Cannabisolie / CBD-nanoemulsion med ultralyd

At fremstille klare, gennemskinnelige cannabisnanoemulsioner er en reel udfordring. Ultralydsemulgatorer er en yderst effektiv teknik til at fremstille klare nanoemulsioner, der er stabile over lang tid og indkapsler cannabinoider. CBD, CBG eller THC, der er nanoemulgeret med ultralyd, har en betydeligt højere biotilgængelighed.

Fremstil CBD-nanoemulsioner med en ultralydssonde

Ultralydskavitation er en meget effektiv emulgeringsmetode til at fremstille overlegne emulsioner i nanostørrelsesområdet. Sonikering af uklare emulsioner (mikroemulsioner, ca. 150 til 100nm) gør dem gennemskinnelige eller klare og transparente, fordi den reducerer CBD-dråbestørrelsen til meget små dråber i størrelsesordenen ca. 10nm. Dette øger emulsionens stabilitet betydeligt. Emulsioner fremstillet med ultralyd er ofte stabile i sig selv uden tilsætning af en emulgator eller et overfladeaktivt stof.
For cannabisolie forbedrer nanoemulgering cannabinoidernes optagelse og biotilgængelighed og giver dermed en mere udtalt virkning ved oral indgivelse. Sammenlignet med konventionelle CBD-formuleringer gør nanoemulsioner det derfor muligt at anvende en lavere dosis af cannabisproduktet og opnå de samme virkninger.

Cannabisolieemulsioner er suspensioner af cannabinoider i mikro- eller nanostørrelse til cannabis-, hamp-, THC- eller CBD-baserede produkter såsom tinkturer, kapsler, lotioner og væskepatroner til e-cigaretter. Cannabinoider såsom THC, CBD osv. er lipofile (= hydrofobe). Derfor kræver de kraftig forskydning for at dispergere cannabinoidet i vandbaserede formuleringer. Cannabinoider er ikke opløselige i vand, men de har god opløselighed i upolære opløsningsmidler såsom olier og fedtstoffer. Det kræver en egnet emulgeringsteknik at overvinde cannabinoidernes manglende blandbarhed med vand. Intens ultralydskavitation er en velkendt og veletableret teknik til at fremstille findelte, stabile emulsioner (o/w, w/o, w/o/w, o/w/o, mikro- og nanoemulsioner).

Olie: Vegetabilske olier såsom olivenolie, kokosolie eller MCT-olie fremmer optagelsen af de aktive stoffer fra cannabis i fordøjelsessystemet. Cannabinoider såsom CBD og THC kan næppe optages uden olie eller fedt. For at opnå optimal optagelse emulgeres cannabisekstrakter for det meste i olie og videreforarbejdes derefter til en emulsion.
Emulgator: Lecithin, der fås som pulver, granulat og i flydende form, er en emulgator, som er egnet til fødevarer og medicinske produkter. Til cannabisolieemulsioner er lecithin en af de mest almindelige emulgatorer. Andre emulgatorer, der giver gode resultater, er gummi arabicum eller stivelsesbaserede emulgatorer.

Sådan fremstilles en cannabisemulsion med sonikering

Til fremstilling af stabile CBD-nanoemulsioner fungerer en blanding af polysorbat 80 og lecithin meget godt. Der er ingen grund til at købe overprissatte færdigblandinger, da begge tilsætningsstoffer er let tilgængelige i fødevarekvalitet.

• Polysorbat 80: også kendt som Alkest TW 80, Scattics, Canarcel, Poegasorb 80, Montanox 80, Tween 80
• Lecithin: Lipoid er en producent af lecithin af høj kvalitet.

 
Opskrifter til formulering af CBD-nanoemulsioner
 
Til en CDB-nanoemulsion på 2wt% (olie i vand) anvendes: 2wt% CBD-olie, 2wt% polysorbat 80, 1wt% lecithin, 95wt% vand
Til en CDB-nanoemulsion på 5wt% (olie i vand) anvendes: 5wt% CBD-olie, 3,3wt% polysorbat 80, 1,7wt% lecithin, 90wt% vand
 

Ultralydsenergibehov: ca. 300 til 400Ws/g sonikeringsenergi ved amplituder på 40 til 70 mikrometer. Ultralydsapparaterne UP200Ht eller UP400St er egnede emulgeringsapparater til op til 5L pr. batch.
 

Trinvis protokol til fremstilling af en CBD-nanoemulsion med ultralyd:

1. Olieblanding: Til fremstillingen forblandes ca. 10mL cannabisolie (f.eks. CBD-olie, has oil BHO) med 40mL olivenolie!
2. Olie-i-vand-nanoemulsion: Til fremstilling af cannabisolieemulsionen anvendes et bægerglas med ca. 100mL vand. Tilsæt ca. 10–15 gram flydende sojalecithin som emulgator. Vandet skal have stuetemperatur. Anbring bægerglasset med vand i et vandbad for at styre temperaturen under sonikeringen. Sænk sonotroden på UP400St ned i bægerglasset med vand. Indstil amplituden til 50% til sonikeringen. Hæld langsomt cannabisolie-/olivenolieblandingen i de 100mL vand ved stuetemperatur, mens vandet sonikeres, for at danne en nanoemulsion. For at opnå en bedre emulsion tilsættes den forblandede olie til vandet lige under sonotroden ved hjælp af en pipette eller sprøjte.

Til anlæg i større skala, der anvender en flowcelle, bruges Hielscher MultiPhaseCavitator InsertMPC48 til at injicere CBD-olien direkte i området med ultralydskavitation under ultralydssonotroden. MultiPhaseCavitator InsertMPC48 bruges til kontinuerlig produktion af nanoemulsioner med ultralyd og sikrer ensartet nanoemulgering af CBD-olie i vandblandinger.

Bæreoliers rolle i nanoemulsioner fremstillet med ultralyd

Bæreolier er en vigtig komponent ved fremstilling af CBD-nanoemulsioner med ultralyd.
For at skabe en stabil nanoemulsion skal CBD-olien dispergeres ensartet i hele vandfasen. Her kommer bæreolier ind i billedet. Bæreolier er typisk lettere, mindre viskøse olier, der er mere blandbare med vand end CBD-olie. De bruges til at fortynde CBD-olien og gøre det lettere at dispergere den i vandfasen.
Bæreolier spiller også en rolle for nanoemulsionens stabilitet. Den anvendte type bæreolie kan påvirke nanoemulsionens dråbestørrelse og stabilitet. Visse olier kan for eksempel være bedre til at stabilisere små dråber, mens andre kan være bedre til at forhindre dråbernes koalescens over tid.
Ud over deres funktionelle rolle kan bæreolier også påvirke slutproduktets sensoriske egenskaber. De kan påvirke nanoemulsionens tekstur, farve og aroma.
Samlet set er bæreolier en vigtig komponent ved fremstilling af CBD-nanoemulsioner med ultralyd. De hjælper med at dispergere CBD-olien i vandfasen og stabilisere nanoemulsionen og kan påvirke slutproduktets sensoriske egenskaber.

Liste over gode bæreolier til CBD-nanoemulsioner fremstillet med ultralyd

I vores eksempel ovenfor bruger vi olivenolie som bæreolie til cannabisolienanoemulsionen fremstillet med ultralyd. Ud over olivenolie er der flere andre muligheder, som også er almindeligt anvendte. Den bedste bæreolie til CBD-nanoemulsioner kan afhænge af nogle få faktorer såsom den ønskede dråbestørrelse, stabilitet og slutproduktets sensoriske egenskaber. Her er nogle almindelige bæreolier, der bruges til CBD-nanoemulsioner, og nogle af deres egenskaber:

• MCT-olie (mellemkædede triglycerider): MCT-olie er en let, farveløs og smagsneutral olie, der udvindes af kokosolie. Den er et populært valg til CBD-nanoemulsioner, fordi den er meget stabil, har lang holdbarhed og kan bidrage til at danne små dråber.
• Solsikkeolie: Solsikkeolie er en olie med neutral smag og et højt indhold af umættede fedtsyrer. Den er et godt valg til CBD-nanoemulsioner, fordi den kan bidrage til at danne små dråber og har høj oxidativ stabilitet.
• Hampefrøolie: Hampefrøolie er en populær bæreolie til CBD-produkter, fordi den er rig på omega-3- og omega-6-fedtsyrer. Den kan bruges som bæreolie til CBD-nanoemulsioner, men den er muligvis ikke så stabil som andre olier og kan danne større dråber.
• Vindruekerneolie: Vindruekerneolie er en let, smagsneutral olie med et højt indhold af umættede fedtsyrer. Den er et godt valg til CBD-nanoemulsioner, fordi den kan bidrage til at danne små dråber og har høj oxidativ stabilitet.

I sidste ende afhænger valget af bæreolie af produktets specifikke krav og de ønskede sensoriske egenskaber. Det er vigtigt at bemærke, at valget af emulgator og procesbetingelser (såsom energitilførslen under sonikering) også kan have betydelig indflydelse på den færdige nanoemulsions egenskaber.

Smal fordelingskurve for en hampeolie-i-vand-nanoemulsion fremstillet med ultralydsapparatet UP400St.

Liposomale emulsioner af CBD

Sonikering er den foretrukne metode til at fremstille liposomalt CDB eller liposomalt THC som farmaceutiske og kosmetiske vesikler. Liposomer er lipidbaserede nanobærere for aktive lægemiddelkomponenter, som forbedrer biotilgængeligheden og de terapeutiske virkninger af de aktive stoffer såsom CBD eller THC. Da cannabinoider er meget følsomme molekyler, er de tilbøjelige til at blive nedbrudt ved oxidation samt af forskellige enzymer. Nanoindkapsling af CBD eller THC i liposomer forhindrer nedbrydningen af cannabinoiderne. Sonikering kan effektivt indkapsle cannabinoiderne i liposomer.
Klik her for at læse mere om liposomal indkapsling af aktive stoffer!
 

THC-/CBD-nanoemulsioners stabilitet

For at fremstille olie-i-vand-nanoemulsioner (o/w), der er stabile over lang tid, er det nødvendigt at anvende et egnet overfladeaktivt stof eller at danne liposomer, der indkapsler de lipofile bioaktive forbindelser i en bæreolie. Til cannabisolie bør bæreolien være af fødevarekvalitet, og den bør ikke påvirke slutproduktets udseende, smag eller stabilitet. Kokosolie (MCT) og olivenolie er gode bæreolier til cannabinoider. Bæreolier er en meget vigtig faktor for at skabe en fysisk-kemisk stabil emulsion, da de kan bidrage til at beskytte emulsionen mod Ostwald-modning. Ostwald-modning er den drivkraft, der destabiliserer en emulsion ved at gøre dråberne større. Nanoemulsioner af langkædede triglycerider er stabile over lang tid over for Ostwald-modning. Olivenolie og kokosolie indeholder langkædede triglycerider, så både olivenolie og kokosolie er egnede bæreolier til THC eller CBD.

Ultralydsudstyr til nanoemulgering

Du kan fremstille en CBD-nanoemulsion i batchdrift eller kontinuerlig drift ved hjælp af en ultralydsemulgeringsmaskine. Hielscher ultralydshomogenisatorer er kraftfulde emulgatorer til fremstilling af stabile CBD-nanoemulsioner. Fremstilling af cannabisolieemulsioner (o/w) med ultralyd er en nem og hurtig procedure, der overbeviser med optimale resultater.
Hielscher Ultrasonics er den førende leverandør af kraftfulde og pålidelige ultralydssystemer. Sortimentet dækker hele spændet fra laboratorie- og bordapparater til fuldt industrielle maskiner til behandling af store volumener under krævende forhold. Almindelige anvendelser af Hielscher ultralydsmaskiner omfatter emulgering, homogenisering og ekstraktion til fødevarer og drikkevarer samt i den farmaceutiske eller kosmetiske industri.