Ultrazvukem vyráběné liposomy vykazují velmi vysokou účinnost zachycení, vysokou kapacitu zatížení a rovnoměrně malou sférickou velikost. Tím ultrazvukové liposomy nabízejí vynikající biologickou dostupnost. Hielscher Ultrasonics nabízí ultrasonicators pro spolehlivou výrobu farmaceutických liposomů v dávkovém a kontinuálním režimu.

Výhody ultrazvukové výroby liposomů

Ultrazvukové zapouzdření liposomů je technika používaná k zapouzdření léků nebo jiných terapeutických činidel v rámci liposomů pomocí ultrazvukové energie. Ve srovnání s jinými metodami zapouzdření liposomů má ultrazvukové zapouzdření několik výhod, které z něj činí vynikající výrobní techniku.

• Vysoké zatížení, vysoká účinnost zachycení: Ultrazvuková výroba liposomů je dobře známá tím, že produkuje liposomy s vysokým zatížením účinných látek, např. vitamínu C, molekul léků atd. Současně metoda sonikace vykazuje vysokou účinnost zachycení. To znamená, že vysoké procento účinné látky je zapouzdřeno ultrazvukem. Závěrem lze říci, že to činí ultrazvuku vysoce účinnou metodou pro produkci liposomů.
• Rovnoměrně malé liposomy: Jednou z výhod ultrazvukového zapouzdření liposomů je jeho schopnost produkovat vysoce rovnoměrné liposomy s úzkou distribucí velikosti. Ultrazvuková energie může být použita k rozdělení větších liposomů nebo lipidových agregátů na menší, rovnoměrnější liposomy. To vede k větší konzistenci ve velikosti a tvaru liposomů, což může být důležité pro aplikace podávání léků, kde velikost částic může ovlivnit jejich farmakokinetiku a účinnost.
• Použitelné pro všechny molekuly: Další výhodou ultrazvukového zapouzdření lipozomů je jeho schopnost zapouzdřit širokou škálu léčiv a dalších terapeutických činidel. Tato technika může být použita k zapouzdření jak hydrofilních, tak hydrofobních léků, což může být obtížné s jinými metodami. Kromě toho může být ultrazvuková energie použita k zapouzdření makromolekul a nanočástic, které mohou být příliš velké na to, aby se zapouzdřily jinými metodami.
• Rychle a spolehlivě: Ultrazvukové zapouzdření liposomů je také relativně jednoduchý a rychlý proces. Nevyžaduje použití drsných chemikálií nebo vysokých teplot, které mohou být škodlivé pro zapouzdřené terapeutické látky.
• Rozšíření do praxe: Kromě toho lze tuto techniku snadno rozšířit pro velkosériovou výrobu, což z ní činí nákladově efektivní volbu pro aplikace podávání léků.

Stručně řečeno, ultrazvukové zapouzdření liposomů je vynikající technikou pro zapouzdření liposomů díky své schopnosti produkovat jednotné liposomy s úzkou distribucí velikosti, zapouzdřit širokou škálu terapeutických činidel a jeho jednoduchost a škálovatelnost.

Ultrazvuková liposomů Příprava farmaceutických a kosmetických

Liposomy (vezikuly na bázi lipidů), transferosomy (ultradeformovatelné liposomy), ethosomy (ultradeformovatelné vezikuly s vysokým obsahem alkoholu) a niosomy (syntetické vezikuly) jsou mikroskopické vezikuly, které mohou být uměle připraveny jako globulární nosiče, do kterých mohou být zapouzdřeny aktivní molekuly. Tyto vezikuly s průměrem mezi 25 a 5000 nm se často používají jako nosiče léčiv ve farmaceutickém a kosmetickém průmyslu, jako je orální nebo lokální podávání léků, genterapie a imunizace. Ultrazvuku je vědecky prokázaná metoda pro vysoce účinnou produkci liposomů. Hielscher ultrasonicators produkují liposomy s vysokým zatížením účinných látek a vynikající biologickou dostupností.

Liposomy a lipozomální formulace

Liposomy jsou unilamelární, oligolamelární nebo multilamelární vezikulární systémy a jsou složeny ze stejného materiálu jako buněčná membrána (lipidová dvojvrstva). Pokud jde o jejich složení a velikost, liposomy jsou diferencovány následovně:

• multi-lamelární vezikuly (MLV, 0,1-10μm)
• malé unilamelární vezikuly (SUV, <100 nm)
• velké unilamelární vezikuly (LUV, 100–500 nm)
• obří unilamelární vezikuly (GUV, ≥1 μm)

Hlavní struktura liposomů se skládá z fosfolipidů. Fosfolipidy mají hydrofilní hlavovou skupinu a hydrofobní ocasní skupinu, která se skládá z dlouhého uhlovodíkového řetězce.
Membrána liposomu má velmi podobné složení jako kožní bariéra, takže je lze snadno integrovat do lidské pokožky. Vzhledem k tomu, že se lipozomy fúzují s kůží, mohou uvolňovat zachycené látky přímo do místa určení, kde mohou aktivy plnit své funkce. Liposomy tedy vytvářejí zvýšení penetrability / propustnosti kůže pro zachycené farmaceutické a kosmetické prostředky. Také liposomy bez enkapsulovaných látek, uvolněné vezikuly, jsou silné aktivní látky pro pokožku, protože fosfatidylcholin obsahuje dva základní prvky, které lidský organismus nemůže sám produkovat: kyselina linolová a cholin.
Liposomy se používají jako biokompatibilních nosičů léků, peptidů, proteinů, plazmové DNA, antisense oligonukleotidy nebo ribozymy, pro farmaceutické, kosmetické a biochemických účelům. Enormní mnohostrannost velikosti částic a fyzikálních parametrů lipidů poskytuje atraktivní potenciál pro konstrukci vozidel na míru pro širokou škálu aplikací. (Ulrich 2002)

Ultrazvukové Liposomy Formation

Liposomy mohou být vytvořeny za použití ultrazvuku. Základním materiálem pro liposomální preperation jsou amphilic molekuly odvozené nebo na základě biologických membránových lipidů. Pro tvorbu malé unilamelární vezikuly (SUV), lipid disperze se podrobí ultrazvuku jemně – např. s ručním ultrazvukovým zařízením UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter nebo ultrazvukovým reaktorem CupHorn – v ledové lázni. Doba trvání tohoto působení ultrazvuku trvá cca. 5 - 15 minut. Další metodou pro výrobu malé unilamelární vezikuly je sonikace multilamelárními váčky liposomů.
Dinu-Pîrvu et al. (2010) uvádí, získávání transferosomes Sonikací MLV při teplotě místnosti.
Hielscher Ultrasonics nabízí různé ultrazvukové přístroje, sonotrody a příslušenství a může tak poskytnout nejvhodnější ultrazvukové nastavení pro vysoce účinné zapouzdření liposomů v jakémkoli měřítku.

Ultrazvukové zapouzdření účinných látek do liposomů

Liposomy fungují jako nosiče účinných látek, jako jsou vitamíny, terapeutické molekuly, peptidy atd. Ultrazvuk je účinným nástrojem pro přípravu a tvorbu liposomů pro zachycení účinných látek. Současně sonikace pomáhá procesu zapouzdření a zachycení tak, aby se vyráběly liposomy s vysokým zatížením účinných látek. Před zapouzdřením mají liposomy tendenci vytvářet shluky v důsledku interakce povrchového náboje a náboje fosfolipidových polárních hlav (srov. Míčková et al. 2008), dále musí být otevřeny. (2003) popisují zapouzdření biotinového prášku v liposomech ultrazvukem. Vzhledem k tomu, že biotinový prášek byl přidán do roztoku suspenze vezikuly, roztok byl sonikován. Po této léčbě byl biotin zachycen v liposomech.

Lipozomální emulze s ultrazvuku

Pro zvýšení výchovného účinek hydratační nebo anti-aging krémy, pleťové vody, gely a další cosmeceutical formulace, emulgátor se přidají do liposomální disperzí stabilizovat vyšší množství lipidů. Ale výzkumy ukázaly, že schopnost liposomů je obecně omezený. S přidáním emulgátorů, bude tento efekt se objeví dříve, a další emulgátory způsobit oslabení na bariéry afinitou fosfatidylcholinu. nanočástice – složený z fosfatidylcholinu a lipidů - jsou odpovědí na tento problém. Tyto nanočástice jsou tvořeny kapičky oleje, která se vztahuje monovrstvou fosfatidylcholinu. Použití nanočástic umožňuje formulace, které jsou schopné absorbovat více lipidů a zůstávají stabilní, takže další emulgátory nejsou potřeba.
Ultrasonikace je osvědčenou metodou pro výrobu nanoemulzí a nanodisperzí. Vysoce intenzivní ultrazvuk dodává energii potřebnou k rozptýlení kapalné fáze (disperzní fáze) do malých kapiček ve druhé fázi (kontinuální fáze). V disperzní zóně způsobují implodující kavitační bubliny intenzivní rázové vlny v obklopující kapalině a výsledkem je tvorba proudů kapaliny s vysokou rychlostí kapaliny. Za účelem stabilizace nově vytvořených kapiček disperzní fáze proti koalescenci se do emulze přidávají emulgátory (povrchově aktivní látky, povrchově aktivní látky) a stabilizátory. Vzhledem k tomu, že koalescence kapiček po rozrušení ovlivňuje konečnou distribuci velikosti kapiček, používají se účinně stabilizující emulgátory k udržení konečné distribuce velikosti kapiček v úrovni, která se rovná distribuci bezprostředně po rozrušení kapiček v ultrazvukové disperzní zóně.

Lipozomální disperze pomocí ultrazvuku

Liposomální disperze, které jsou založeny na nenasycených phosphatidylchlorine, nedostatečné stability proti oxidaci. Stabilizace disperze může být dosaženo tím, antioxidanty, jako například komplex vitaminů C a E.
Ortan a kol. (2002) dosahuje ve své studii týkající se ultrazvukové přípravu Anethum graveolens silice v liposomech dobré výsledky. Po sonikaci se rozměr liposomů byly v rozmezí 70-150 nm, a na MLV mezi 230-475 nm; tyto hodnoty byly přibližně konstantní i po 2 měsíce, ale inceased po 12 měsících, a to zejména v SUV disperze (viz histogram níže). Měření stability, pokud jde o základní ztrátě oleje a distribuce velikosti, rovněž ukázala, že lipozomální disperze udržuje obsah těkavého oleje. To naznačuje, že zachycení silice v liposomech zvýšení stability oleje.

Ortan et al. (2009): Stabilita rozptylů MLV a SUV po 1 roce. Liposomální formulace byly skladovány při teplotě 4±1 °C.

Hielscher ultrazvukové procesory jsou ideální zařízení pro aplikace v kosmetickém a farmaceutickém průmyslu. Systémy sestávající z několika ultrazvukových procesorů až do 16 000 wattů poskytují kapacitu potřebnou k převodu této laboratorní aplikace do efektivní výrobní metody pro získání jemně rozptýlených emulzí v kontinuálním toku nebo v dávce – dosahovat výsledků srovnatelných s dnešními nejlepšími dostupnými vysokotlakými homogenizátory, jako jsou clony. Kromě této vysoké účinnosti v kontinuální emulgaci, Hielscher ultrazvukové přístroje vyžadují velmi nízkou údržbu a jsou velmi snadno ovladatelné a čistitelné. Ultrazvuk skutečně podporuje čištění a oplachování. Ultrazvuková síla je nastavitelná a může být přizpůsobena konkrétním produktům a požadavkům na emulgaci. K dispozici jsou také speciální reaktory s průtokovými buňkami, které splňují pokročilé požadavky CIP (clean-in-place) a SIP (sterilizace na místě).

Literatura / Reference