Ultralydproducerede liposomer viser en meget høj indfangningseffektivitet, høj belastningskapacitet og ensartet lille sfærisk størrelse. Derved tilbyder ultralydsliposomer fremragende biotilgængelighed. Hielscher Ultrasonics tilbyder ultralydapparater til pålidelig produktion af pharma-grade liposomer i batch og kontinuerlig tilstand.

Fordele ved Ultrasonic Liposome Produktion

Ultralyd liposom indkapsling er en teknik, der anvendes til at indkapsle lægemidler eller andre terapeutiske midler inden liposomer ved hjælp af ultralyd energi. Sammenlignet med andre metoder til liposomindkapsling har ultralydindkapsling flere fordele, der gør det til den overlegne produktionsteknik.

• Høj belastning, høj indfangningseffektivitet: Ultralyd liposom produktion er velkendt for at producere liposomer med en høj belastning af aktive ingredienser, fx C-vitamin, lægemiddelmolekyler osv. Samtidig viser sonikeringsmetoden en høj indfangningseffektivitet. Det betyder, at en høj procentdel af det aktive stof er indkapslet ved ultralydbehandling. Afslutningsvis gør dette ultralydbehandling til en yderst effektiv metode til liposomproduktion.
• Ensartet små liposomer: En fordel ved ultralyd liposom indkapsling er dens evne til at producere meget ensartede liposomer med en smal størrelse fordeling. Ultralydenergi kan bruges til at bryde større liposomer eller lipidaggregater op i mindre, mere ensartede liposomer. Dette fører til større konsistens i liposomernes størrelse og form, hvilket kan være vigtigt for lægemiddelleveringsapplikationer, hvor partiklernes størrelse kan påvirke deres farmakokinetik og effektivitet.
• Gælder for alle molekyler: En anden fordel ved ultralyd liposom indkapsling er dens evne til at indkapsle en bred vifte af lægemidler og andre terapeutiske midler. Teknikken kan bruges til at indkapsle både hydrofile og hydrofobe lægemidler, hvilket kan være svært at gøre med andre metoder. Derudover kan ultralydsenergi bruges til at indkapsle makromolekyler og nanopartikler, som kan være for store til at indkapsle med andre metoder.
• Hurtig og pålidelig: Ultralyd liposom indkapsling er også en relativt enkel og hurtig proces. Det kræver ikke brug af hårde kemikalier eller høje temperaturer, hvilket kan være skadeligt for de terapeutiske midler, der indkapsles.
• Opskalering: Derudover kan teknikken let skaleres op til storskala produktion, hvilket gør den til en omkostningseffektiv mulighed for lægemiddelleveringsapplikationer.

Sammenfattende er ultralyd liposomindkapsling en overlegen teknik til liposomindkapsling på grund af dets evne til at producere ensartede liposomer med en smal størrelsesfordeling, indkapsle en bred vifte af terapeutiske midler og dens enkelhed og skalerbarhed.

Ultralyd liposomforberedelse til lægemidler og kosmetik

Liposomer (lipidbaserede vesikler), transferosomer (ultradeformerbare liposomer), etosomer (ultradeformerbare vesikler med højt alkoholindhold) og niosomer (syntetiske vesikler) er mikroskopiske vesikler, som kunstigt kan fremstilles som kugleformede bærere, hvori aktive molekyler kan indkapsles. Disse vesikler med diametre mellem 25 og 5000 nm bruges ofte som lægemiddelbærere i den farmaceutiske og kosmetiske industri, såsom oral eller topisk lægemiddelafgivelse, genterapi og immunisering. Ultralydbehandling er en videnskabeligt bevist metode til højeffektiv liposomproduktion. Hielscher ultralydapparater producerer liposomer med høj belastning af aktive ingredienser og overlegen biotilgængelighed.

Liposomer og liposomal formulering

Liposomer er unilamellære, oligolamellære eller multilamellære vesikulære systemer og er sammensat af det samme materiale som en cellemembran (lipiddobbeltlag). Med hensyn til deres sammensætning og størrelse differentieres liposomer som følger:

• multilamellære vesikler (MLV, 0,1-10μm)
• små unilamellære vesikler (SUV, <100 nm)
• store unilamellære vesikler (LUV, 100-500 nm)
• kæmpe unilamellære vesikler (GUV, ≥1 μm)

Hovedstrukturen af liposomer består af phospholipider. Fosfolipider har en hydrofil hovedgruppe og en hydrofob halegruppe, der består af en lang carbonhydridkæde.
Liposomemembranen har en meget lignende sammensætning som hudbarrieren, så de let kan integreres i den menneskelige hud. Da liposomerne fusionerer med huden, kan de laste de indfangede stoffer direkte til destinationen, hvor aktiverne kan opfylde deres funktioner. Således skaber liposomerne en forbedring af hudgennemtrængelighed / permeabilitet for de indkapslede farmaceutiske og kosmetiske midler. Liposomer uden indkapslede midler, de ledige vesikler, er også potente aktivstoffer til huden, da phosphatidylcholin inkorporerer to essenser, som den menneskelige organisme ikke selv kan producere: linolsyre og cholin.
Liposomer anvendes som biokompatible bærere af lægemidler, peptider, proteiner, plasmatisk DNA, antisense-oligonukleotider eller ribozymer til farmaceutiske, kosmetiske og biokemiske formål. Den enorme alsidighed i partikelstørrelse og i fysiske parametre af lipiderne giver et attraktivt potentiale til konstruktion af skræddersyede køretøjer til en lang række anvendelser. (Ulrich 2002)

Ultralyd liposomerdannelse

Liposomer kan dannes ved brug af ultralyd. Basismaterialet til liposompræparation er amphile molekyler afledt eller baseret på biologiske membranlipider. Til dannelse af små unilamellære vesikler (SUV) sonificeres lipiddispersionen forsigtigt – f.eks. med den håndholdte ultralydsenhed UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter eller ultralydreaktoren CupHorn – i et isbad. Varigheden af ​​en sådan ultralydsbehandling varer ca. 5 - 15 minutter. En anden metode til fremstilling af små unilamellære vesikler er sonikationen af ​​de multi-lamellære vesikler liposomer.
Dinu-Pirvu et al. (2010) rapporterer opnåelsen af ​​transferosomer ved lydbehandling af MLV'er ved stuetemperatur.
Hielscher Ultrasonics tilbyder forskellige ultralydsenheder, sonotroder og tilbehør og kan derved give den mest egnede ultralydsopsætning til en yderst effektiv liposomindkapsling i enhver skala.

Ultralydindkapsling af aktive stoffer i liposomer

Liposomer fungerer som bærere af aktive ingredienser såsom vitaminer, terapeutiske molekyler, peptider osv. Ultralyd er et effektivt værktøj til at forberede og danne liposomer til indfangning af aktive stoffer. Samtidig hjælper sonikering indkapslings- og indfangningsprocessen, således at liposomer med en høj belastning af aktive ingredienser produceres. Før indkapsling har liposomerne tendens til at danne klynger på grund af overfladeladningsladningsinteraktionen mellem phospholipidpolære hoveder (jf. Míckova et al. 2008), desuden skal de åbnes. Som eksempel beskriver Zhu et al. (2003) indkapslingen af biotinpulver i liposomer ved ultralydbehandling. Da biotinpulveret blev tilsat i vesikelsuspensionsopløsningen, er opløsningen blevet sonikeret. Efter denne behandling blev biotin fanget i liposomerne.

Liposomale emulsioner med ultralydbehandling

For at forbedre den plejende virkning af fugtgivende eller anti-aldrende cremer, tilsættes lotioner, geler og andre kosmeceutiske formuleringer emulgator til liposomdispersionerne for at stabilisere højere mængder af lipider. Men undersøgelser havde vist, at liposomernes evne generelt er begrænset. Ved tilsætning af emulgeringsmidler fremkommer denne virkning tidligere, og de yderligere emulgeringsmidler forårsager en svækkelse af phosphatidylcholinens barrieraffinitet. Nanopartikler – sammensat af phosphatidylcholin og lipider - er svaret på dette problem. Disse nanopartikler er dannet af en oliedråbe, som er dækket af et monolag af phosphatidylcholin. Anvendelsen af ​​nanopartikler tillader formuleringer, som er i stand til at absorbere flere lipider og forbliver stabile, således at der ikke er behov for yderligere emulgatorer.
Ultralydbehandling er en gennemprøvet metode til fremstilling af nanoemulsioner og nanodispersioner. Meget intensiv ultralyd forsyner den nødvendige effekt til at sprede en flydende fase (dispergeret fase) i små dråber i en anden fase (kontinuerlig fase). I dispergeringszonen forårsager implangerende kavitationsbobler intensive chokbølger i den omgivende væske og resulterer i dannelse af væskestråler med høj væskehastighed. For at stabilisere de nydannede dråber af dispergeringsfasen mod koalescens tilsættes emulgeringsmidler (overfladeaktive stoffer, overfladeaktive stoffer) og stabilisatorer til emulsionen. Da koalescens af dråberne efter forstyrrelse påvirker den endelige dråbestørrelsesfordeling, anvendes effektivt stabiliserende emulgeringsmidler til at opretholde den endelige dråbestørrelsesfordeling på et niveau, som er lig med fordelingen umiddelbart efter dråbeafbrydelsen i ultralyddispergeringszonen.

Liposomale dispersioner ved hjælp af ultralydbehandling

Liposomale dispersioner, der er baseret på umættet phosphatidylchlor, mangler stabilitet mod oxidation. Stabiliseringen af ​​dispersionen kan opnås ved hjælp af antioxidanter, såsom ved et kompleks af vitaminer C og E.
Ortan et al. (2002) opnået i deres undersøgelse vedrørende ultralydsberedning af Anethum graveolens æterisk olie i liposomer gode resultater. Efter sonikering var liposomernes størrelse mellem 70-150 nm og for MLV mellem 230-475 nm; Disse værdier var omtrent konstante også efter 2 måneder, men efterladt efter 12 måneder, især i SUV-dispersion (se histogrammer nedenfor). Stabilitetsmåling, hvad angår essentielt olietab og størrelsesfordeling viste også, at liposomdispersioner opretholdt indholdet af flygtig olie. Dette antyder, at indfangningen af ​​den essentielle olie i liposomer øger oliestabiliteten.

Ortan et al. (2009): Stabilitet af MLV og SUV dispersioner efter 1 år. Liposomale formuleringer blev opbevaret ved 4±1 ºC.

Hielscher ultralydsprocessorer er de ideelle enheder til applikationer i den kosmetiske og farmaceutiske industri. Systemer bestående af flere ultralydsprocessorer på op til 16.000 watt hver, giver den nødvendige kapacitet til at oversætte denne lab ansøgning til en effektiv produktionsmetode til at opnå fint dispergerede emulsioner i kontinuerlig strøm eller i en batch – opnå resultater, der kan sammenlignes med nutidens bedste højtrykshomogenisatorer, der findes, såsom åbningsventiler. Ud over denne høje effektivitet i den kontinuerlige emulgering kræver Hielscher ultralydsenheder meget lav vedligeholdelse og er meget nemme at betjene og rengøre. Ultralydet understøtter faktisk rengøring og skylning. Ultralydseffekten er justerbar og kan tilpasses bestemte produkter og emulgeringskrav. Særlige flowcellereaktorer, der opfylder de avancerede CIP (clean-in-place) og SIP (sterilize-in-place) krav, er også tilgængelige.

Litteratur / Referencer