Liposomas mediante el método de evaporación en fase inversa con sonicación
Los liposomas son nanotransportadores versátiles utilizados en la administración de fármacos debido a su biocompatibilidad y capacidad para encapsular fármacos tanto hidrofílicos como hidrofóbicos. El método de evaporación en fase inversa (también conocido como método de emulsificación o método de evaporación de disolventes) es una técnica prominente para la preparación de liposomas, que ofrece una alta eficiencia de encapsulación. Este artículo se centra en la preparación de liposomas mediante el método de evaporación en fase inversa mejorado con sonicación tipo sonda, destacando los pasos del procedimiento, los beneficios y las aplicaciones potenciales en los sistemas de administración de fármacos.
Metodología de preparación de liposomas mediante el método de evaporación en fase inversa
La formación de liposomas por el método de evaporación inversa mediante sonicación consiste en disolver los lípidos en una mezcla de disolventes orgánicos de cloroformo y metanol (2:1 v/v), que favorece la formación de micelas invertidas. A continuación, se añade a esta mezcla un tampón acuoso. La solución combinada se sonicará, por ejemplo, utilizando un sonicador tipo sonda como el UP400ST, para crear una microemulsión de agua en aceite. A continuación, el disolvente orgánico se evapora con un rotavapor, dando lugar a un gel viscoso que finalmente se colapsa para formar liposomas. El gran núcleo acuoso de las burbujas de la microemulsión favorece el atrapamiento de moléculas hidrófilas, lo que da lugar a geles liposomales que presentan una liberación controlada y un buen perfil de permeación. Por último, los liposomas se reducen a un tamaño uniforme utilizando el sonicador.
Protocolo / Instrucciones paso a paso:
- Pesar y disolver lípidos:
Pesar con precisión un total de 40 mg de L-α-fosfatidilcolina y colesterol en una proporción de masa de 4:1 o 7:3.
Disolver los lípidos pesados en 10 mL de una mezcla de cloroformo/metanol (4:1 v/v) en un matraz de fondo redondo. - Forma película lipídica:
Conectar el matraz de fondo redondo a un evaporador rotativo.
Girar el matraz a 8 x g a 40°C en condiciones de vacío hasta que se forme una fina película lipídica en las paredes del matraz. - Elimine los humos de disolvente:
Evacuar los vapores restantes de la mezcla de disolventes enjuagando el matraz con gas nitrógeno. - Redisolver la película lipídica:
Redisolver la película lipídica en 10 mL de éter dietílico para formar vesículas de fase inversa. - Preparar la fase acuosa:
Mezclar 5 mL de tampón PBS (0,1 M, pH 7,4) conteniendo el principio activo a encapsular y 20 mg de Tween 80 con la fase orgánica (éter dietílico con lípidos disueltos). - Sonicar la emulsión:
Colocar la emulsión w/o en un baño de hielo.
Sonicar la emulsión utilizando un sonicador tipo sonda UP200Ht a 26 kHz y modo de pulso al 50% (0,5 ciclos = 30 seg ON / 30 seg OFF) y amplitud al 50% durante 1 minuto. - Evaporar para formar gel:
Devolver la emulsión sonicada al rotavapor.
Evaporar bajo presión atmosférica a 40°C hasta obtener un gel. - Formar liposomas:
A continuación, evaporar el gel, rompiéndolo en un líquido semitransparente, lo que indica la formación de liposomas. - Suspensión final de liposomas:
Añadir otros 5 mL de tampón PBS (0,1 M, pH 7,4) a la suspensión de liposomas.
Agitar suavemente la mezcla.
Evacuar los vapores restantes de éter dietílico utilizando gas nitrógeno. - Almacenamiento:
Almacenar la suspensión final de liposomas a 4°C en un frigorífico hasta que se necesite.
Estas instrucciones describen paso a paso el proceso de preparación de liposomas mediante el método de evaporación en fase inversa con homogeneización ultrasónica, garantizando una elevada carga acuosa interna y una eficaz encapsulación del principio activo.
El método de evaporación en fase inversa, en particular mediante sonicación tipo sonda, es una técnica ampliamente adoptada para la preparación de liposomas, especialmente cuando se pretende una alta carga acuosa interna. Este método es ventajoso sobre el método tradicional de hidratación de película fina debido a su capacidad para incorporar una mayor cantidad de fase acuosa dentro de los liposomas.
Ventajas de la sonicación con sonda para la formación de liposomas
- Homogeneidad mejorada: La sonicación con sonda proporciona un aporte de energía constante, lo que da lugar a una distribución más uniforme del tamaño de los liposomas.
- Encapsulación mejorada: Las fuerzas mecánicas durante la sonicación mejoran la encapsulación del fármaco, especialmente en el caso de compuestos hidrófilos.
- Escalabilidad: Los métodos son fácilmente escalables, lo que los hace adecuados para la producción de liposomas a gran escala.
Aplicaciones de los liposomas en la administración de fármacos
Los liposomas preparados mediante los métodos de emulsificación y evaporación de disolventes con sonicación tipo sonda son adecuados para diversas aplicaciones de administración de fármacos, entre ellas:
- Administración selectiva de fármacos: La funcionalización de los liposomas con ligandos específicos permite su administración dirigida a tejidos o células concretos.
- Liberación controlada: La estructura de bicapa lipídica permite la liberación controlada del fármaco, mejorando la eficacia terapéutica.
- Versatilidad: Estos métodos admiten una amplia gama de agentes terapéuticos, desde pequeñas moléculas hasta biomoléculas de mayor tamaño, como proteínas y ácidos nucleicos.
El método de evaporación en fase inversa destaca especialmente por su mayor carga acuosa interna en comparación con el método de hidratación de película fina. Esta característica es beneficiosa para aplicaciones que requieren una encapsulación sustancial de fármacos hidrofílicos u otros agentes terapéuticos.
El método de evaporación en fase inversa mediante sonicación tipo sonda es una técnica robusta y eficaz para la preparación de liposomas. Su capacidad para lograr una mayor carga acuosa interna lo convierte en el método preferido en aplicaciones farmacéuticas en las que es crucial maximizar la encapsulación de sustancias hidrófilas. El cuidadoso control de la evaporación del disolvente y el uso de la sonicación son claves para el éxito de este método, que conduce a la producción de liposomas de alta calidad adecuados para diversos fines terapéuticos.
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Puede utilizar los sonicadores Hielscher para diversas rutas de preparación de liposomas, como la técnica de evaporación en fase inversa aquí descrita, el método de emulsificación y el método de película fina.
Más información sobre la preparación de liposomas por ultrasonidos mediante el método de película fina.
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En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores:
Volumen del lote | Tasa de flujo | Dispositivos recomendados |
---|---|---|
0,5 a 1,5 mL | n.a. | VialTweeter |
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 |
15 a 150L | De 3 a 15 l/min | UIP6000hdT |
15 a 150L | De 3 a 15 l/min | UIP6000hdT |
n.a. | 10 a 100 L/min | UIP16000 |
n.a. | mayor | Grupo de UIP16000 |
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Literatura / 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.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Preparation, Optimization and Characterization of Bovine Lactoferrin-loaded Liposomes and Solid Lipid Particles Modified by Hydrophilic Polymers Using Factorial Design. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact of preparation method and variables on the internal structure, morphology, and presence of liposomes in phytantriol-Pluronic® F127 cubosomes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
Información interesante
¿Qué son los liposomas?
Los liposomas son vesículas esféricas con una bicapa lipídica que se utilizan para encapsular compuestos. Se preparan en una solución que contiene el compuesto que se desea atrapar. Para compuestos hidrófilos como las proteínas, se utiliza una solución acuosa, mientras que las moléculas hidrófobas se encapsulan utilizando soluciones en disolventes orgánicos mezclados con lípidos. Esta versatilidad hace que los liposomas sean valiosos para la administración de fármacos y otras aplicaciones biomédicas.
¿Qué es el método de evaporación en fase inversa para la preparación de liposomas?
El método de evaporación en fase inversa para la preparación de liposomas consiste en disolver lípidos en una mezcla de cloroformo/metanol y formar una fina película lipídica mediante evaporación rotatoria. A continuación, esta película se vuelve a disolver en éter dietílico para crear vesículas de fase inversa. Una fase acuosa que contiene el principio activo y Tween 80 se mezcla con la fase orgánica, formando una emulsión de agua en aceite. La emulsión se sonicó utilizando un sonicador de sonda, seguido de una evaporación rotatoria adicional para producir un gel, que finalmente forma liposomas tras una evaporación adicional. La suspensión final se completa añadiendo tampón PBS y eliminando los disolventes residuales con gas nitrógeno, con lo que se obtienen liposomas que se almacenan a 4°C.
¿Cuál es el efecto de la sonicación en los liposomas?
La sonicación afecta a los liposomas utilizando ondas ultrasónicas para perturbar y mezclar las fases lipídica y acuosa, favoreciendo la formación de una dispersión homogénea. Este proceso ayuda a controlar el tamaño y la uniformidad de los liposomas y evita el sobrecalentamiento al permitir ráfagas intermitentes de energía. La cavitación controlada provocada por la sonicación garantiza una encapsulación eficaz de los principios activos dentro de los liposomas.
¿Qué es la transición de fase en los liposomas?
La transición de fase en los liposomas se refiere al cambio inducido por la temperatura en el estado físico del lípido. La temperatura de transición de fase es la temperatura específica a la que los lípidos pasan de la fase de gel ordenada, en la que las cadenas de hidrocarburos están completamente extendidas y estrechamente empaquetadas, a la fase cristalina líquida desordenada, en la que las cadenas de hidrocarburos se orientan aleatoriamente y se vuelven fluidas. Esta transición influye en la estabilidad, permeabilidad e interacción de los liposomas con las sustancias encapsuladas.
¿Qué es el método de extrusión para la preparación de liposomas?
A veces, el método de hidratación de película fina también se denomina método de extrusión, ya que la etapa de hidratación de película fina va seguida de una etapa de extrusión. Durante la extrusión, los liposomas se extruyen a través de membranas de policarbonato para obtener pequeños liposomas homogéneos. Como alternativa a la extrusión, los liposomas suelen reducirse de tamaño mediante sonicación.
¿Qué es el método de sonicación de liposomas?
La sonicación se aplica en varios métodos de formación de liposomas. La sonicación se aplica para la emulsificación de lípidos y disolventes, para la rehidratación de la película lipídica y para la reducción del tamaño de los liposomas. En el método de evaporación en fase inversa, los lípidos se emulsionan por ultrasonidos con una fase acuosa. En el método de película fina, se rehidrata una película lipídica seca utilizando un sonicador para crear una suspensión de vesículas multilamelares. Múltiples técnicas de preparación de liposomas utilizan la sonicación para la posterior reducción del tamaño de los liposomas formados. En este caso, la sonicación da lugar a liposomas uniformemente pequeños y estables, adecuados para diversas aplicaciones.