kao što su ledene kupke i reaktori i protočne ćelije sa rashladnim omotačem. Rezultati ultrazvučne proizvodnje liposoma su ponovljivi, što je važno za standardizirani proces i kontinuirano visok kvalitet proizvoda.
Visokokvalitetni fosfolipidi s visokim postotkom fosfatidilholina i fosfatidiletanolamina pružaju stabilnu liposomsku ljusku koja sprječava curenje nutrijenata. Jaka fosfolipidna ljuska također štiti inkapsulirane hranjive tvari od oksidativne i termalne degradacije. Stoga je izbalansiran omjer fosofolipida prema vodenoj fazi prema inkapsuliranim hranjivim tvarima (bioaktivnim molekulima) bitan.

Ultrasonikatori visokih performansi za proizvodnju liposoma

Hielscher Ultrasonics’ Sistemi su pouzdani uređaji koji se koriste u farmaceutskoj i suplementarnoj proizvodnji za formulaciju visokokvalitetnih liposoma bogatih vitaminima, antioksidansima, flavonoidima, peptidima, polifenoli i drugim bioaktivnim spojevima / nutrijentima. Da zadovolji svoje kupce’ Hielscher isporučuje ultrazvučne uređaje od kompaktnih ručnih laboratorijskih homogenizatora i ultrazvučnih uređaja na stolu do potpuno industrijskih ultrazvučnih sistema za proizvodnju velikih količina liposomskih formulacija. Ultrazvučna formulacija liposoma može se raditi u serijama ili kao kontinuirani inline proces koristeći ultrazvučni protočni reaktor. Dostupan je širok spektar ultrazvučnih sonotroda (sondi) i reaktorskih posuda kako bi se osigurala optimalna postavka za proizvodnju liposoma. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućava rad 24/7 u teškim uslovima i zahtjevnim uslovima.
Precizna kontrola svih važnih parametara procesa kao što su amplituda, pritisak, temperatura i vreme ultrazvučne obrade čini ultrazvučni proces pouzdanim i ponovljivim. Hielscher Ultrasonics zna za važnost kontinuiranog visokog kvaliteta proizvoda i podržava proizvođače dodataka i terapeutika da implementiraju standardizaciju procesa i GMP (Dobre proizvodne prakse) inteligentnim softverom i automatskim snimanjem podataka. Naši digitalni ultrazvučni homogenizatori automatski snimaju sve ultrazvučne parametre procesa na ugrađenu SD karticu. Digitalni ekrani na dodir i daljinsko upravljanje pretraživačem omogućavaju kontinuirano praćenje procesa i omogućavaju precizno podešavanje parametara procesa kad god je to potrebno. Ovo značajno olakšava praćenje procesa i kontrolu kvaliteta.
Tabela ispod daje vam indikaciju približnih kapaciteta obrade naših ultrazvučnih aparata: