Producción de vitamina C liposomal mediante ultrasonidos
Las formulaciones de vitaminas liposomales son conocidas por su mayor biodisponibilidad y tasa de absorción. La vitamina C, un antioxidante, es un suplemento habitual utilizado en preparados nutricionales y medicamentos para apoyar el sistema inmunitario del organismo humano. La ultrasonicación es un método fiable y seguro para producir liposomas y nanoliposomas de alta calidad. El proceso de encapsulación ultrasónica produce liposomas con una elevada carga de sustancias activas, como la vitamina C.
Vitamina C liposomal producida mediante ultrasonicación
La ventaja de las vitaminas liposomales es que se administran como una formulación líquida con mayor biodisponibilidad, en lugar de en forma de comprimidos o polvos convencionales. Esto significa que las vitaminas se encapsulan en el núcleo de células esféricas de fosfolípidos, denominadas liposomas. Dado que los liposomas tienen una composición de fosfolípidos similar a la de las membranas lipídicas de las células humanas, las células del organismo los absorben significativamente mejor. Por ello, los liposomas se utilizan en formulaciones medicinales y productos farmacéuticos, suplementos y nutracéuticos, cosmecéuticos y productos cosméticos. La ultrasonicación es un método muy eficaz para encapsular moléculas, como los agentes terapéuticos, en liposomas. La producción ultrasónica de liposomas se caracteriza por una elevada eficiencia de incorporación, lo que significa que un alto porcentaje de principios activos (p. ej., vitamina C) queda encapsulado en los liposomas. Al mismo tiempo, la sonicación garantiza que los liposomas tengan un tamaño uniformemente pequeño, lo que facilita su absorción por las células humanas. Por tanto, los liposomas de vitamina C encapsulada mediante ultrasonidos ofrecen una biodisponibilidad y una eficacia muy elevadas. En conjunto, la formación ultrasónica de liposomas es muy eficiente y proporciona liposomas de calidad superior.
UIP1000hdT con reactor de flujo de vidrio para la producción de liposomas
Instrucciones paso a paso para la encapsulación ultrasónica de vitamina C en liposomas
La vitamina C liposomal es una forma de administración de vitamina C que mejora su absorción y biodisponibilidad. La ultrasonicación con sonda es un método eficiente y fiable para producir liposomas.
El siguiente protocolo presenta los pasos generales para producir vitamina C liposomal con un ultrasonicador de sonda:
- Mezcle vitamina C en polvo con una pequeña cantidad de agua destilada para formar una solución.
- Añada la solución de vitamina C a una solución de fosfolípidos (como lecitina de soja) en una proporción volumétrica de 1:10 (vitamina C:fosfolípidos).
- Coloque la mezcla en un vaso de precipitados de vidrio e introduzca en la solución la sonda del ultrasonicador, p. ej., un UP200Ht con S26d14.
- Someta la mezcla a ultrasonicación con el ultrasonicador de sonda durante 5–10 minutos, con un ajuste de potencia aproximado de 200 W (frecuencia de 26 kHz). Mueva suavemente la sonda del ultrasonicador por la solución durante el proceso de sonicación. Evite que la sonda entre en contacto con la pared del vaso de precipitados (ya que los vasos de vidrio pueden romperse).
- Después de la sonicación, deje reposar la mezcla durante 10–15 minutos para permitir que se formen los liposomas.
- Conserve el producto en un frasco de vidrio oscuro y, preferiblemente, en el frigorífico para mantener su estabilidad a largo plazo.
Tenga en cuenta que el protocolo exacto puede variar según el ultrasonicador y los materiales específicos utilizados. Además, factores como el pH, la temperatura y la presencia de otras sustancias pueden afectar a la estabilidad y la calidad de los liposomas, por lo que es importante controlar cuidadosamente estas variables durante el proceso de producción.
Los liposomas preparados mediante ultrasonidos ayudan a superar la corta semivida, la baja permeabilidad de la membrana celular y la escasa biodisponibilidad oral debida a la degradación gástrica y enzimática de estos compuestos bioactivos. La encapsulación en una bicapa de fosfolípidos protege los principios activos frente a la degradación y aumenta su tasa de absorción en las células.
Ultrasonicador UP200Ht para la incorporación eficiente de vitamina C en liposomas.
Formación ultrasónica de liposomas
Dado que la formación de liposomas y nanoliposomas no es un proceso espontáneo, se necesita una fuente de energía para promover el proceso de encapsulación. Los liposomas son vesículas lipídicas que se forman al añadir fosfolípidos, p. ej., lecitina, al agua, donde forman estructuras de bicapa cuando se aplica suficiente energía, p. ej., mediante sonicación. La ultrasonicación facilita la organización de las moléculas lipídicas, de modo que se obtiene una fase acuosa termodinámicamente estable. La sonicación no solo promueve la formación de liposomas, sino que también reduce su tamaño y da lugar a nanoliposomas. El tamaño de los liposomas es un factor importante para la biodisponibilidad y la tasa de absorción, ya que los liposomas más pequeños pueden atravesar las membranas celulares con mayor facilidad.
Reducción ultrasónica del tamaño de los liposomas
La dispersión ultrasónica es un método sencillo y eficiente para reducir el tamaño de los liposomas y fabricar nanoliposomas. Para preparar liposomas más pequeños, las vesículas hidratadas se someten a sonicación durante unos minutos con un ultrasonicador de sonda en un reactor con control de temperatura. Al ser un método no térmico y puramente mecánico, la reducción ultrasónica del tamaño no degrada los fosfolípidos ni los compuestos bioactivos.
Tras la formación de una película lipídica y su posterior rehidratación, se utiliza la sonicación para promover la incorporación de principios activos en el liposoma. Además, la sonicación permite obtener el tamaño de liposoma deseado.
UP400St, un potente homogeneizador ultrasónico de 400 vatios, para la producción de liposomas
Procesadores ultrasónicos para la producción de liposomas
Los sistemas de Hielscher Ultrasonics se utilizan ampliamente en la producción de productos farmacéuticos y suplementos para formular liposomas de alta calidad cargados con vitaminas, antioxidantes, péptidos, polifenoles y otros compuestos bioactivos. Para satisfacer las necesidades de sus clientes, Hielscher suministra ultrasonicadores que abarcan desde el compacto homogeneizador de laboratorio de mano y los ultrasonicadores de sobremesa hasta sistemas ultrasónicos totalmente industriales para la producción de grandes volúmenes de formulaciones liposomales. Se dispone de una amplia gama de sonotrodos y reactores ultrasónicos para garantizar una configuración óptima para su producción de liposomas. La robustez de los sonicadores de Hielscher permite el funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo intensivo y en entornos exigentes.
La siguiente tabla ofrece una orientación sobre la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros ultrasonicadores:
| Volumen por lote | Caudal | Equipos recomendados |
|---|---|---|
| 1 a 500 mL | 10 a 200 mL/min | UP100H |
| 10 a 2000 mL | 20 a 400 mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 a 20 L | 0,2 a 4 L/min | UIP2000hdT |
| 10 a 100 L | 2 a 10 L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
| n.a. | superior | conjunto de UIP16000 |
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Bibliografía/Referencias
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
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Información de interés
Vitamina C
La vitamina C, también conocida como ácido L-ascórbico o ascorbato, es un antioxidante hidrosoluble cuya fórmula química es C6H8O6. Como antioxidante, la vitamina C actúa como donante de electrones en diversas reacciones enzimáticas y no enzimáticas. Además, la vitamina C es un cofactor en numerosas reacciones enzimáticas que regulan funciones biológicas esenciales, como la cicatrización de heridas y la síntesis de colágeno. El escorbuto es la manifestación más conocida de la deficiencia grave de vitamina C y se produce debido a una alteración de la síntesis de colágeno.
Como vitamina, el ácido ascórbico es esencial para el organismo humano, lo que significa que el organismo no puede sintetizar vitamina C y debe obtenerla a través de los alimentos. Entre los alimentos ricos en vitamina C se encuentran los cítricos, el camu camu, la acerola, la col rizada, el escaramujo, la grosella negra y la guayaba, así como otras frutas y verduras.
Aunque una dieta equilibrada aporta fácilmente cantidades adecuadas de vitamina C, se utilizan con frecuencia suplementos alimenticios, como gotas de vitaminas, cápsulas, comprimidos, polvos y gominolas, para garantizar un aporte suficiente de vitaminas. La ingesta diaria de vitamina C recomendada por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria es de 110 mg/día para los hombres adultos y de 95 mg/día para las mujeres adultas.
En medicina, la vitamina C se administra en dosis elevadas bajo supervisión médica para apoyar los tratamientos contra el cáncer y reforzar el sistema inmunitario. Por ejemplo, los estudios han constatado que la ingesta regular de suplementos de vitamina C reduce la duración y la gravedad del resfriado y la gripe.
¿Qué es un liposoma?
Los liposomas son vesículas esféricas de tamaño microscópico que puede oscilar entre 30 nm y varios micrómetros. La encapsulación ultrasónica es una forma fiable de sintetizar liposomas en condiciones controladas. Los liposomas están compuestos principalmente por fosfolípidos, especialmente fosfatidilcolina, aunque también pueden incluir otros compuestos lipídicos, como la fosfatidiletanolamina de huevo.
Al ser vesículas formadas por fosfolípidos, los liposomas actúan como microcontenedores que encapsulan compuestos bioactivos, como vitaminas, antioxidantes, polifenoles, péptidos y sustancias farmacológicas (p. ej., vacunas y compuestos medicinales). La bicapa de fosfolípidos encapsula la sustancia bioactiva y la transporta al interior de las células. Dado que las bicapas de los liposomas están formadas por fosfolípidos similares a los de las membranas celulares, los liposomas pueden atravesar fácilmente estas membranas y transportar las sustancias bioactivas al interior de las células. Esto convierte a los liposomas en vehículos farmacológicos muy eficaces, con una elevada biodisponibilidad y tasa de absorción. Las propiedades anfifílicas de las bicapas de fosfolípidos hacen que los liposomas sean solubles tanto en líquidos acuosos como en líquidos polares.
Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrasónicos de alto rendimiento, desde equipos de laboratorio hasta escala industrial.