Τα λιποσώματα που παράγονται με υπερήχους δείχνουν πολύ υψηλή απόδοση παγίδευσης, υψηλή ικανότητα φόρτωσης και ομοιόμορφα μικρό σφαιρικό μέγεθος. Με αυτόν τον τρόπο, υπερήχων λιποσώματα προσφέρουν εξαιρετική βιοδιαθεσιμότητα. Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει υπερήχων για την αξιόπιστη παραγωγή λιποσωμάτων φαρμακευτικής ποιότητας σε παρτίδα και συνεχή λειτουργία.

Πλεονεκτήματα της υπερηχητικής παραγωγής λιποσώματος

Υπερήχων ενθυλάκωση λιποσωμάτων είναι μια τεχνική που χρησιμοποιείται για να ενθυλακώσει φάρμακα ή άλλους θεραπευτικούς παράγοντες μέσα λιποσώματα χρησιμοποιώντας υπερήχων ενέργεια. Σε σύγκριση με άλλες μεθόδους για την ενθυλάκωση λιποσωμάτων, υπερήχων ενθυλάκωση έχει πολλά πλεονεκτήματα που το καθιστούν την ανώτερη τεχνική παραγωγής.

• Υψηλή φόρτωση, υψηλή απόδοση παγίδευσης: Η παραγωγή υπερήχων λιποσωμάτων είναι γνωστό ότι παράγει λιποσώματα με υψηλό φορτίο δραστικών συστατικών, π.χ. βιταμίνη C, μόρια φαρμάκων κ.λπ. Ταυτόχρονα, η μέθοδος υπερήχων δείχνει υψηλή απόδοση παγίδευσης. Αυτό σημαίνει ότι ένα υψηλό ποσοστό της δραστικής ουσίας ενθυλακώνεται με υπερήχους. Συμπερασματικά, Αυτό καθιστά υπερήχους μια εξαιρετικά αποτελεσματική μέθοδο για την παραγωγή λιποσωμάτων.
• Ομοιόμορφα μικρά λιποσώματα: Ένα πλεονέκτημα της υπερηχητικής ενθυλάκωσης λιποσωμάτων είναι η ικανότητά της να παράγει εξαιρετικά ομοιόμορφα λιποσώματα με στενή κατανομή μεγέθους. Υπερήχων ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σπάσει μεγαλύτερα λιποσώματα ή συσσωματώματα λιπιδίων σε μικρότερα, πιο ομοιόμορφα λιποσώματα. Αυτό οδηγεί σε μεγαλύτερη συνέπεια στο μέγεθος και το σχήμα των λιποσωμάτων, το οποίο μπορεί να είναι σημαντικό για εφαρμογές χορήγησης φαρμάκων όπου το μέγεθος των σωματιδίων μπορεί να επηρεάσει τη φαρμακοκινητική και την αποτελεσματικότητά τους.
• Εφαρμόζεται σε οποιαδήποτε μόρια: Ένα άλλο πλεονέκτημα της ενθυλάκωσης υπερήχων λιποσώματος είναι η ικανότητά της να ενθυλακώνει ένα ευρύ φάσμα φαρμάκων και άλλων θεραπευτικών παραγόντων. Η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενθυλάκωση τόσο υδρόφιλων όσο και υδρόφοβων φαρμάκων, κάτι που μπορεί να είναι δύσκολο να γίνει με άλλες μεθόδους. Επιπλέον, η υπερηχητική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ενθυλάκωση μακρομορίων και νανοσωματιδίων, τα οποία μπορεί να είναι πολύ μεγάλα για να ενθυλακωθούν με άλλες μεθόδους.
• Γρήγορη και αξιόπιστη: Υπερήχων ενθυλάκωση λιποσωμάτων είναι επίσης μια σχετικά απλή και γρήγορη διαδικασία. Δεν απαιτεί τη χρήση σκληρών χημικών ουσιών ή υψηλών θερμοκρασιών, οι οποίες μπορεί να είναι επιζήμιες για τους θεραπευτικούς παράγοντες που ενθυλακώνονται.
• Κλιμάκωση: Επιπλέον, η τεχνική μπορεί εύκολα να κλιμακωθεί για παραγωγή μεγάλης κλίμακας, καθιστώντας την μια οικονομικά αποδοτική επιλογή για εφαρμογές χορήγησης φαρμάκων.

Συνοπτικά, υπερήχων ενθυλάκωση λιποσωμάτων είναι μια ανώτερη τεχνική για την ενθυλάκωση λιποσωμάτων λόγω της ικανότητάς της να παράγει ομοιόμορφα λιποσώματα με κατανομή στενού μεγέθους, να ενθυλακώνει ένα ευρύ φάσμα θεραπευτικών παραγόντων, και την απλότητα και επεκτασιμότητά της.

Υπερήχων Παρασκευή Λιποσώματος για Φαρμακευτικά και Καλλυντικά

Τα λιποσώματα (κυστίδια με βάση τα λιπίδια), τα τρανσφερόσωμα (υπερπαραμορφώσιμα λιποσώματα), τα ηθοσώματα (υπερπαραμορφώσιμα κυστίδια με υψηλή περιεκτικότητα σε αλκοόλ) και τα νιοσώματα (συνθετικά κυστίδια) είναι μικροσκοπικά κυστίδια, τα οποία μπορούν να παρασκευαστούν τεχνητά ως σφαιρικοί φορείς στους οποίους μπορούν να ενθυλακωθούν δραστικά μόρια. Αυτά τα κυστίδια με διάμετρο μεταξύ 25 και 5000 nm χρησιμοποιούνται συχνά ως φορείς φαρμάκων στη φαρμακευτική και καλλυντική βιομηχανία, όπως η από του στόματος ή τοπική χορήγηση φαρμάκων, η γενετική θεραπεία και η ανοσοποίηση. Υπερήχους είναι μια επιστημονικά αποδεδειγμένη μέθοδος για εξαιρετικά αποτελεσματική παραγωγή λιποσωμάτων. Hielscher υπερήχων παράγουν λιποσώματα με υψηλά φορτία δραστικών συστατικών και ανώτερη βιοδιαθεσιμότητα.

Λιποσώματα και λιποσωμιακή σύνθεση

Τα λιποσώματα είναι μονοστρωματικά, ολιγοελασματώδη ή πολυστρωματικά φυσαλιδώδη συστήματα και αποτελούνται από το ίδιο υλικό με μια κυτταρική μεμβράνη (λιπιδική διπλοστιβάδα). Όσον αφορά τη σύνθεση και το μέγεθός τους, τα λιποσώματα διαφοροποιούνται ως εξής:

• πολυστρωματικά κυστίδια (MLV, 0,1-10μm)
• μικρά μονοστρωματικά κυστίδια (SUV, <100 νμ)
• μεγάλα μονοστρωματικά κυστίδια (LUV, 100-500 nm)
• γιγαντιαία μονοστρωματικά κυστίδια (GUV, ≥1 μm)

Η κύρια δομή των λιποσωμάτων αποτελείται από φωσφολιπίδια. Τα φωσφολιπίδια έχουν μια υδρόφιλη ομάδα κεφαλής και μια υδρόφοβη ομάδα ουράς, η οποία αποτελείται από μια μακρά αλυσίδα υδρογονανθράκων.
Η μεμβράνη λιποσώματος έχει μια πολύ παρόμοια σύνθεση με το φράγμα του δέρματος, έτσι ώστε να μπορεί να ενσωματωθεί εύκολα στο ανθρώπινο δέρμα. Καθώς τα λιποσώματα συγχωνεύονται με το δέρμα, μπορούν να εκφορτώσουν τους παγιδευμένους παράγοντες απευθείας στον προορισμό, όπου τα ενεργά μπορούν να εκπληρώσουν τις λειτουργίες τους. Έτσι, τα λιποσώματα δημιουργούν μια ενίσχυση της διαπερατότητας / διαπερατότητας του δέρματος για τους εγκλωβισμένους φαρμακευτικούς και καλλυντικούς παράγοντες. Επίσης τα λιποσώματα χωρίς ενθυλακωμένους παράγοντες, τα κενά κυστίδια, είναι ισχυρά ενεργά για το δέρμα, καθώς η φωσφατιδυλοχολίνη ενσωματώνει δύο βασικά συστατικά, τα οποία ο ανθρώπινος οργανισμός δεν μπορεί να παράγει από μόνο του: το λινελαϊκό οξύ και τη χολίνη.
Τα λιποσώματα χρησιμοποιούνται ως βιοσυμβατό φορείς φαρμάκων, πεπτιδίων, πρωτεϊνών, πλασμικής DNA, αντιπληροφοριακά ολιγονουκλεοτίδια ή ριβοένζυμα, για φαρμακευτική, καλλυντική, και βιοχημικών σκοπούς. Η τεράστια ευελιξία στο μέγεθος των σωματιδίων και σε φυσικές παραμέτρους των λιπιδίων αποδίδει μία ελκυστική δυνατότητα για την κατασκευή εξατομικευμένων οχήματα για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. (Ulrich 2002)

Υπερήχων λιποσώματα Σχηματισμός

Τα λιποσώματα μπορούν να σχηματιστούν με τη χρήση υπερήχων. Το βασικό υλικό για λιποσώματος Προετοιμασία είναι amphilic μόρια που προέρχονται ή με βάση τη βιολογική λιπίδια μεμβράνης. Για το σχηματισμό μικρών μονοφολιδωτών φλυκταινών (SUV), η λιπιδική διασπορά υφίσταται κατεργασία με υπερήχους απαλά – π.χ. με τη φορητή συσκευή υπερήχων UP50H (50W, 30kHz), το VialTweeter ή τον υπερηχητικό αντιδραστήρα CupHorn – σε ένα λουτρό πάγου. Η διάρκεια μιας τέτοιας υπερηχητικής θεραπείας διαρκεί περ. 5 - 15 λεπτά. Μία άλλη μέθοδος για την παραγωγή μικρών μονοστρωματικών κυστιδίων είναι η κατεργασία με υπερήχους των πολυ-στρωματικούς κυστίδια λιποσωμάτων.
Dinu-Πίρβου et al. (2010) αναφέρει την απόκτηση του τρανσφερομονών με υπερήχους τα MLV σε θερμοκρασία δωματίου.
Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει διάφορες συσκευές υπερήχων, sonotrodes και αξεσουάρ και μπορεί έτσι να παρέχει την πιο κατάλληλη ρύθμιση υπερήχων για μια εξαιρετικά αποτελεσματική ενθυλάκωση λιποσωμάτων σε οποιαδήποτε κλίμακα.

Υπερήχων ενθυλάκωση δραστικών ουσιών σε λιποσώματα

Τα λιποσώματα λειτουργούν ως φορείς δραστικών συστατικών όπως βιταμίνες, θεραπευτικά μόρια, πεπτίδια κλπ. Ο υπέρηχος είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την προετοιμασία και το σχηματισμό λιποσωμάτων για την παγίδευση δραστικών παραγόντων. Ταυτόχρονα, κατεργασία με υπερήχους βοηθά τη διαδικασία ενθυλάκωσης και παγίδευσης, έτσι ώστε να παράγονται λιποσώματα με υψηλό φορτίο δραστικών συστατικών. Πριν από την ενθυλάκωση, τα λιποσώματα τείνουν να σχηματίζουν συστάδες λόγω της αλληλεπίδρασης επιφανειακού φορτίου-φορτίου των πολικών κεφαλών φωσφολιπιδίων (βλ. Míckova et al. 2008), επιπλέον πρέπει να ανοιχτούν. Για παράδειγμα, Zhu et al. (2003) περιγράφουν την ενθυλάκωση της σκόνης βιοτίνης σε λιποσώματα με υπερήχους. Καθώς η σκόνη βιοτίνης προστέθηκε στο διάλυμα εναιωρήματος κυστιδίων, το διάλυμα έχει υποβληθεί σε υπερήχους. Μετά από αυτή τη θεραπεία, η βιοτίνη παγιδεύτηκε στα λιποσώματα.

Λιποσωμικά γαλακτώματα με υπερήχους

Για να ενισχυθεί η επίδραση παγιοποίηση της ενυδάτωσης ή αντι-γήρανσης κρέμες, λοσιόν, γέλες και άλλα φυσικών καλλυντικών σκευασμάτων, γαλακτωματοποιητής προστίθενται στα λιποσωματικές διασπορές για τη σταθεροποίηση υψηλότερες ποσότητες λιπιδίων. Αλλά οι έρευνες είχαν δείξει ότι η ικανότητα των λιποσωμάτων είναι γενικά περιορισμένη. Με την προσθήκη της γαλακτωματοποιητές, αυτό το αποτέλεσμα θα εμφανιστεί νωρίτερα και οι πρόσθετες γαλακτωματοποιητές προκαλέσει εξασθένηση από τη συγγένεια φράγμα των φωσφατιδυλοχολίνη. νανοσωματίδια – αποτελούνται από φωσφατιδυλοχολίνη και λιπιδίων - είναι η απάντηση σε αυτό το πρόβλημα. Αυτά τα νανοσωματίδια σχηματίζονται από ένα σταγονίδιο ελαίου, το οποίο καλύπτεται από μία μονοστοιβάδα φωσφατιδυλοχολίνης. Η χρήση νανοσωματιδίων επιτρέπει σκευασμάτων τα οποία είναι ικανά να απορροφήσουν περισσότερα λιπίδια και παραμένουν σταθερά, έτσι ώστε επιπλέον γαλακτωματοποιητές δεν χρειάζονται.
Η υπερηχητική μέθοδος είναι μια αποδεδειγμένη μέθοδος για την παραγωγή νανογαλακτωμάτων και νανοδιασπολιώσεων. Ο υψηλής έντασης υπερηχογράφημα παρέχει την απαιτούμενη ισχύ για τη διασπορά μιας υγρής φάσης (διασκορπισμένη φάση) σε μικρά σταγονίδια σε μια δεύτερη φάση (συνεχής φάση). Στη ζώνη διασποράς, οι εμφυτευτικές φυσαλίδες σπηλαίωσης προκαλούν εντατικά κύματα κλονισμού στο περιβάλλον υγρό και οδηγούν στον σχηματισμό υγρών πίδακες υψηλής ταχύτητας υγρού. Προκειμένου να σταθεροποιηθούν τα νεοδημιουργημένα σταγονίδια της φάσης διασποράς κατά της συνδιέγερσης, στο γαλάκτωμα προστίθενται γαλακτωματοποιητές (επιφανειοδραστικές ουσίες, τασιενεργά) και σταθεροποιητές. Καθώς η συγκόλληση των σταγονιδίων μετά από διάρρηξη επηρεάζει την κατανομή του τελικού μεγέθους των σταγονιδίων, χρησιμοποιούνται αποτελεσματικά σταθεροποιητικοί γαλακτωματοποιητές για τη διατήρηση της τελικής κατανομής μεγέθους σταγονιδίων σε ένα επίπεδο που ισούται με την κατανομή αμέσως μετά τη διακοπή σταγονιδίων στη ζώνη διασποράς υπερήχων.

Λιποσωμικές διασπορές χρησιμοποιώντας υπερήχους

Οι λιποσωμικές διασπορές, οι οποίες βασίζονται σε ακόρεστο φωσφατιδυλοχλωρίδιο, στερούνται σταθερότητας έναντι οξείδωσης. Η σταθεροποίηση της διασποράς μπορεί να επιτευχθεί με αντιοξειδωτικά, όπως με σύμπλεγμα βιταμινών C και Ε.
Ortan et αϊ. (2002) πέτυχε στη μελέτη τους σχετικά με την υπερηχητική προετοιμασία της Anethum graveolens αιθέριο έλαιο σε λιποσώματα καλά αποτελέσματα. Μετά κατεργασία με υπερήχους, η διάσταση των λιποσωμάτων ήταν μεταξύ 70-150 nm, και για MLV μεταξύ 230 - 475 nm? αυτές οι τιμές ήταν περίπου σταθερή επίσης μετά από 2 μήνα, αλλά inceased μετά από 12 μήνα, ειδικά σε SUV διασποράς (βλέπε ιστογράμματα παρακάτω). Η μέτρηση της σταθερότητας, σχετικά με τις βασικές απώλεια ελαίου και η κατανομή μεγέθους, έδειξε επίσης ότι η λιποσωματική διασπορές διατήρησε το περιεχόμενο του πτητικού ελαίου. Αυτό υποδηλώνει ότι η παγίδευση του αιθέριου ελαίου σε λιποσώματα αύξησε την σταθερότητα του πετρελαίου.

Ortan et al. (2009): Σταθερότητα των διασπορών MLV και SUV μετά από 1 έτος. Τα λιποσωμικά σκευάσματα αποθηκεύτηκαν στους 4±1 ºC.

Hielscher υπερήχων επεξεργαστές είναι οι ιδανικές συσκευές για εφαρμογές στην καλλυντική και φαρμακευτική βιομηχανία. Συστήματα που αποτελούνται από διάφορους επεξεργαστές υπερήχων μέχρι 16.000 watt το καθένα, παρέχουν την ικανότητα που απαιτείται για τη μετάφραση αυτής της εργαστηριακής εφαρμογής σε μια αποτελεσματική μέθοδο παραγωγής για την απόκτηση λεπτών διασκορπισμένων γαλακτωμάτων σε συνεχή ροή ή σε παρτίδα – επιτυγχάνοντας αποτελέσματα συγκρίσιμα με αυτά των σημερινών καλύτερων διαθέσιμων ομογενοποιητών υψηλής πίεσης, όπως βαλβίδες στομίου. Εκτός από αυτή την υψηλή απόδοση στη συνεχή γαλακτωματοποίηση, Hielscher συσκευές υπερήχων απαιτούν πολύ χαμηλή συντήρηση και είναι πολύ εύκολο να λειτουργήσει και να καθαριστεί. Ο υπέρηχος υποστηρίζει πραγματικά τον καθαρισμό και το ξέπλυμα. Η υπερηχητική ισχύς είναι ρυθμιζόμενη και μπορεί να προσαρμοστεί σε συγκεκριμένα προϊόντα και απαιτήσεις γαλακτωματοποίησης. Διατίθενται επίσης ειδικοί αντιδραστήρες κυψελών ροής που πληρούν τις προηγμένες απαιτήσεις CIP (clean-in-place) και SIP (sterilize-in-place).

Λογοτεχνία / Αναφορές