Ultralydsproduktion af liposomale omega-3 fedtsyrer

Nanoliposomer er yderst effektive lægemiddelbærere, der bruges til at forbedre biotilgængeligheden af bioaktive forbindelser såsom omega-2 fedtsyrer, vitaminer og andre stoffer. Ultralydsindkapsling af bioaktive forbindelser er en hurtig og enkel teknik til fremstilling af nanoliposomer med høje lægemiddelbelastninger. Ultralydsindkapsling i liposomer forbedrer forbindelsernes stabilitet og biotilgængelighed.

Liposomale Omega-3 fedtsyrer

Omega-3 fedtsyrer såsom eicosapentaensyre (EPA) og docosahexaensyre (DHA) spiller en afgørende rolle for, at mange vitale biokemiske reaktioner i den menneskelige krop fungerer korrekt. EPA og DHA findes mest i koldtvandsfisk, torskelever og skaldyr. Da ikke alle indtager de anbefalede to portioner fisk om ugen, bruges fiskeolie ofte i form af kosttilskud. Desuden bruges omega-3 fedtsyrer som EPA og DHA som terapier til behandling af hjerte-kar- og hjernesygdomme samt i kræftbehandling. For at forbedre biotilgængeligheden og absorptionshastigheden er ultralydindkapsling i liposomer en udbredt og vellykket anvendt teknik.

Ultralyd indkapsling af omega-3 fedtsyrer i liposomer

Ultralydsindkapsling er en pålidelig præparationsteknik til dannelse af liposomer med en høj belastning af aktive stoffer. Ultralyd nano-emulgering forstyrrer fosfolipid-dobbeltlagene og introducerer energi til at fremme samlingen af amfifile vesikler med sfærisk form, kendt som liposomer.
Ultralydbehandling gør det muligt at kontrollere liposomstørrelsen ultralydsforberedelsesprocessen: Liposomstørrelsen falder med stigende ultralydsenergi. Mindre liposomer giver en højere biotilgængelighed og kan transportere fedtsyremolekylerne med højere succesrate til målstederne, da den mindre størrelse letter permeabiliteten gennem cellemembraner.
Liposomer er kendt som potente lægemiddelbærere, som kan fyldes med lipofile såvel som hydrofile stoffer på grund af den amfifile struktur af dets dobbeltlag. En anden fordel ved liposomer er evnen til kemisk at modificere liposomer ved at inkludere lipidbundne polymerer i formuleringen, så optagelsen af indespærrede molekyler i målrettet væv forbedres, og lægemiddelfrigivelsen og dermed halveringstiden forlænges. Den liposomale indkapsling beskytter også de bioaktive forbindelser mod oxidativ nedbrydning, hvilket er en vigtig faktor for flerumættede fedtsyrer som EPA og DHA, der er tilbøjelige til oxidation.
Hadia et al. (2014) fandt, at ultralydsindkapsling af DHA og EPA ved hjælp af sonde-type ultralydsapparat UP200S gav overlegen indkapslingseffektivitet (�) med 56,9 ± 5,2 % for DHA og 38,6 ± 1,8 % for EPA. � for DHA og EPA af liposomer steg signifikant ved hjælp af ultralydbehandling (p værdi mindre end 0,05; statistisk signifikante værdier).

Ultralydsfremstillede liposomer fyldt med DHA- og EPA-fedtsyrer.
studie og billede: Hadian et al. 2014

Effektivitetssammenligning: Ultralydsindkapsling vs liposomekstrudering

Sammenligning af ultralydssonde-type indkapsling med badsonikering og ekstruderingsteknik opnås overlegen liposomdannelse ved sonde-sonikering.
Hadia et al. (2014) sammenlignede sondesonikering (UP200S), badsonikering og ekstrudering er som teknikker til fremstilling af omega-3 fiskeolieliposomer. Liposomer fremstillet ved sonde-type sonikering var sfæriske i form og opretholdt en høj strukturel integritet. Undersøgelsen konkluderede, at sonde-type sonikering af præ-formede liposomer letter fremstillingen af højt belastede DHA- og EPA-liposomer. Ved sonde-type sonikering blev omega-3 fedtsyrerne DHA og EPA indkapslet i den nanoliposomale membran. Indkapslingen gør omega-3 fedtsyrerne meget biotilgængelige og sparer dem mod oxidativ nedbrydning.

Vigtige faktorer for liposomer af høj kvalitet

Efter liposompræparation spiller stabilisering og opbevaring af liposomale formuleringer en afgørende rolle for at opnå en langtidsstabil og meget potent bærerformulering.
Kritiske faktorer, der påvirker liposomernes stabilitet, omfatter pH-værdien, opbevaringstemperaturen og opbevaringsbeholdermaterialer.
For en færdig formulering anses pH-værdien på ca. 6,5 for ideel, fordi lipidhydrolyse ved pH 6,5 reduceres til sin laveste hastighed.
Da liposomer kan oxidere og miste deres indespærrede stofbelastning, anbefales en opbevaringstemperatur på ca. 2-8 °C. Fyldte liposomer må ikke udsættes for fryse- og optøningsforhold, da fryse-optøningsstress fremmer lækage af indkapslede bioaktive forbindelser.
Opbevaringsbeholdere og opbevaringsbeholderlukninger bør vælges omhyggeligt, da liposomer ikke er kompatible med visse plastmaterialer. For at forhindre nedbrydning af liposomer bør injicerbare liposomsuspensioner opbevares i glasampuller i stedet for hætteglas med prop. Kompatibiliteten med elastomerpropperne på injektionshætteglas skal testes. For at undgå fotooxidation af lipidkompositterne er opbevaring beskyttet mod lys, f.eks. ved hjælp af en mørk glasflaske og opbevaring på et mørkt sted, meget vigtig. For infusible liposomformuleringer skal liposomsuspensionerne være forenelige med intravenøse slanger (fremstillet af syntetisk plast) sikres. Opbevaring og materialekompatibilitet skal angives på etiketten til liposomformuleringen. [jf. Kulkarni og Shaw, 2016]

Efter dannelsen af en lipidisk film efterfølgende rehydrering anvendes sonikering til at fremme indfangning af aktive ingredienser i liposomet. Derudover opnår sonikering den ønskede liposomstørrelse.

Højtydende ultralydapparater til liposomale formuleringer

Hielscher soniker er pålidelige maskiner, der anvendes i farmaceutisk og kosttilskudsproduktion 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 laboratoriehomogenisator og bord-top ultarsonicatorer til fuldt industrielle ultralydssystemer til produktion af store mængder liposomale formuleringer. Ultralyd liposomformulering kan køres som batch eller som kontinuerlig inline proces. En bred vifte af ultralydssonotroder (sonder) og reaktorbeholdere er tilgængelige for at sikre en optimal opsætning til din liposomproduktion. Hielscher sonikeres robusthed giver mulighed for 24/7 drift ved tunge opgaver og i krævende miljøer.
Nedenstående tabel giver dig en indikation af den omtrentlige behandlingskapacitet for vores ultralydapparater: