Ultrazvuková výroba lipozomálních omega-3 mastných kyselin
Nanoliposomy jsou vysoce účinné nosiče léčiv používané ke zvýšení biologické dostupnosti bioaktivních sloučenin, jako jsou omega-2 mastné kyseliny, vitamíny a další látky. Ultrazvukové zapouzdření bioaktivních sloučenin je rychlá a jednoduchá technika přípravy nanoliposomů s vysokým zatížením léčiva. Ultrazvukové zapouzdření v lipozomech zvyšuje stabilitu a biologickou dostupnost sloučenin.
Lipozomální omega-3 mastné kyseliny
Omega-3 mastné kyseliny, jako je kyselina eikosapentaenová (EPA) a kyselina dokosahexaenová (DHA), hrají zásadní roli pro správné fungování mnoha životně důležitých biochemických reakcí v lidském těle. EPA a DHA se většinou vyskytují ve studenovodních rybách, tresčích játrech a korýších. Vzhledem k tomu, že ne každý konzumuje doporučené dvě porce ryb týdně, rybí tuk se často používá ve formě doplňků stravy. Kromě toho se omega-3 mastné kyseliny, jako je EPA a DHA, používají jako terapeutika k léčbě kardiovaskulárních a mozkových onemocnění a také při léčbě rakoviny. Aby se zlepšila biologická dostupnost a rychlost absorpce, je ultrazvukové zapouzdření do lipozomů široce a úspěšně používanou technikou.
Ultrazvukové zapouzdření omega-3 mastných kyselin do lipozomů
Ultrazvukové zapouzdření je spolehlivá technika přípravy pro tvorbu lipozomů s vysokým zatížením účinných látek. Ultrazvuková nanoemulgace narušuje fosfolipidové dvojvrstvy a zavádí energii na podporu sestavení amfifilních váčků kulovitého tvaru, známých jako liposomy.
Ultrazvuku umožňuje ovládat velikost lipozomu proces ultrazvukové přípravy: Velikost lipozomu klesá se zvyšující se ultrazvukovou energií. Menší liposomy nabízejí vyšší biologickou dostupnost a mohou transportovat molekuly mastných kyselin s vyšší úspěšností do cílových míst, protože menší velikost usnadňuje propustnost přes buněčné membrány.
Liposomy jsou známé jako silné nosiče léčiv, které mohou být díky amfifilní struktuře svých dvojvrstev nabity lipofilními i hydrofilními látkami. Další výhodou liposomů je schopnost chemicky modifikovat liposomy zahrnutím polymerů s lipidovou vazbou do formulace, takže se zlepšuje vychytávání zachycených molekul v cílové tkáni a prodlužuje se uvolňování léčiva a tím i jeho poločas rozpadu. Lipozomální enkapsulace chrání bioaktivní látky také před oxidační degradací, která je důležitým faktorem pro polynenasycené mastné kyseliny, jako jsou EPA a DHA, které jsou náchylné k oxidaci.
Hadia et al. (2014) zjistili, že ultrazvukové zapouzdření DHA a EPA pomocí ultrazvuku typu sondy UP200S poskytly vynikající účinnost zapouzdření (�) s 56,9 ± 5,2 % pro DHA a 38,6 ± 1,8 % pro EPA. % EE pro DHA a EPA liposomů se výrazně zvýšilo pomocí ultrazvuku (p hodnota menší než 0,05; statisticky významné hodnoty).
Ultrazvukem připravené liposomy naložené mastnými kyselinami DHA a EPA.
studie a obrázek: Hadian et al. 2014
Porovnání účinnosti: Ultrazvukové zapouzdření vs vytlačování lipozomů
Porovnáním ultrazvukové zapouzdření typu sondy s technikou sonikace a vytlačování lázně je dosaženo vynikající tvorby lipozomů sonuizací sondy.
Hadia et al. (2014) porovnával sonikaci sondy (UP200S), koupelová sonikace a extruze jsou jako techniky za účelem přípravy liposomů omega-3 rybího oleje. Liposomy připravené sonufakturou typu sondy měly kulovitý tvar a udržovaly si vysokou strukturální integritu. Studie dospěla k závěru, že sonikace předem vytvořených lipozomů typu sondy usnadňuje přípravu vysoce zatížených liposomů DHA a EPA. Sonikací typu sondy byly omega-3 mastné kyseliny DHA a EPA zapouzdřeny do nanoliposomální membrány. Díky zapouzdření jsou omega-3 mastné kyseliny vysoce biologicky dostupné a chrání je před oxidační degradací.
Důležité faktory pro vysoce kvalitní liposomy
Po přípravě lipozomu hraje klíčovou roli stabilizace a skladování lipozomálních přípravků, aby bylo možné získat dlouhodobě stabilní a vysoce potentní nosnou formulaci.
Mezi kritické faktory, které ovlivňují stabilitu liposomů, patří hodnota pH, skladovací teplota a materiály skladovacích nádob.
Pro hotovou formulaci je hodnota pH přibližně 6,5 považována za ideální, protože při pH 6,5 je hydrolýza lipidů snížena na nejnižší rychlost.
Vzhledem k tomu, že liposomy mohou oxidovat a ztrácet zachycenou látku, doporučuje se skladovací teplota přibližně 2-8 °C. Načtené liposomy nesmí být vystaveny podmínkám zmrazení a rozmrazení, protože stres zmrazením a rozmrazením podporuje únik zapouzdřených bioaktivních sloučenin.
Skladovací kontejnery a uzávěry skladovacích kontejnerů by měly být pečlivě vybrány, protože liposomy nejsou kompatibilní s určitými plastovými materiály. Aby se zabránilo degradaci liposomů, měly by být injekční liposomální suspenze skladovány spíše ve skleněných ampulích než v injekčních lahvičkách se zátkou. Musí být testována kompatibilita s elastomerovými zátkami injekčních lahviček. Aby se zabránilo fotooxidaci lipidových kompozitů, je velmi důležité je skladovat chráněné před světlem, např. pomocí láhve z tmavého skla a skladování na tmavém místě. U infuzních lipozomových přípravků musí být zajištěna kompatibilita lipozomálních suspenzí s intravenózními hadičkami (vyrobenými ze syntetického plastu). Skladování a kompatibilita s materiálem by měly být uvedeny na etiketě lipozomálního přípravku. [srov. Kulkarni a Shaw, 2016]
Po vytvoření lipidového filmu následné rehydratace se sonikace používá k podpoře zachycení účinných látek v lipozomu. Kromě toho sonikace dosahuje požadované velikosti liposomu.
Vysoce výkonné ultrazvukové přípravky pro lipozomální formulace
Hielscher sonikátor jsou spolehlivé stroje používané ve farmaceutickém a doplňku výroby k formulaci vysoce kvalitních liposomů nabitých mastnými kyselinami, vitamíny, antioxidanty, peptidy, polyfenoly a dalšími bioaktivními sloučeninami. Aby vyhověl požadavkům svých zákazníků, Hielscher dodává ultrasonicators z kompaktního ručního laboratorního homogenizátoru a stolních ultarsonicators až po plně průmyslové ultrazvukové systémy pro výrobu velkých objemů lipozomálních formulací. Ultrazvuková lipozomální formulace může být spuštěna jako dávkový nebo jako kontinuální inline proces. K dispozici je široká škála ultrazvukových sonotrod (sond) a reaktorových nádob, které zajistí optimální nastavení pro vaši výrobu lipozomů. Robustnost sonikátorů Hielscher umožňuje provoz 24 hodin denně, 7 dní v týdnu při náročném provozu a v náročných prostředích.
Níže uvedená tabulka vám poskytuje přibližný přehled o zpracovatelské kapacitě našich ultrasonicators:
| Objem dávky | Průtok | Doporučená zařízení |
|---|---|---|
| 1 až 500 ml | 10 až 200 ml / min | UP100H |
| 10 až 2000 ml | 20 až 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 až 20L | 0.2 až 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 až 100 l | 2 až 10 l/min | UIP4000hdT |
| Není k dispozici | 10 až 100 l / min | UIP16000 |
| Není k dispozici | větší | shluk UIP16000 |
Kontaktujte nás! / Zeptejte se nás!
Vysoce výkonné ultrazvukové homogenizátory od laboratoř k pilot a industriální škála.
Literatura / Reference
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Zahra Hadian (2016): A Review of Nanoliposomal Delivery System for Stabilization of Bioactive Omega-3 Fatty Acids. Electron Physician. 2016 Jan; 8(1): 1776–1785.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Vitthal S. Kulkarni., Charles Shaw (2016): Formulating Creams, Gels, Lotions, and Suspensions. In: Essential Chemistry for Formulators of Semisolid and Liquid Dosages, 2016. 29-41.
Fakta, která stojí za to vědět
Co jsou liposomy?
Lipozom je kulovitý vezikula, která má alespoň jednu lipidovou dvojvrstvu. Liposomy jsou známé jako vynikající nosiče léčiv a používají se jako prostředek k podávání živin, doplňků stravy a farmaceutických léků do cílové tkáně.
Liposomy jsou běžně vyráběny z fosfolipidů, zejména fosfatidylcholinu, ale mohou také obsahovat jiné lipidy, jako je vaječný fosfatidylethanolamin, pokud jsou kompatibilní se strukturou lipidové dvojvrstvy.
Lipozom se skládá z vodného jádra, které je obklopeno hydrofobní membránou ve formě lipidové dvojvrstvy; Hydrofilní rozpuštěné látky rozpuštěné v jádru jsou zachyceny a nemohou snadno procházet dvojvrstvou. Hydrofobní molekuly mohou být uloženy ve dvojvrstvě. Lipozom tak může být zatížen hydrofobními a/nebo hydrofilními molekulami. Aby lipidová dvojvrstva doručila molekuly do cílového místa, může se spojit s jinými dvojvrstvami, jako je buněčná membrána, a tím doručit látky zapouzdřené v lipozomu do buněk.
Vzhledem k tomu, že krevní oběh savců je na vodní bázi, liposomy účinně transportují hydrofobní látku tělem do cílových buněk. Liposomy se proto používají ke zvýšení biologické dostupnosti molekul nerozpustných ve vodě (např. CBD, kurkumin, molekuly léčiv).
Liposomy se úspěšně připravují ultrazvukovou nanoemulgací a zapouzdřením.
Struktura lipozomu: Vodné jádro a fosfolipidová dvojvrstva s hydrofilními hlavami a hydrofobními/lipofilními ocasy.
omega-3 mastné kyseliny
Omega-3 (ω-3) a omega-6 (ω-6) mastné kyseliny jsou polynenasycené mastné kyseliny (PUFA) a přispívají k mnoha funkcím v lidském těle. Zejména omega-3 mastné kyseliny jsou známé svými protizánětlivými a zdraví prospěšnými vlastnostmi.
Kyselina eikosapentaenová neboli EPA (20:5n-3) působí jako prekurzor prostaglandinu-3 (který inhibuje agregaci krevních destiček), eikosanoidů tromboxanu-3 a leukotrienu-5 a hraje klíčovou roli pro kardiovaskulární a mozkové zdraví.
Kyselina dokosahexaenová neboli DHA (22:6n-3) je hlavní strukturální složkou centrálního nervového systému savců. DHA je nejhojnější omega-3 mastná kyselina v mozku a sítnici a oba orgány, mozek a sítnice, se spoléhají na příjem DHA ve stravě, aby správně fungovaly. DHA podporuje širokou škálu buněčných membrán a buněčných signálních vlastností, zejména v šedé hmotě mozkové a také ve vnějších segmentech fotoreceptorových buněk sítnice, které jsou bohaté na membrány.
Potravinové zdroje omega-3 mastných kyselin
Některé z potravinových zdrojů ω-3 jsou ryby (např. studenovodní ryby, jako je losos, sardinky, makrela), olej z tresčích jater, měkkýši, kaviár, mořské řasy, olej z mořských řas, lněné semínko (lněné semínko), konopné semínko, chia semínka a vlašské ořechy.
Standardní západní strava obvykle obsahuje vysoké množství omega-6 (ω-6) mastných kyselin, protože potraviny jako obiloviny, rostlinné oleje, drůbež a vejce jsou bohaté na omega-6 lipidy. Na druhou stranu omega-3 (ω-3) mastné kyseliny, které se nacházejí hlavně ve studenovodních rybách, se konzumují ve výrazně nižším množství, takže poměr omega-3:omega-6 je často zcela nevyvážený.
Proto je užívání doplňků stravy omega-3 často doporučováno lékaři a zdravotníky.
Esenciální mastné kyseliny
Esenciální mastné kyseliny (EFA) jsou mastné kyseliny, které lidé a zvířata musí přijímat potravou, protože je tělo potřebuje pro správné životně důležité fungování, ale nedokáže je syntetizovat. Obecně platí, že esenciální mastné kyseliny a jejich deriváty jsou rozhodující pro mozek a nervový systém a představují 15–30 % suché hmotnosti mozku. Esenciální mastné kyseliny se rozlišují na nasycené, nenasycené a polynenasycené mastné kyseliny. U člověka jsou známy pouze dvě mastné kyseliny, a to kyselina alfa-linolenová, což je omega-3 mastná kyselina, a kyselina linolová, což je omega-6 mastná kyselina. Existují některé další mastné kyseliny, které lze klasifikovat jako “podmíněně nezbytné”, což znamená, že se mohou stát nezbytnými za určitých vývojových nebo chorobných stavů; Příkladem může být kyselina dokosahexaenová, což je omega-3 mastná kyselina, a kyselina gama-linolenová, omega-6 mastná kyselina.