Liposomaalsete omega-3 rasvhapete ultraheli tootmine
Nanoliposoomid on väga tõhusad ravimikandjad, mida kasutatakse bioaktiivsete ühendite, näiteks omega-2 rasvhapete, vitamiinide ja muude ainete biosaadavuse suurendamiseks. Bioaktiivsete ühendite ultraheli kapseldamine on kiire ja lihtne meetod nanoliposoomide valmistamiseks kõrge ravimi koormusega. Ultraheli kapseldamine liposoomidesse suurendab ühendite stabiilsust ja biosaadavust.
Liposomaalsed omega-3 rasvhapped
Omega-3 rasvhapped, nagu eikosapentaeenhape (EPA) ja dokosaheksaeenhape (DHA), mängivad olulist rolli paljude elutähtsate biokeemiliste reaktsioonide nõuetekohasel toimimisel inimkehas. EPA-d ja DHA-d leidub enamasti külmaveekalades, tursamaksas ja karpkalades. Kuna mitte kõik ei tarbi soovitatud kahte portsjonit kala nädalas, kasutatakse kalaõli sageli toidulisandite kujul. Lisaks kasutatakse oomega-3-rasvhappeid, nagu EPA ja DHA, ravivahenditena südame-veresoonkonna ja ajuhaiguste raviks ning vähiravis. Biosaadavuse ja imendumiskiiruse parandamiseks on ultraheli kapseldamine liposoomidesse laialdaselt ja edukalt kasutatav tehnika.
Omega-3 rasvhapete ultraheli kapseldamine liposoomideks
Ultraheli kapseldamine on usaldusväärne valmistamismeetod suure toimeainete koormusega liposoomide moodustamiseks. Ultraheli nano-emulgeerimine häirib fosfolipiidide kahekihilisi kihte ja tutvustab energiat, et soodustada sfäärilise kujuga amfifiilsete vesiikulite, mida tuntakse liposoomidena, kokkupanekut.
Ultraheli võimaldab kontrollida liposoomi suurust ultraheli ettevalmistamise protsess: Liposoomi suurus väheneb ultraheli energia suurenemisega. Väiksemad liposoomid pakuvad suuremat biosaadavust ja võivad suurema edukusega rasvhappemolekule sihtkohtadesse transportida, kuna väiksem suurus hõlbustab läbilaskvust rakumembraanide kaudu.
Liposoomid on tuntud kui tugevad ravimikandjad, mida saab selle kahekihiliste amfifiilse struktuuri tõttu laadida nii lipofiilsete kui ka hüdrofiilsete ainetega. Liposoomide teine eelis on võime liposoome keemiliselt modifitseerida, lisades preparaati lipiididega seotud polümeere, nii et kinnijäänud molekulide omastamine sihtkoes paraneb ning ravimi vabanemine ja seeläbi selle poolväärtusaeg pikeneb. Liposoomne kapseldamine kaitseb bioaktiivseid ühendeid ka oksüdatiivse lagunemise eest, mis on oluline tegur polüküllastumata rasvhapete nagu EPA ja DHA puhul, mis on altid oksüdeerumisele.
(2014) leidis, et DHA ja EPA ultraheli kapseldamine, kasutades sondi tüüpi ultrasonikaatorit UP200S andis suurepärase kapseldamise efektiivsuse (�) 56,9 ± 5,2% DHA ja 38,6 ± 1,8% EPA puhul. Liposoomide DHA ja EPA � suurenes ultraheliuuringu abil märkimisväärselt (p väärtus väiksem kui 0, 05; statistiliselt olulised väärtused).
Ultraheli valmistatud liposoomid, mis on koormatud DHA ja EPA rasvhapetega.
uuring ja pilt: Hadian et al. 2014
Tõhususe võrdlus: ultraheli kapseldamine vs liposoomide väljapressimine
Võrreldes ultraheli sondi tüüpi kapseldamist vanni ultrahelitöötluse ja ekstrusioonitehnikaga, saavutatakse parem liposoomide moodustumine sondi-ultrahelitöötlusega.
Hadia jt (2014) võrdlesid sondi ultrahelitöötlust (UP200S), vanni ultrahelitöötlus ja ekstrusioon on kui tehnikad omega-3 kalaõli liposoomide valmistamiseks. Sondi tüüpi ultrahelitöötlusega valmistatud liposoomid olid sfäärilised ja säilitasid kõrge struktuurilise terviklikkuse. Uuringus jõuti järeldusele, et eelnevalt moodustunud liposoomide sonditüüpi ultrahelitöötlus hõlbustab suure koormusega DHA ja EPA liposoomide ettevalmistamist. Sondi tüüpi ultrahelitöötlusega kapseldati omega-3 rasvhapped DHA ja EPA nanoliposomaalsesse membraani. Kapseldamine muudab oomega-3-rasvhapped väga biosaadavaks ja säästab neid oksüdatiivse lagunemise eest.
Kvaliteetsete liposoomide olulised tegurid
Pärast liposoomi ettevalmistamist mängivad liposomaalsete preparaatide stabiliseerimine ja säilitamine olulist rolli, et saada pikaajaline stabiilne ja väga tugev kandjapreparaat.
Kriitilised tegurid, mis mõjutavad liposoomide stabiilsust, hõlmavad pH väärtust, säilitustemperatuuri ja säilitusmahutite materjale.
Valmispreparaadi puhul peetakse ideaalseks pH väärtust umbes 6,5, sest pH juures 6,5 vähendatakse lipiidide hüdrolüüsi madalaima kiiruseni.
Kuna liposoomid võivad oksüdeeruda ja kaotada oma kinnijäänud aine koormuse, on soovitatav säilitustemperatuur umbes 2-8 °C juures. Koormatud liposoomid ei tohi külmuda ega sulada, kuna külmumis-sulamisstress soodustab kapseldatud bioaktiivsete ühendite lekkimist .
Säilitusmahutid ja säilitusmahutite sulgurid tuleks hoolikalt valida, kuna liposoomid ei sobi kokku teatud plastmaterjalidega. Liposoomide lagunemise vältimiseks tuleb süstitavaid liposoomisuspensioone säilitada klaasampullides, mitte suletud süsteviaalides. Kontrollida tuleb kokkusobivust süsteviaalide elastomeerkorkidega. Lipiidkomposiitide fotooksüdeerumise vältimiseks on väga oluline hoida valguse eest kaitstult, nt kasutades tumedat klaaspudelit ja hoides pimedas kohas. Infundeeritavate liposoomipreparaatide puhul tuleb tagada liposoomide suspensioonide kokkusobivus intravenoossete torudega (valmistatud sünteetilisest plastist). Ladustamine ja materjalide kokkusobivus tuleks täpsustada liposoomipreparaadi etiketil. [vrd Kulkarni ja Shaw, 2016]
Pärast lipiidse kile moodustumist, millele järgneb rehüdratsioon, kasutatakse ultrahelitöötlust, et soodustada toimeainete takerdumist liposoomi. Lisaks saavutab ultrahelitöötlus soovitud liposoomi suuruse.
Suure jõudlusega ultrasonikaatorid liposomaalsete ravimvormide jaoks
Hielscheri sonikaator on usaldusväärsed masinad, mida kasutatakse farmaatsiatööstuses ja täiendavad tootmist, et sõnastada kvaliteetseid liposoome, mis on koormatud rasvhapete, vitamiinide, antioksüdantide, peptiidide, polüfenoolide ja teiste bioaktiivsete ühenditega. Klientide nõudmiste rahuldamiseks varustab Hielscher ultrasonikaatoreid kompaktsest käeshoitavast labori homogenisaatorist ja pink-top ultarsonikaatoritest täielikult tööstuslikele ultraheli süsteemidele liposomaalsete ravimvormide suurte koguste tootmiseks. Ultraheli liposoomi koostist saab käivitada partiina või pideva tekstisisese protsessina. Saadaval on lai valik ultraheli sonotroode (sondid) ja reaktoriaanumaid, et tagada teie liposoomide tootmise optimaalne seadistus. Hielscheri sonikaatorite töökindlus võimaldab 24/7 operatsiooni raskeveokite ja nõudlikes keskkondades.
Allolev tabel annab teile ülevaate meie ultrasonikaatorite ligikaudsest töötlemisvõimsusest:
| Partii maht | Voolukiirus | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500 ml | 10 kuni 200 ml / min | UP100H |
| 10 kuni 2000 ml | 20 kuni 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 kuni 20L | 0.2 kuni 4L / min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| mujal liigitamata | 10 kuni 100 L / min | UIP16000 |
| mujal liigitamata | Suurem | klaster UIP16000 |
Võta meiega ühendust! / Küsi meilt!
Kirjandus / Viited
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Zahra Hadian (2016): A Review of Nanoliposomal Delivery System for Stabilization of Bioactive Omega-3 Fatty Acids. Electron Physician. 2016 Jan; 8(1): 1776–1785.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Vitthal S. Kulkarni., Charles Shaw (2016): Formulating Creams, Gels, Lotions, and Suspensions. In: Essential Chemistry for Formulators of Semisolid and Liquid Dosages, 2016. 29-41.
Faktid, mida tasub teada
Mis on liposoomid?
Liposoom on sfääriline vesiikul, millel on vähemalt üks lipiidide kahekihiline kiht. Liposoomid on teadaolevalt suurepärased ravimikandjad ja neid kasutatakse vahendina toitainete, toidulisandite ja farmatseutiliste ravimite manustamiseks sihtkoesse.
Liposoomid on tavaliselt valmistatud fosfolipiididest, eriti fosfatidüülkoliinist, kuid võivad sisaldada ka teisi lipiide, näiteks munafosfatidüületanoolamiini, kui need sobivad lipiidide kahekihilise struktuuriga.
Liposoom koosneb vesisüdamikust, mida ümbritseb hüdrofoobne membraan, lipiidide kahekihilise kihi kujul; südamikus lahustunud hüdrofiilsed lahustunud ained on takerdunud ja ei saa kergesti läbida kahekihilist. Hüdrofoobseid molekule saab säilitada kahekihiliseks. Liposoomi saab seega koormata hüdrofoobsete ja/või hüdrofiilsete molekulidega. Molekulide toimetamiseks sihtkohta võib lipiidide kahekihiline kiht sulanduda teiste kahekihilistega, näiteks rakumembraaniga, toimetades seeläbi liposoomi kapseldatud ained rakkudesse.
Kuna imetajate vereringe on veepõhine, transpordivad liposoomid hüdrofoobset ainet tõhusalt läbi keha sihtrakkudesse. Seetõttu kasutatakse liposoome vees lahustumatute molekulide (nt CBD, kurkumiin, ravimimolekulid) biosaadavuse suurendamiseks.
Liposoomid valmistatakse edukalt ultraheli nano-emulgeerimise ja kapseldamise teel.
Liposoomi struktuur: Vesisüdamik ja fosfolipiid-kahekihiline hüdrofiilsete peade ja hüdrofoobsete/lipofiilsete sabadega.
omega-3 rasvhapped
Omega-3 (ω-3) ja omega-6 (ω-6) rasvhapped on mõlemad polüküllastumata rasvhapped (PUFA-d) ja aitavad kaasa inimkeha arvukatele funktsioonidele. Eriti omega-3 rasvhapped on tuntud oma põletikuvastaste ja tervist edendavate omaduste poolest.
Eikosapentaeenhape ehk EPA (20:5n-3) toimib prostaglandiin-3 (mis pärsib trombotsüütide agregatsiooni), tromboksaan-3 ja leukotrieen-5 eikosanoidide eelkäijana ning mängib olulist rolli südame-veresoonkonna ja aju tervisele.
Dokosaheksaeenhape ehk DHA (22:6n-3) on imetajate kesknärvisüsteemi peamine struktuurikomponent. DHA on kõige rikkalikum oomega-3-rasvhape ajus ja võrkkestas ning mõlemad organid, aju ja võrkkest sõltuvad nõuetekohaseks toimimiseks DHA tarbimisest toidu kaudu. DHA toetab laia valikut rakumembraanide ja rakkude signalisatsiooniomadusi, eriti aju hallaines ja võrkkesta fotoretseptorrakkude välimistes segmentides, mis on rikkad membraanide poolest.
Omega-3 rasvhapete toiduallikad
Mõned ω-3 toiduallikad on kalad (nt külmaveekalad nagu lõhe, sardiinid, makrell), tursamaksaõli, karbid, kaaviar, merevetikad, merevetikaõli, linaseemned (linaseemned), kanepiseemned, chia seemned ja kreeka pähklid.
Lääne standarddieet sisaldab tavaliselt suures koguses oomega-6 (ω-6) rasvhappeid, kuna sellised toidud nagu terad, taimsed seemneõlid, linnuliha ja munad on rikkad omega-6 lipiidide poolest. Teisest küljest tarbitakse oomega-3 (ω-3) rasvhappeid, mida leidub peamiselt külma vee kalades, oluliselt väiksemates kogustes, nii et oomega-3: oomega-6 suhe on sageli täiesti tasakaalust väljas.
Seetõttu soovitavad arstid ja tervishoiutöötajad sageli kasutada oomega-3 toidulisandeid.
asendamatud rasvhapped
Asendamatud rasvhapped (EFAd) on rasvhapped, mida inimesed ja loomad peavad toidu kaudu alla neelama, kuna keha vajab neid nõuetekohaseks elutähtsaks toimimiseks, kuid ei suuda neid sünteesida. Üldiselt on asendamatud rasvhapped ja nende derivaadid aju ja närvisüsteemi jaoks kriitilised, moodustades 15–30% aju kuivmassist. Olulised rasvhapped eristuvad küllastunud, küllastumata ja polüküllastumata rasvhapetest. Inimeste jaoks on teadaolevalt olulised ainult kaks rasvhapet, nimelt alfa-linoleenhape, mis on omega-3 rasvhape, ja linoolhape, mis on omega-6 rasvhape. On ka teisi rasvhappeid, mida võib liigitada “tingimuslikult oluline”, mis tähendab, et need võivad muutuda oluliseks mõnes arengu- või haigusseisundis; Näideteks on dokosaheksaeenhape, mis on omega-3 rasvhape, ja gamma-linoleenhape, omega-6 rasvhape.