Producción ultrasónica de ácidos grasos omega-3 liposomales

Los nanoliposomas son vehículos de administración de fármacos muy eficaces que se utilizan para mejorar la biodisponibilidad de compuestos bioactivos, como los ácidos grasos omega-2, las vitaminas y otras sustancias. La encapsulación ultrasónica de compuestos bioactivos es una técnica rápida y sencilla para preparar nanoliposomas con una elevada carga de fármacos. La encapsulación ultrasónica en liposomas mejora la estabilidad y la biodisponibilidad de los compuestos.

Ácidos grasos omega-3 liposomales

Los ácidos grasos omega-3, como el ácido eicosapentaenoico (EPA) y el ácido docosahexaenoico (DHA), desempeñan un papel esencial en el correcto funcionamiento de numerosas reacciones bioquímicas vitales del organismo humano. El EPA y el DHA se encuentran principalmente en pescados de aguas frías, hígado de bacalao y mariscos. Dado que no todo el mundo consume las dos raciones de pescado semanales recomendadas, el aceite de pescado se utiliza a menudo en forma de complementos alimenticios. Además, los ácidos grasos omega-3, como el EPA y el DHA, se utilizan como agentes terapéuticos para tratar enfermedades cardiovasculares y cerebrales, así como en el tratamiento del cáncer. Para mejorar la biodisponibilidad y la tasa de absorción, la encapsulación ultrasónica en liposomas es una técnica ampliamente utilizada con éxito.

Encapsulación ultrasónica de ácidos grasos omega-3 en liposomas

La encapsulación ultrasónica es una técnica de preparación fiable para formar liposomas con una elevada carga de sustancias activas. La nanoemulsificación ultrasónica altera las bicapas de fosfolípidos y aporta energía para favorecer el ensamblaje de vesículas anfifílicas de forma esférica, conocidas como liposomas.
La ultrasonicación permite controlar el tamaño de los liposomas durante el proceso de preparación ultrasónica: el tamaño de los liposomas disminuye al aumentar la energía ultrasónica. Los liposomas más pequeños ofrecen una mayor bioaccesibilidad y pueden transportar las moléculas de ácidos grasos a los lugares de destino con una mayor tasa de éxito, ya que su menor tamaño facilita el paso a través de las membranas celulares.
Los liposomas son conocidos como vehículos eficaces de administración de fármacos, que pueden cargarse tanto con sustancias lipofílicas como hidrofílicas gracias a la estructura anfifílica de sus bicapas. Otra ventaja de los liposomas es la posibilidad de modificarlos químicamente mediante la incorporación de polímeros unidos a lípidos en la formulación, de modo que mejora la captación de las moléculas encapsuladas en el tejido diana y se prolonga la liberación del fármaco y, con ello, su semivida. La encapsulación liposomal también protege los compuestos bioactivos frente a la degradación oxidativa, un factor importante para los ácidos grasos poliinsaturados como el EPA y el DHA, que son propensos a la oxidación.
Hadia et al. (2014) observaron que la encapsulación ultrasónica de DHA y EPA mediante el sonicador de tipo sonda UP200S proporcionó una eficiencia de encapsulación (%EE) superior, con un 56,9 ± 5,2% para el DHA y un 38,6 ± 1,8% para el EPA. La %EE del DHA y del EPA en los liposomas aumentó significativamente al utilizar ultrasonicación (p inferior a 0,05; valores estadísticamente significativos).

Liposomas preparados mediante ultrasonidos y cargados con los ácidos grasos DHA y EPA.
Estudio e imagen: Hadian et al. 2014

Comparación de la eficiencia: encapsulación ultrasónica frente a extrusión de liposomas

Al comparar la encapsulación ultrasónica de tipo sonda con la sonicación en baño y la técnica de extrusión, la sonicación con sonda permite obtener una mejor formación de liposomas.
Hadia et al. (2014) compararon la sonicación con sonda (UP200S), la sonicación en baño y la extrusión como técnicas para preparar liposomas de aceite de pescado rico en omega-3. Los liposomas preparados mediante sonicación de tipo sonda tenían forma esférica y mantenían una elevada integridad estructural. El estudio concluyó que la sonicación de tipo sonda de liposomas preformados facilita la preparación de liposomas con una elevada carga de DHA y EPA. Mediante la sonicación de tipo sonda, los ácidos grasos omega-3 DHA y EPA se encapsularon en la membrana nanoliposomal. La encapsulación confiere a los ácidos grasos omega-3 una elevada biodisponibilidad y los protege frente a la degradación oxidativa.

Factores importantes para obtener liposomas de alta calidad

Tras la preparación de los liposomas, la estabilización y el almacenamiento de las formulaciones liposomales desempeñan un papel crucial para obtener una formulación de administración estable a largo plazo y muy eficaz.
Los factores críticos que afectan a la estabilidad de los liposomas incluyen el valor de pH, la temperatura de almacenamiento y los materiales de los recipientes de almacenamiento.
Para una formulación terminada, se considera ideal un valor de pH de aproximadamente 6,5, porque a pH 6,5 la tasa de hidrólisis de los lípidos se reduce al mínimo.
Dado que los liposomas pueden oxidarse y perder su carga de sustancias encapsuladas, se recomienda una temperatura de almacenamiento de aproximadamente 2-8 °C. Los liposomas cargados no deben someterse a condiciones de congelación y descongelación, ya que el estrés de congelación–descongelación favorece la fuga de los compuestos bioactivos encapsulados.
Los recipientes de almacenamiento y sus cierres deben seleccionarse cuidadosamente, ya que los liposomas no son compatibles con determinados materiales plásticos. Para evitar la degradación de los liposomas, las suspensiones liposomales inyectables deben almacenarse en ampollas de vidrio en lugar de viales de inyección con tapón. Debe comprobarse la compatibilidad con los tapones de elastómero de los viales de inyección. Para evitar la fotooxidación de los componentes lipídicos, es muy importante almacenar las formulaciones protegidas de la luz, por ejemplo, utilizando un frasco de vidrio oscuro y guardándolo en un lugar oscuro. Para las formulaciones liposomales destinadas a perfusión, debe garantizarse la compatibilidad de las suspensiones liposomales con los tubos intravenosos, fabricados con plástico sintético. Las condiciones de almacenamiento y la compatibilidad de los materiales deben especificarse en la etiqueta de la formulación liposomal. [cf. Kulkarni and Shaw, 2016]

Tras la formación de una película lipídica y su posterior rehidratación, se utiliza la sonicación para favorecer la encapsulación de los principios activos en el liposoma. Además, la sonicación permite obtener el tamaño de liposoma deseado.

Sonicadores de alto rendimiento para formulaciones liposomales

Los sonicadores Hielscher son equipos fiables utilizados en la producción farmacéutica y de complementos alimenticios para formular liposomas de alta calidad cargados con ácidos grasos, vitaminas, antioxidantes, péptidos, polifenoles y otros compuestos bioactivos. Para satisfacer las necesidades de sus clientes, Hielscher suministra sonicadores que abarcan desde el homogeneizador compacto de laboratorio de mano y los sonicadores de sobremesa hasta sistemas ultrasónicos plenamente industriales para producir grandes volúmenes de formulaciones liposomales. La formulación ultrasónica de liposomas puede realizarse por lotes o como proceso continuo en línea. Se dispone de una amplia gama de sonotrodos ultrasónicos (sondas) y recipientes de reactor para garantizar una configuración óptima para su producción de liposomas. La robustez de los sonicadores Hielscher permite el funcionamiento 24/7 en condiciones de trabajo intensivo y en entornos exigentes.
La siguiente tabla ofrece una indicación de la capacidad aproximada de procesamiento de nuestros sonicadores: