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Production ultrasonique d'acides gras oméga-3 liposomaux

Les nanoliposomes sont des vecteurs de médicaments très efficaces utilisés pour améliorer la biodisponibilité des composés bioactifs tels que les acides gras oméga-2, les vitamines et d'autres substances. L'encapsulation ultrasonique de composés bioactifs est une technique simple et rapide pour préparer des nanoliposomes à forte charge médicamenteuse. L'encapsulation ultrasonique dans des liposomes améliore la stabilité et la biodisponibilité des composés.

Acides gras oméga-3 liposomaux

Les acides gras oméga-3 tels que l'acide eicosapentaénoïque (EPA) et l'acide docosahexaénoïque (DHA) jouent un rôle essentiel dans le bon fonctionnement de nombreuses réactions biochimiques vitales dans le corps humain. L'EPA et le DHA se trouvent principalement dans les poissons d'eau froide, le foie de morue et les crustacés. Comme tout le monde ne consomme pas les deux portions de poisson recommandées par semaine, l'huile de poisson est souvent utilisée sous forme de compléments alimentaires. En outre, les acides gras oméga-3 tels que l'EPA et le DHA sont utilisés pour traiter les maladies cardiovasculaires et cérébrales ainsi que le cancer. Afin d'améliorer la biodisponibilité et le taux d'absorption, l'encapsulation ultrasonique dans des liposomes est une technique largement utilisée avec succès.

Encapsulation ultrasonique d'acides gras oméga-3 dans des liposomes

L'encapsulation ultrasonique est une technique de préparation fiable pour former des liposomes à haute teneur en substances actives. La nano-émulsification ultrasonique perturbe les bicouches phospholipidiques et introduit de l'énergie pour favoriser l'assemblage de vésicules amphiphiles de forme sphérique, connues sous le nom de liposomes.
L'ultrasonication permet de contrôler la taille des liposomes au cours du processus de préparation ultrasonique : La taille des liposomes diminue avec l'augmentation de l'énergie des ultrasons. Les liposomes plus petits offrent une meilleure bioaccessibilité et peuvent transporter les molécules d'acide gras avec un taux de réussite plus élevé vers les sites cibles, car leur petite taille facilite la perméabilité à travers les membranes cellulaires.
Les liposomes sont connus pour être de puissants vecteurs de médicaments, qui peuvent être chargés de substances lipophiles et hydrophiles en raison de la structure amphiphile de leurs bicouches. Un autre avantage des liposomes est la possibilité de les modifier chimiquement en incluant des polymères liés aux lipides dans la formulation, de sorte que l'absorption des molécules piégées dans le tissu ciblé est améliorée et que la libération du médicament, et donc sa demi-vie, sont prolongées. L'encapsulation liposomale protège également les composés bioactifs contre la dégradation oxydative, ce qui est un facteur important pour les acides gras polyinsaturés tels que l'EPA et le DHA, qui sont sujets à l'oxydation.
Hadia et al. (2014) ont constaté que l'encapsulation ultrasonique du DHA et de l'EPA à l'aide d'un ultrasonateur de type sonde UP200S ont donné une efficacité d'encapsulation supérieure (�) avec 56,9 ± 5,2 % pour le DHA et 38,6 ± 1,8 % pour l'EPA. Le � pour le DHA et l'EPA des liposomes a augmenté de manière significative en utilisant les ultrasons (p valeur inférieure à 0,05 ; valeurs statistiquement significatives).

UP400St pour la préparation d'huiles liposomales C60

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L'ultrasonication est la technique privilégiée pour former des liposomes à forte teneur en composés bioactifs.

Liposomes préparés par ultrasons et chargés d'acides gras DHA et EPA.
étude et image : Hadian et al. 2014

Comparaison de l'efficacité : Encapsulation par ultrasons et extrusion de liposomes

En comparant l'encapsulation par sonde ultrasonique à la sonication du bain et à la technique d'extrusion, on constate que la formation de liposomes est supérieure avec la sonication par sonde.
Hadia et al. (2014) ont comparé la sonication de la sonde (UP200S), la sonication en bain et l'extrusion sont des techniques utilisées pour préparer des liposomes d'huile de poisson oméga-3. Les liposomes préparés par sonication de type sonde étaient de forme sphérique et conservaient une grande intégrité structurelle. L'étude conclut que la sonication par sonde de liposomes préformés facilite la préparation de liposomes DHA et EPA hautement chargés. Par sonication de type sonde, les acides gras oméga-3 DHA et EPA ont été encapsulés dans la membrane des nanoliposomes. L'encapsulation rend les acides gras oméga-3 hautement biodisponibles et les protège contre la dégradation oxydative.

Facteurs importants pour des liposomes de haute qualité

Après la préparation des liposomes, la stabilisation et le stockage des formulations liposomales jouent un rôle crucial dans l'obtention d'une formulation stable à long terme et d'un vecteur très puissant.
Les facteurs critiques qui affectent la stabilité des liposomes comprennent la valeur du pH, la température de stockage et les matériaux des conteneurs de stockage.
Pour une formulation finie, la valeur pH d'environ 6,5 est considérée comme idéale, car à pH 6,5 l'hydrolyse des lipides est réduite à son taux le plus bas.
Comme les liposomes peuvent s'oxyder et perdre la substance qu'ils contiennent, il est recommandé de les conserver à une température comprise entre 2 et 8 °C environ. Les liposomes chargés ne doivent pas être soumis à des conditions de congélation et de décongélation, car le stress lié à la congélation et à la décongélation favorise la fuite des composés bioactifs encapsulés.
Les récipients de stockage et leurs fermetures doivent être choisis avec soin, car les liposomes ne sont pas compatibles avec certains matériaux plastiques. Pour éviter la dégradation des liposomes, les suspensions de liposomes injectables doivent être conservées dans des ampoules de verre plutôt que dans des flacons d'injection bouchés. La compatibilité avec les bouchons en élastomère des flacons d'injection doit être testée. Pour éviter la photo-oxydation des composites lipidiques, il est très important de les conserver à l'abri de la lumière, par exemple en utilisant un flacon en verre foncé et en les stockant à l'abri de la lumière. Pour les formulations de liposomes infusibles, la compatibilité des suspensions de liposomes avec les tubes intraveineux (en plastique synthétique) doit être assurée. Le stockage et la compatibilité des matériaux doivent être spécifiés sur l'étiquette de la formulation de liposomes. [cf. Kulkarni et Shaw, 2016]

La méthode ultrasonique garantit la formation de liposomes aux caractéristiques spécifiques en favorisant l'encapsulation des ingrédients actifs et en ajustant leur taille et leur lamellarité grâce à des étapes de traitement contrôlées. Les sonicateurs Hielscher sont réputés pour les meilleurs résultats obtenus dans la formation des liposomes.

Après la formation d'un film lipidique et la réhydratation qui s'ensuit, la sonication est utilisée pour favoriser le piégeage des ingrédients actifs dans le liposome. En outre, la sonication permet d'obtenir la taille de liposome souhaitée.

Ultrasons haute performance pour les formulations liposomales

Les sonicateurs Hielscher sont des machines fiables utilisées dans la production de produits pharmaceutiques et de compléments alimentaires pour formuler des liposomes de haute qualité chargés d'acides gras, de vitamines, d'antioxydants, de peptides, de polyphénols et d'autres composés bioactifs. Pour répondre aux demandes de ses clients, Hielscher fournit des appareils à ultrasons allant de l'homogénéisateur de laboratoire compact et portatif à l'ultarsonicateur de table, en passant par des systèmes à ultrasons entièrement industriels pour la production de grandes quantités de formulations liposomales. La formulation de liposomes par ultrasons peut être effectuée par lots ou en continu en ligne. Une large gamme de sonotrodes ultrasoniques (sondes) et de cuves de réacteurs est disponible pour garantir une configuration optimale pour votre production de liposomes. La robustesse des sonicateurs Hielscher leur permet de fonctionner 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 dans des conditions difficiles.
Le tableau ci-dessous vous donne une indication de la capacité de traitement approximative de nos ultrasons :

Volume du lot Débit Dispositifs recommandés
1 à 500mL 10 à 200mL/min UP100H
10 à 2000mL 20 à 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 à 20L 0.2 à 4L/min UIP2000hdT
10 à 100L 2 à 10L/min UIP4000hdT
n.d. 10 à 100L/min UIP16000
n.d. plus grande groupe de UIP16000

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Hielscher Ultrasonics fabrique des homogénéisateurs à ultrasons de haute performance pour la dispersion, l'émulsification et l'extraction cellulaire.

Homogénéisateurs ultrasoniques haute puissance de laboratoires à pilote et Industriel échelle.

Littérature / Références



Qu'il faut savoir

Qu'est-ce qu'un liposome ?

Un liposome est une vésicule sphérique contenant au moins une bicouche lipidique. Les liposomes sont connus pour être d'excellents vecteurs de médicaments et sont utilisés comme véhicule pour administrer des nutriments, des suppléments et des médicaments pharmaceutiques dans le tissu ciblé.
Les liposomes sont généralement constitués de phospholipides, en particulier de phosphatidylcholine, mais peuvent également inclure d'autres lipides, tels que la phosphatidyléthanolamine de l'œuf, pour autant qu'ils soient compatibles avec la structure de la bicouche lipidique.
Un liposome est constitué d'un noyau aqueux entouré d'une membrane hydrophobe, sous la forme d'une bicouche lipidique ; les solutés hydrophiles dissous dans le noyau sont piégés et ne peuvent pas facilement traverser la bicouche. Les molécules hydrophobes peuvent être stockées dans la bicouche. Un liposome peut donc être chargé de molécules hydrophobes et/ou hydrophiles. Pour acheminer les molécules vers un site cible, la bicouche lipidique peut fusionner avec d'autres bicouches telles que la membrane cellulaire, ce qui permet aux substances encapsulées dans le liposome de pénétrer dans les cellules.
La circulation sanguine des mammifères étant à base d'eau, les liposomes transportent efficacement la substance hydrophobe à travers le corps jusqu'aux cellules ciblées. Les liposomes sont donc utilisés pour augmenter la biodisponibilité des molécules insolubles dans l'eau (par exemple, le CBD, la curcumine, les molécules médicamenteuses).
Les liposomes sont préparés avec succès par nano-émulsification et encapsulation ultrasoniques.

La structure d'un liposome

Structure d'un liposome : Noyau aqueux et bicouche phospholipidique avec des têtes hydrophiles et des queues hydrophobes/lipophiles.

acides gras oméga-3

Les acides gras oméga-3 (ω-3) et oméga-6 (ω-6) sont tous deux des acides gras polyinsaturés (AGPI) qui contribuent à de nombreuses fonctions du corps humain. Les acides gras oméga-3 en particulier sont connus pour leurs propriétés anti-inflammatoires et bénéfiques pour la santé.
L'acide eicosapentaénoïque ou EPA (20:5n-3) agit comme précurseur de la prostaglandine-3 (qui inhibe l'agrégation plaquettaire), du thromboxane-3 et des eicosanoïdes leucotriènes-5 et joue un rôle crucial pour la santé cardiovasculaire et cérébrale.
L'acide docosahexaénoïque ou DHA (22:6n-3) est un composant structurel majeur du système nerveux central des mammifères. Le DHA est l'acide gras oméga-3 le plus abondant dans le cerveau et la rétine et les deux organes, le cerveau et la rétine, dépendent de l'apport alimentaire en DHA pour fonctionner correctement. Le DHA soutient un large éventail de membranes cellulaires et de propriétés de signalisation cellulaire, en particulier dans la matière grise du cerveau ainsi que dans les segments externes des cellules photoréceptrices de la rétine, qui sont riches en membranes.

Sources alimentaires d'acides gras oméga-3

Les sources alimentaires de ω-3 sont notamment le poisson (par exemple les poissons d'eau froide tels que le saumon, les sardines, le maquereau), l'huile de foie de morue, les crustacés, le caviar, les algues marines, l'huile d'algue, les graines de lin, les graines de chanvre, les graines de chia et les noix.
Le régime alimentaire occidental standard comprend généralement des quantités élevées d'acides gras oméga-6 (ω-6), car les aliments tels que les céréales, les huiles de graines végétales, la volaille et les œufs sont riches en lipides oméga-6. En revanche, les acides gras oméga-3 (ω-3), que l'on trouve principalement dans les poissons d'eau froide, sont consommés en quantités nettement inférieures, de sorte que le rapport oméga-3/oméga-6 est souvent complètement déséquilibré.
C'est pourquoi l'utilisation de compléments alimentaires à base d'oméga-3 est souvent recommandée par les médecins et les professionnels de la santé.

acides gras essentiels

Les acides gras essentiels (AGE) sont des acides gras que les humains et les animaux doivent ingérer par le biais de l'alimentation, car l'organisme en a besoin pour fonctionner correctement, mais ne peut pas les synthétiser. En général, les acides gras essentiels et leurs dérivés sont indispensables au cerveau et au système nerveux, représentant 15 à 30 % du poids sec du cerveau. Les acides gras essentiels se distinguent en acides gras saturés, insaturés et polyinsaturés. Chez l'homme, seuls deux acides gras sont connus pour être essentiels, à savoir l'acide alpha-linolénique, qui est un acide gras oméga-3, et l'acide linoléique, qui est un acide gras oméga-6. Il existe d'autres acides gras, que l'on peut classer dans les catégories suivantes “conditionnellement essentiel”L'acide docosahexaénoïque, qui est un acide gras oméga-3, et l'acide gamma-linolénique, un acide gras oméga-6, en sont des exemples.

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