Tecnología de ultrasonido de Hielscher

Preparación de liposomas por ultrasonidos

Ultrasonic Preparación de liposomas para productos farmacéuticos y cosméticos

Los liposomas (vesículas basadas en liposomas de lípidos), transferosomas (liposomas ultradeformables), etosomas (vesículas ultradeformables con alto contenido de alcohol), y niosomas (vesículas sintéticos) son vesículas microscópicas, que se pueden preparar artificialmente como portadores globulares en la que las moléculas activas se pueden encapsular . Estas vesículas con diámetros entre 25 y 5.000 nm se utilizan a menudo como vehículos de fármacos para los propósitos de actualidad en la industria farmacéutica y cosmética, tales como administración de fármacos, terapia génica, y la inmunización. El ultrasonido es un método probado de preparación de liposomas y la encapsulación de agentes activos en estas vesículas.

Liposomes are made from Phosphatidyl Choline (PC)

Los liposomas no son únicos portadores de agentes activos, también sin agentes encapsulados, las vesículas vacías, son potentes agentes activos para la piel, como la fosfatidilcolina incorpora dos elementos esenciales, que el organismo humano no puede producir por sí mismo: ácido linoleico y colina.

liposomas

Los liposomas son sistemas vesiculares unilamelares, oligolamelares o multilamelares y están compuestos por el mismo material que una membrana celular (bicapa lipídica). En cuanto a su composición y tamaño, uno difiere entre vesículas multi-laminares (MLV, 0.1-10μm) y vesículas unilamelares, que se distinguen entre pequeñas (SUV, <100 nm), grande (LUV, 100-500 nm) o gigantes (GUV, ≥1 m) vesículas.
La estructura compuesta de los liposomas consiste en fosfolípidos. Los fosfolípidos tienen un grupo de cabeza hidrofílica y un grupo de cola hidrofóbica, que consiste en una cadena larga de hidrocarburo.
La membrana liposómica tiene una composición muy similar a la barrera cutánea, por lo que pueden integrarse fácilmente en la piel humana. A medida que los liposomas se fusionan con la piel, pueden descargar los agentes atrapados directamente al destino, donde los activos pueden cumplir sus funciones. Por lo tanto, los liposomas crean una mejora de la penetrabilidad / permeabilidad de la piel para los agentes farmacéuticos y cosméticos atrapados. También los liposomas sin agentes encapsulados, las vesículas vacías, son potentes activos para la piel, ya que la fosfatidilcolina incorpora dos elementos esenciales, que el organismo humano no puede producir por sí mismo: ácido linoleico y colina.
Los liposomas se utilizan como portadores biocompatibles de fármacos, péptidos, proteínas, ADN plásmica, oligonucleótidos antisentido o ribozimas, para las industrias farmacéutica, cosmética, y efectos bioquímicos. La enorme versatilidad en tamaño de partícula y en parámetros físicos de los lípidos proporciona un potencial atractivo para la construcción de vehículos a medida para una amplia gama de aplicaciones. (Ulrich 2002)

Formación de ultrasonidos Los liposomas

Los liposomas pueden formarse mediante el uso de ultrasonidos. El material básico para la preparacion de liposomas son moléculas amphilic derivados o basados ​​en lípidos de la membrana biológica. Para la formación de pequeñas vesículas unilaminares (SUV), la dispersión de lípidos se sonica suavemente – p.ej. con el dispositivo ultrasónico de mano UP50H (50W, 30 kHz), el VialTweeter o el reactor ultrasónico UTR200 – en un baño de hielo. La duración de un tratamiento de este tipo ultrasónico dura aprox. 5 - 15 minutos. Otro método para producir vesículas unilamelares pequeñas es la sonicación de las vesículas de liposomas multi-lamelares.
Dinu-Pîrvu et al. (2010) informa de la obtención de transferosomas por sonicación MLVs a temperatura ambiente.
Hielscher Ultrasonidos ofrece varios dispositivos ultrasónicos, sonotrodos y accesorios para proporcionar la energía de ultrasonidos en relación apropiada

encapsulación ultrasónico de agentes en liposomas

Los liposomas funciona como portadores para agentes activos. El ultrasonido es una herramienta eficaz para preparar y formar los liposomas para el atrapamiento de agentes activos. Antes de la encapsulación, los liposomas tienden a formar racimos, debido a la interacción de carga-carga superficial de cabezas polares de fosfolípidos (Mičková et al. 2008), además, tienen que ser abierto. A modo de ejemplo, Zhu et al. (2003) describen la encapsulación de polvo de biotina en liposomas mediante ultrasonicación. Como se añadió el polvo de biotina en la solución de suspensión de vesículas, la solución ha sido sonicado durante aprox. 1 hora. Después de este tratamiento, la biotina fue atrapado en los liposomas.

High power ultrasonicators from Hielscher Ultrasonics enable for targeted liposome preparation, emulsification and dispersing.

Foto. 1: procesador ultrasónico 1kW para el procesamiento en línea continua

Emulsiones de liposomas

Para mejorar el efecto de crianza de hidratación o cremas, lociones, geles y otras formulaciones cosmecéuticos anti-envejecimiento, emulsionante se añaden a las dispersiones liposomales para estabilizar mayores cantidades de lípidos. Sin embargo, las investigaciones han demostrado que la capacidad de los liposomas es generalmente limitada. Con la adición de emulsionantes, este efecto aparece más temprano y los emulsionantes adicionales provocar un debilitamiento de la afinidad barrera de fosfatidilcolina. Las nanopartículas – compuesta de fosfatidilcolina y lípidos - son la respuesta a este problema. Estas nanopartículas están formadas por una gotita de aceite que está cubierta por una monocapa de fosfatidilcolina. El uso de nanopartículas permite formulaciones que son capaces de absorber más lípidos y permanecen estables, de modo que no son necesarios emulsionantes adicionales.
Ultrasonidos es un método probado para la producción de Nanoemulsiones y nanodispersiones. ultrasonido de alta intensidad suministra la energía necesaria para dispersar una fase líquida (fase dispersa) en pequeñas gotas en una segunda fase (fase continua). En la zona de dispersión, implosión cavitación burbujas provocan ondas de choque intensivos en el líquido circundante y dan lugar a la formación de chorros de líquido de alta velocidad del líquido. Con el fin de estabilizar las gotitas recién formadas de la fase dispersa frente a la coalescencia, emulsionantes (sustancias activas de superficie, tensioactivos) y estabilizadores se añaden a la emulsión. Como coalescencia de las gotitas después de la interrupción influye en la distribución final del tamaño de las gotas, emulsionantes estabilizantes de manera eficiente se utilizan para mantener la distribución final del tamaño de gota en un nivel que es igual a la distribución inmediatamente después de la interrupción de gotas en la zona de dispersión ultrasónica.

Las dispersiones de liposomas

Las dispersiones liposomales, que se basan en fosfatidilcloruro insaturado, carecen de estabilidad frente a la oxidación. La estabilización de la dispersión se puede lograr con antioxidantes, como por un complejo de vitaminas C y E.
Ortan et al. (2002) logrado en su estudio sobre la preparación de ultrasonidos de Anethum graveolens aceite esencial en liposomas buenos resultados. Después de la sonicación, la dimensión de los liposomas eran entre 70-150 nm, y para MLV entre 230 a 475 nm; estos valores fueron aproximadamente constante también después de 2 meses, pero inceased después de 12 meses, especialmente en dispersión SUV (ver histogramas abajo). La medición de estabilidad, en relación con la pérdida de aceite esencial y distribución de tamaño, también mostró que las dispersiones liposomales mantienen el contenido de aceite volátil. Esto sugiere que el atrapamiento del aceite esencial en liposomas aumentó la estabilidad del aceite.

Long-time stability of ultrasonically prepared multilamellar (MLV) and small unilamellar (SUV) vesicle dispersion.

Fig.1 + 2: Ortan et al. (2009): Estabilidad de MLV y SUV dispersiones después de 1 año. Las formulaciones liposomales fueron almacenadas a 4 ± 1 ºC.

procesadores de ultrasonidos Hielscher son los dispositivos ideales para aplicaciones en el cosmético y la industria farmacéutica. Sistemas que consisten en varios procesadores ultrasónicas de hasta 16.000 W proporcionan la capacidad necesaria para convertir esta aplicación de laboratorio en un método de producción eficiente para obtener emulsiones finamente dispersas tanto en flujo continuo o como por lotes – lograr resultados comparables a la de homogeneizadores de alta presión mejores de hoy en día disponibles, tales como la nueva válvula de orificio. Además de esta alta eficiencia en el continuo Emulsificar, Dispositivos de ultrasonidos Hielscher requieren muy poco mantenimiento y son muy fáciles de manejar y de limpiar. El ultrasonido tiene realmente apoyar la limpieza y enjuague. La energía ultrasónica es ajustable y se puede adaptar a productos particulares y requisitos de emulsificación. reactores especiales celda de flujo que satisfacen los avanzados CIP (lugar de limpieza in) y SIP (esterilización en el lugar) requisitos están disponibles, también.

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Literatura/Referencias

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