Ultralydproduktion af liposomale omega-3 fedtsyrer

Nanoliposomer er meget effektive lægemiddelbærere, der anvendes til at forbedre biotilgængeligheden af bioaktive forbindelser såsom omega-2 fedtsyrer, vitaminer og andre stoffer. Ultralyd indkapsling af bioaktive forbindelser er en hurtig og enkel teknik til at forberede nanoliposomer med høje lægemiddelbelastninger. Ultralydindkapsling i liposomer øger forbindelsernes stabilitet og biotilgængelighed.

Liposomal Omega-3 fedtsyrer

Omega-3 fedtsyrer såsom eicosapentaensyre (EPA) og docosahexaensyre (DHA) spiller en afgørende rolle for et velfungerende mange vitale biokemiske reaktioner i den menneskelige krop. EPA og DHA findes for det meste i koldtvandsfisk, torskelever og skaldyr. Da ikke alle forbruger de anbefalede to portioner fisk om ugen, fiskeolie bruges ofte i form af kosttilskud. Desuden anvendes omega-3 fedtsyrer som EPA og DHA som behandlingsmidler til behandling af hjerte-kar-sygdomme og hjernesygdomme samt i kræftbehandling. For at forbedre biotilgængeligheden og absorptionshastigheden er ultralydindkapsling i liposomer en bredt og succesfuldt anvendt teknik.

Ultralyd indkapsling af Omega-3 fedtsyrer i Liposomer

Ultralyd indkapsling er en pålidelig forberedelsesteknik til at danne liposomer med en høj belastning af aktive stoffer. Ultralyd nano-emulgering forstyrrer fosfolipid tolag og introducerer energi til at fremme samling af amfifile vesikler af sfærisk form, kendt som liposomer.
Ultralydgørelse gør det muligt at styre liposomstørrelse ultralydsforberedelsesprocessen: Den liposome størrelse falder med stigende ultralydsenergi. Mindre liposomer tilbyder en højere biotilgængelighed og kan transportere fedtsyre molekyler med højere succesrate til målet steder, da den mindre størrelse letter permeabilitet gennem cellemembraner.
Liposomer er kendt som potente lægemiddelbærere, som kan lastes med lipofile samt hydrofile stoffer på grund af den amfifile struktur af sine tolag. En anden fordel ved liposomer er evnen til kemisk at ændre liposomer ved at inkludere lipid-bundet polymerer i formulering, således at optagelse af indesluttede molekyler i målrettet væv forbedres, og lægemidlet frigivelse og dermed dens halveringstid forlænges. Den liposomale indkapsling beskytter de bioaktive forbindelser også mod oxidativ nedbrydning, som er en vigtig faktor for flerumættede fedtsyrer som EPA og DHA, som er tilbøjelige til oxidation.
Hadia et al. (2014) fandt, at ultralydindkapsling af DHA og EPA ved hjælp af sondetypen ultralydator UP200S gave superior encapsulation efficiency (%EE) with 56.9 ± 5.2% for DHA and 38.6 ± 1.8% for EPA. The %EE for DHA and EPA of liposomes increased significantly using ultrasonication (P værdi mindre end 0,05 statistisk signifikante værdier).

Ultralydfremstillede liposomer fyldt med DHA og EPA fedtsyrer.
Undersøgelse og billede: Hadian et al. 2014

Effektivitet sammenligning: Ultralyd indkapsling vs Liposom ekstrudering

Sammenligning ultralyd sonde-type indkapsling med bad sonikering og ekstrudering teknik, overlegen liposom dannelse opnås ved sonde-sonikering.
Hadia et al. (2014) sammenlignede sondesonikering (UP200S), bad sonikering, og ekstrudering er som teknikker til at forberede omega-3 fiskeolie liposomer. Liposomer fremstillet af sonde-type sonikering var sfærisk i form og opretholdt en høj strukturel integritet. Undersøgelsen konkluderede, at sonde-type sonikering af præ-dannede liposomer letter udarbejdelsen af højt belastede DHA og EPA liposomer. Ved sonde-type sonikering, omega-3 fedtsyrer DHA og EPA blev indkapslet i nanoliposomal membran. Indkapslingen gør omega-3 fedtsyrerne meget biotilgængelige og sparer dem mod oxidativ nedbrydning.

Vigtige faktorer for høj kvalitet Liposomer

Efter liposom præparat spiller stabilisering og opbevaring af liposomale formuleringer en afgørende rolle for at opnå en langsigtet stabil og meget potent bæreformulering.
Kritiske faktorer, der påvirker stabiliteten af liposomer omfatter pH-værdi, opbevaring temperatur, og opbevaring beholder materialer.
For en færdigformulering anses pH-værdien på ca. 6,5 for at være ideel, fordi lipidhydrolyse ved pH 6,5 lipidhydrolyse reduceres til den laveste hastighed.
Da liposomer kan oxidere og miste deres indesluttede stofbelastning, anbefales en opbevaringstemperatur ved ca. 2-8 °C. Loaded liposomer må ikke udsættes for fryse og tø betingelser som fryse-tø stress fremmer lækage af indkapslet bioaktive forbindelser.
Opbevaring beholder og opbevaring beholder lukninger bør nøje udvalgt, da liposomer ikke er kompatible med visse plastmaterialer. For at forhindre liposom nedbrydning, injicerbare liposom suspensioner bør opbevares i glas ampuller snarere end proppet injektion hætteglas. Kompatibilitet med elastomerpropper af injektionshætteglas skal testes. For at undgå fotooxidation af lipidkompositterne er opbevaring beskyttet mod lys, fx ved hjælp af en mørk glasflaske og opbevaring på et mørkt sted, meget vigtigt. For ukontrollerbare liposom formuleringer, kompatibilitet af liposom suspensioner med intravenøs slange (fremstillet af syntetisk plast) skal sikres. Opbevaring og materialekompatibilitet bør anføres på etiketten på liposomformuleringen. [jf. Kulkarni og Shaw, 2016]

Højtydende ultralydapparater til liposomale formuleringer

Hielscher Ultralydssystemer er pålidelige maskiner, der anvendes i den farmaceutiske og supplerer produktionen til at formulere liposomer af høj kvalitet fyldt med fedtsyrer, vitaminer, antioxidanter, peptider, polyfenoler og andre bioaktive forbindelser. For at imødekomme sine kunders krav leverer Hielscher ultralydapparater fra den kompakte håndholdte lab homogenisator og bænk-top ultarsonicators til fuldt industrielle ultralydsystemer til produktion af store mængder liposomale formuleringer. Ultralyd liposom formulering kan køres som batch eller som kontinuerlig inline proces. En bred vifte af ultralyd sonotrodes (sonder) og reaktorfartøjer er tilgængelige for at sikre en optimal opsætning til din liposomproduktion. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr giver mulighed for 24/7 drift ved kraftig og krævende miljøer.
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af den omtrentlige forarbejdningskapacitet hos vores ultralydapparater: