Liposomal indkapslede bioaktive molekyler med ultralyd

Ultralydbehandling er kendt for at være yderst effektiv i udarbejdelsen af liposoale formuleringer. Typiske liposomformuleringer indkapsler C-vitamin, CBD, curcumin, quercitin, astaxanthin, peptider og manifiold andre bioaktive forbindelser ved hjælp af ultralydbehandling. Ultralyd liposom indkapsling er en enkel, hurtig og effektiv teknik, som gør det muligt at producere stabile, højt belastede vesikler. Ultralyd indkapslet næringsstoffer udmærke sig med overlegen biotilgængelighed.

Hvad er Liposomes og hvad er deres fordele?

Liposomer er vesikler, der består af en vandig kerne omgivet af en eller flere fosfolipid tolag. Da liposomer har en vandig kerne omgivet af et lipidlag og en hydrofil ydre skal, er liposomer vandopløselige og kan transportere vandopløselige og fedtopløselige forbindelser i de respektive rum i vesikel. Dette gør liposomer til et yderst effektivt leveringssystem til terapeutisk aktive molekyler. Liposomer dannes ved at forstyrre biologiske membraner, en proces, der fremmes og intensiveres ved ultralydbehandling. Liposomer er oftest sammensat af fosfolipider, især phosphatidylcholin, men kan også omfatte andre lipider, såsom æg fosfatidylethanolamin, så længe de er forenelige med lipid tolagsstruktur. Liposomer dannes spontant, når fosfolipider er hydreret. I det første skridt – hydreringsfasen – sonikering bruges til at nanoemulsere lipider og vandige fase for at fremme dannelsen af højt lastede flerlameller vesikler (MLV'er). Efterfølgende kan sonificering bruges til at reducere liposom størrelse, hvis det kræves. For at opnå en mindre vesikelstørrelse anvendes sonikering til at sprede og reducere liposomstørrelsen til mono-dispergeret store uni-lameller vesikler (LUVs) eller små uni-lamellar vesikler (SUV'er).
Ultralydsteknikken til liposomdannelse og liposomal størrelsesreduktion er pålidelig, hurtig, effektiv, nem og sikker. De producerede liposomer viser en høj belastning af bioaktive stoffer, høj stabilitet og overlegen biotilgængelighed.

Hvorfor er ultralyd rengøring bade ikke i stand til at producere høj kvalitet liposomer?

Produktionen af liposomer kræver en ultralydsenhed, der kan levere nok energi til at skabe ensartede partikler i nanostørrelse. Hjemmelavede liposomer ved hjælp af en ultralydssmykker renere normalt har, er generelt ineffektive, da liposomer forberedt udviser hverken den nødvendige nano-størrelse eller de indkapsler de bioaktive næringsstoffer på en effektiv og langsigtet stabil måde. For at forberede liposomer af høj kvalitet er en sondetype ultralydator den foretrukne teknologi, da sonden (sonotrode) kan overføre den intense akustiske energi, der kræves til dannelsen af højlastede effektive liposomer til mediet. Generelt har liposomer produceret med en ultralydsonde en partikelstørrelsesfordeling på 100-500nm, hvilket er optimalt til høje belastninger og overlegen biotilgængelighed.
Brugen af en ultralyd flow celle reaktor gør det muligt at forberede liposomer i en ilt-fri miljø for at forhindre oxidativ nedbrydning.
Sonde type ultralydapparater giver den nødvendige energi til at producere liposomer, der er:

Liposomal indkapslede molekyler med ultralyd

Nedenstående liste giver en indikation af, hvilke stoffer der allerede med succes er indkapslet i liposomformuleringer ved hjælp af ultralydpræparatet.

• antioxidanter såsom glutathion, C-vitamin, methylerede B-vitaminer, resveratrol, CoQ10 osv.
• phenoler: flavonoider såsom fisetin, quercitin, oligomeric proanthocyanidins (OPC); saponiner såsom astralgaloside; Alkaloider
• mineraler som magnesium chelates (f.eks magnesium threonat, magnesium orotat), zink, kobber osv.
• terpener såsom astaxanthin, limonen, pinen, humulene, linalool, beta-caryophyllene, phytol, geraniol, terpinolene osv.
• lipider såsom omega-3 fedtsyrer EPA og DHA; dipalmitoyl-phosphatidylcholin (DPPC) osv.
• aminosyrer som kreatin, glycin, 5-HTP (5-hydroxytryptophan), phenylalanin, L-theanine, GABA (gamma-aminosmørsyre), taurin, N-acetylcystein (NAC), L-tyrosin osv.
• peptider, fx oxytocin, kollagenpeptider osv.
• polysaccharider såsom hyaluronsyre, champignon polisaccharider osv.
• cannabinoider som CBD, CBG, THC
• nootropica, smart narkotika, og kognitive smagsforstærkere, som kan omfatte stoffer, der er nævnt ovenfor, samt andre molekyler

Den nanoforstærkede liposomale formulering af bioaktive molekyler giver en højere absorptionshastighed, overlegen biotilgængelighed og kan gøre det muligt for stoffer at krydse blod-hjerne barrieren.
Alternative lipidbaserede lægemiddelfremføringssystemer er nanoemulsioner og lipidbaserede kolloidbærere såsom faste lipidnanopartikler (SLN) og nanostrukturerede lipidbærere (NLC). Alle af dem, nano-emulsioner, SLN'er og NLCs kan pålideligt dannes og indlæses under sonikering.

Faktorer, der påvirker Liposome Kvalitet

Liposome quality is determined by uniformity in particle size and lamellarity, entrapment efficiency (%EE) / encapsulation load, and stability. Preparation method, processing conditions, raw materials, and storage are important factors that contribute to the quality and thereby potency of liposomal formulations. The SEM image left shows the ultrasonically prepared liposomes loaded with DHA and EPA fatty acids using a Hielscher ultrasonicator UP200S (Undersøgelse og billede: Hadian et al. 2014).
Ultralydpræparatet af liposomer er en pålidelig teknik, som giver en lille, ensartet liposomal partikelstørrelse med en høj belastning af bioaktive molekyler. Ultralydprocesparametre (såsom amplitude, total energi, tid, pulsering, temperatur, tryk) er nøjagtigt justerbare. Som en ikke-termisk behandlingsteknik er arbejdsprincippet for sonificering baseret på rent mekanisk forskydning. Temperaturstigning i den sonikerede væske skal forklares ved den anden lov om termodynamik, hvori det hedder, at enhver energi, der anvendes endelig omdannes til varme. For at opretholde en stabil lav temperatur af liposomal medium, Hielscher Ultrasonics giver sofistikerede køleløsninger, såsom isbade samt reaktorer og flow celler med kølejakker. Resultaterne af ultralydslipososomproduktionen er reproducerbare, hvilket er vigtigt for en standardiseret proces og en konstant høj produktkvalitet.
Høj kvalitet fosfolipider byder på en høj procentdel af phosphatidylcholin og phosphatidylethanolamin giver en stabil liposom shell, der forhindrer lækage af næringsstoffer. En stærk fosfolipid shell beskytter også indkapslet næringsstoffer mod oxidativ og termisk nedbrydning. Derfor er et afbalanceret forhold mellem phosopholipider og vandige fase til indkapslede næringsstoffer (bioaktive molekyler) afgørende.

Højtydende ultralydapparater til Liposomproduktion

Hielscher Ultrasonics' systemer er pålidelige maskiner, der anvendes i den farmaceutiske og supplere produktionen til at formulere høj kvalitet liposomer fyldt med vitaminer, antioxidanter, flavonoider, peptider, polyfenoler og andre bioaktive forbindelser / næringsstoffer. For at imødekomme kundernes krav leverer Hielscher ultralydapparater fra den kompakte håndholdte laboratoriehomogenisator og bench-top ultralydapparater til fuldt industrielle ultralydsystemer til produktion af store mængder liposoleformuleringer. Ultralyd liposomformulering kan køres som batch eller som kontinuerlig inline proces ved hjælp af en ultralyd flow-through reaktor. En bred vifte af ultralydsonnotroder (sonder) og reaktorfartøjer er tilgængelige for at sikre en optimal opsætning til din liposomproduktion. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift i tunge og krævende miljøer.
Den præcise kontrol over alle vigtige procesparametre såsom amplitude, tryk, temperatur og sonikeringstid gør ultralydsprocessen pålidelig og reproducerbar. Hielscher Ultrasonics kender betydningen af kontinuerligt høj produktkvalitet og understøtter supplement og terapeutiske producenter til at gennemføre processtandardisering og GMP (Good Manufacturing Practices) ved intelligent software og automatisk dataoptagelse. Vores digitale ultralydhomogenisatorer registrerer automatisk alle ultralydsprocesparametre på et indbygget SD-kort. Digitale berøringsskærme og browserfjernbetjening giver mulighed for kontinuerlig procesovervågning og gør det muligt at justere procesparametrene præcist, når det er nødvendigt. Dette letter procesovervågning og kvalitetskontrol betydeligt.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: