Producción ultrasónica de ácidos grasos omega-3 liposomales

Los nanoliposomas son portadores 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 altas cargas 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 vital para el buen funcionamiento de muchas reacciones bioquímicas vitales en el cuerpo humano. El EPA y el DHA se encuentran principalmente en el pescado de agua fría, el hígado de bacalao y los mariscos. Dado que no todo el mundo consume las dos porciones recomendadas de pescado por semana, el aceite de pescado se usa a menudo en forma de suplementos dietéticos. Además, los ácidos grasos omega-3, como el EPA y el DHA, se utilizan como terapéuticos para tratar enfermedades cardiovasculares y cerebrales, así como en la terapia contra el cáncer. Con el fin de 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 alta carga de sustancias activas. La nanoemulsificación ultrasónica altera las bicapas de fosfolípidos e introduce energía para promover el ensamblaje de vesículas anfifílicas de forma esférica, conocidas como liposomas.
La ultrasonicación permite controlar el tamaño del liposoma en el proceso de preparación por ultrasonidos: El tamaño del liposoma disminuye con el aumento de la energía ultrasónica. Los liposomas más pequeños ofrecen una mayor bioaccesibilidad y pueden transportar las moléculas de ácidos grasos con una mayor tasa de éxito a los sitios objetivo, ya que el tamaño más pequeño facilita la permeabilidad a través de las membranas celulares.
Los liposomas son conocidos como potentes portadores de fármacos, que pueden estar cargados con sustancias lipofílicas e hidrofílicas debido a la estructura anfifílica de sus bicapas. Otra ventaja de los liposomas es la capacidad de modificar químicamente los liposomas mediante la inclusión de polímeros unidos a lípidos en la formulación, de modo que se mejora la absorción de las moléculas atrapadas en el tejido objetivo y se prolonga la liberación del fármaco y, por lo tanto, su vida media. La encapsulación liposomal protege los compuestos bioactivos también contra la degradación oxidativa, que es un factor importante para los ácidos grasos poliinsaturados como el EPA y el DHA, que son propensos a la oxidación.
Hadia et al. (2014) descubrieron que la encapsulación ultrasónica de DHA y EPA utilizando el ultrasonido de tipo sonda UP200S dio una eficiencia de encapsulación (�) superior, con un 56,9 ± 5,2% para el DHA y un 38,6 ± 1,8% para el EPA. El � para el DHA y el EPA de los liposomas aumentó significativamente utilizando ultrasonidos (p valor inferior a 0,05; valores estadísticamente significativos).

Liposomas preparados por ultrasonidos cargados con ácidos grasos DHA y EPA.
estudio e imagen: Hadian et al. 2014

Comparación de eficiencia: encapsulación ultrasónica frente a extrusión de liposomas

Comparando la encapsulación ultrasónica de tipo sonda con la sonicación en baño y la técnica de extrusión, se consigue una formación superior de liposomas mediante la sonicación con sonda.
Hadia et al. (2014) compararon la sonicación de la sonda (UP200S), la sonicación en baño y la extrusión son técnicas para preparar liposomas de aceite de pescado omega-3. Los liposomas preparados por sonicación de tipo sonda tenían forma esférica y mantenían una alta integridad estructural. El estudio concluyó que la sonicación de liposomas preformados facilita la preparación de liposomas de DHA y EPA altamente cargados. Mediante sonicación de tipo sonda, los ácidos grasos omega-3 DHA y EPA se encapsularon en la membrana nanoliposomal. La encapsulación hace que los ácidos grasos omega-3 sean altamente biodisponibles y los salven contra la degradación oxidativa.

Factores importantes para liposomas de alta calidad

Después de la preparación de liposomas, la estabilización y el almacenamiento de las formulaciones liposomales desempeñan un papel crucial para obtener una formulación portadora estable a largo plazo y altamente potente.
Los factores críticos que afectan la estabilidad de los liposomas incluyen el valor de pH, la temperatura de almacenamiento y los materiales del recipiente de almacenamiento.
Para una formulación terminada, el valor de pH de aprox. 6,5 se considera ideal, ya que a pH 6,5 la hidrólisis lipídica se reduce a su tasa más baja.
Dado que los liposomas pueden oxidarse y perder su carga de sustancia atrapada, se recomienda una temperatura de almacenamiento de aprox. 2-8 °C. Los liposomas cargados no deben someterse a condiciones de congelación y descongelación, ya que el estrés de congelación-descongelación promueve la fuga de compuestos bioactivos encapsulados.
El recipiente de almacenamiento y los cierres de los recipientes de almacenamiento deben seleccionarse cuidadosamente, ya que los liposomas no son compatibles con ciertos materiales plásticos. Para prevenir la degradación de los liposomas, las suspensiones inyectables de liposomas deben almacenarse en ampollas de vidrio en lugar de viales de inyección con tapón. Debe probarse la compatibilidad con los tapones de elastómero de los viales de inyección. Para evitar la fotooxidación de los compuestos lipídicos, es muy importante almacenarlos protegidos de la luz, por ejemplo, utilizando una botella de vidrio oscuro y almacenándolos en un lugar oscuro. En el caso de las formulaciones de liposomas infusibles, debe garantizarse la compatibilidad de las suspensiones de liposomas con tubos intravenosos (hechos de plástico sintético). El almacenamiento y la compatibilidad del material deben especificarse en la etiqueta de la formulación del liposoma. [cf. Kulkarni y Shaw, 2016]

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

Ultrasonidos de alto rendimiento para formulaciones liposomales

Los sonicadores de Hielscher son máquinas fiables que se utilizan en la producción farmacéutica y de suplementos para formular liposomas de alta calidad cargados de ácidos grasos, vitaminas, antioxidantes, péptidos, polifenoles y otros compuestos bioactivos. Para satisfacer las demandas de sus clientes, Hielscher suministra ultrasonidos, desde el compacto homogeneizador de laboratorio portátil y los ultarsonicadores de sobremesa hasta sistemas ultrasónicos totalmente industriales para la producción de grandes volúmenes de formulaciones liposomales. La formulación ultrasónica de liposomas puede ejecutarse por lotes o como proceso continuo en línea. 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 de Hielscher permite un funcionamiento 24/7 en entornos pesados y exigentes.
En la siguiente tabla encontrará algunas indicaciones sobre la capacidad de procesamiento aproximada de nuestros sonicadores: