लिपोसोमल omega-3 वसीय अम्लों का अल्ट्रासोनिक उत्पादन
नैनोलिपोसोम अत्यंत प्रभावी औषधि वाहक हैं, जिनका उपयोग omega-2 वसीय अम्लों, विटामिनों और अन्य पदार्थों जैसे जैवसक्रिय यौगिकों की जैवउपलब्धता बढ़ाने के लिए किया जाता है। जैवसक्रिय यौगिकों का अल्ट्रासोनिक संपुटन उच्च औषधि भार वाले नैनोलिपोसोम तैयार करने की एक तेज़ और सरल तकनीक है। लिपोसोम में अल्ट्रासोनिक संपुटन से यौगिकों की स्थिरता और जैवउपलब्धता बढ़ती है।
लिपोसोमल omega-3 वसीय अम्ल
ईकोसापेंटाएनोइक अम्ल (EPA) और डोकोसाहेक्साएनोइक अम्ल (DHA) जैसे omega-3 वसीय अम्ल मानव शरीर में अनेक महत्वपूर्ण जैवरासायनिक अभिक्रियाओं के समुचित संचालन में अहम भूमिका निभाते हैं। EPA और DHA मुख्यतः ठंडे पानी की मछलियों, कॉड मछली के यकृत और कवचधारी जलीय जीवों में पाए जाते हैं। चूँकि हर व्यक्ति प्रति सप्ताह मछली की अनुशंसित दो खुराक नहीं खाता, इसलिए मछली के तेल का उपयोग अक्सर आहार अनुपूरक के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, EPA और DHA जैसे omega-3 वसीय अम्लों का उपयोग हृदयवाहिका और मस्तिष्क संबंधी रोगों के उपचार के साथ-साथ कैंसर चिकित्सा में भी चिकित्सीय एजेंटों के रूप में किया जाता है। जैवउपलब्धता और अवशोषण दर में सुधार के लिए लिपोसोम में अल्ट्रासोनिक संपुटन एक व्यापक रूप से और सफलतापूर्वक इस्तेमाल की जाने वाली तकनीक है।
लिपोसोम में omega-3 वसीय अम्लों का अल्ट्रासोनिक संपुटन
अल्ट्रासोनिक संपुटन सक्रिय पदार्थों के उच्च भार वाले लिपोसोम बनाने की एक विश्वसनीय तैयारी तकनीक है। अल्ट्रासोनिक नैनो-पायसीकरण फॉस्फोलिपिड द्विपरतों को विघटित करता है और ऊर्जा प्रदान करके गोलाकार उभयप्रेमी पुटिकाओं के संयोजन को बढ़ावा देता है, जिन्हें लिपोसोम कहा जाता है।
अल्ट्रासोनिकेशन से अल्ट्रासोनिक तैयारी प्रक्रिया के दौरान लिपोसोम के आकार को नियंत्रित किया जा सकता है: अल्ट्रासाउंड ऊर्जा बढ़ने के साथ लिपोसोम का आकार घटता है। छोटे लिपोसोम अधिक जैवसुलभता प्रदान करते हैं और वसीय अम्ल के अणुओं को अधिक सफलता दर के साथ लक्षित स्थलों तक पहुँचा सकते हैं, क्योंकि उनका छोटा आकार कोशिका झिल्लियों के आर-पार पारगमन को सुगम बनाता है।
लिपोसोम प्रभावशाली औषधि वाहकों के रूप में जाने जाते हैं, जिनकी द्विपरतों की उभयप्रेमी संरचना के कारण उनमें वसाप्रेमी तथा जलप्रेमी, दोनों प्रकार के पदार्थ भरे जा सकते हैं। लिपोसोम का एक और लाभ यह है कि फ़ॉर्मूलेशन में लिपिड से बंधे पॉलिमर शामिल करके लिपोसोम को रासायनिक रूप से संशोधित किया जा सकता है, जिससे लक्षित ऊतक में संपुटित अणुओं का ग्रहण बेहतर होता है और औषधि का विमोचन तथा इस प्रकार उसकी अर्धायु लंबी हो जाती है। लिपोसोमल संपुटन जैवसक्रिय यौगिकों को ऑक्सीकरणजन्य अपघटन से भी बचाता है, जो EPA और DHA जैसे बहुअसंतृप्त वसीय अम्लों के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है, क्योंकि वे ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशील होते हैं।
Hadia et al. (2014) ने पाया कि प्रोब-प्रकार के अल्ट्रासोनिकेटर UP200S का उपयोग करके DHA और EPA के अल्ट्रासोनिक संपुटन से बेहतर संपुटन दक्षता (%EE) प्राप्त हुई, जो DHA के लिए 56.9 ± 5.2% और EPA के लिए 38.6 ± 1.8% थी। अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करने पर लिपोसोम में DHA और EPA की %EE में महत्वपूर्ण वृद्धि हुई (p मान 0.05 से कम; सांख्यिकीय रूप से महत्वपूर्ण मान)।
DHA और EPA वसीय अम्लों से भरे, अल्ट्रासोनिक विधि से तैयार किए गए लिपोसोम।
अध्ययन और चित्र: Hadian et al. 2014
दक्षता की तुलना: अल्ट्रासोनिक संपुटन बनाम लिपोसोम एक्सट्रूज़न
अल्ट्रासोनिक प्रोब-प्रकार के संपुटन की तुलना बाथ सोनिकेशन और एक्सट्रूज़न तकनीक से करने पर, प्रोब सोनिकेशन द्वारा बेहतर लिपोसोम निर्माण प्राप्त होता है।
Hadia et al. (2014) ने प्रोब सोनिकेशन (UP200S), बाथ सोनिकेशन और एक्सट्रूज़न की तुलना omega-3 मछली के तेल वाले लिपोसोम तैयार करने की तकनीकों के रूप में की। प्रोब-प्रकार के सोनिकेशन द्वारा तैयार किए गए लिपोसोम गोलाकार थे और उन्होंने उच्च संरचनात्मक अखंडता बनाए रखी। अध्ययन ने निष्कर्ष निकाला कि पहले से बने लिपोसोम का प्रोब-प्रकार का सोनिकेशन DHA और EPA के उच्च भार वाले लिपोसोम की तैयारी को सुगम बनाता है। प्रोब-प्रकार के सोनिकेशन द्वारा omega-3 वसीय अम्ल DHA और EPA को नैनोलिपोसोमल झिल्ली में संपुटित किया गया। संपुटन omega-3 वसीय अम्लों को अत्यधिक जैवउपलब्ध बनाता है और उन्हें ऑक्सीकरणजन्य अपघटन से बचाता है।
उच्च गुणवत्ता वाले लिपोसोम के लिए महत्वपूर्ण कारक
लिपोसोम तैयार करने के बाद, लंबे समय तक स्थिर और अत्यधिक प्रभावी वाहक फॉर्मूलेशन प्राप्त करने के लिए लिपोसोमल फॉर्मूलेशन का स्थिरीकरण और भंडारण महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
लिपोसोम की स्थिरता को प्रभावित करने वाले महत्वपूर्ण कारकों में pH मान, भंडारण तापमान और भंडारण पात्र की सामग्री शामिल हैं।
तैयार फॉर्मूलेशन के लिए लगभग 6.5 का pH मान आदर्श माना जाता है, क्योंकि pH 6.5 पर लिपिड के जल-अपघटन की दर अपने न्यूनतम स्तर तक घट जाती है।
चूँकि लिपोसोम का ऑक्सीकरण हो सकता है और उनमें समाविष्ट पदार्थ की मात्रा कम हो सकती है, इसलिए लगभग 2–8 °C के भंडारण तापमान की अनुशंसा की जाती है। पदार्थों से भरे लिपोसोम को जमने और पिघलने की परिस्थितियों में नहीं रखना चाहिए, क्योंकि जमने–पिघलने से उत्पन्न तनाव कैप्सूलित जैवसक्रिय यौगिकों के रिसाव को बढ़ावा देता है।
भंडारण पात्र और उनके ढक्कनों या बंद करने वाले अन्य भागों का चयन सावधानीपूर्वक करना चाहिए, क्योंकि लिपोसोम कुछ प्लास्टिक सामग्रियों के साथ संगत नहीं होते हैं। लिपोसोम के क्षय को रोकने के लिए, इंजेक्शन द्वारा दिए जाने वाले लिपोसोम निलंबनों को डाट लगी इंजेक्शन शीशियों के बजाय काँच के ऐम्पूल में रखना चाहिए। इंजेक्शन शीशियों की इलास्टोमर डाटों के साथ संगतता का परीक्षण करना आवश्यक है। लिपिड सम्मिश्रों के प्रकाश-ऑक्सीकरण से बचने के लिए प्रकाश से सुरक्षित भंडारण बहुत महत्वपूर्ण है, जैसे गहरे रंग की काँच की बोतल का उपयोग करना और उसे अँधेरी जगह में रखना। अंतःशिरा इन्फ्यूज़न द्वारा दिए जाने वाले लिपोसोम फॉर्मूलेशन के लिए, लिपोसोम निलंबनों की अंतःशिरा ट्यूबिंग (सिंथेटिक प्लास्टिक से बनी) के साथ संगतता सुनिश्चित करनी चाहिए। लिपोसोम फॉर्मूलेशन के लेबल पर भंडारण और सामग्री की संगतता संबंधी जानकारी दी जानी चाहिए। [cf. Kulkarni and Shaw, 2016]
लिपिड की फिल्म बनने और उसके बाद पुनर्जलीकरण के पश्चात, लिपोसोम में सक्रिय अवयवों के समावेशन को बढ़ावा देने के लिए सोनिकेशन का उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, सोनिकेशन से लिपोसोम का वांछित आकार प्राप्त होता है।
लिपोसोमल फॉर्मूलेशन के लिए उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्रासोनिकेटर
Hielscher सोनिकेटर विश्वसनीय मशीनें हैं, जिनका उपयोग औषधियों और आहार अनुपूरकों के उत्पादन में वसीय अम्लों, विटामिनों, एंटीऑक्सीडेंटों, पेप्टाइडों, पॉलीफेनॉलों और अन्य जैवसक्रिय यौगिकों से भरे उच्च गुणवत्ता वाले लिपोसोम तैयार करने के लिए किया जाता है। अपने ग्राहकों की माँगों को पूरा करने के लिए, Hielscher कॉम्पैक्ट, हाथ में पकड़े जाने वाले प्रयोगशाला होमोजेनाइज़र और बेंच पर रखे जाने वाले अल्ट्रासोनिकेटर से लेकर बड़ी मात्रा में लिपोसोमल फॉर्मूलेशन के उत्पादन के लिए पूर्णतः औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रणालियों तक की आपूर्ति करता है। अल्ट्रासोनिक विधि से लिपोसोम फॉर्मूलेशन तैयार करने की प्रक्रिया बैच के रूप में या सतत इनलाइन प्रक्रिया के रूप में चलाई जा सकती है। आपके लिपोसोम उत्पादन के लिए इष्टतम व्यवस्था सुनिश्चित करने हेतु अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड (प्रोब) और रिएक्टर पात्रों की व्यापक श्रृंखला उपलब्ध है। Hielscher सोनिकेटरों की मजबूती भारी कार्यभार और कठिन परिवेशों में 24/7 संचालन की अनुमति देती है।
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच का आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | अधिक | समूह में जुड़े UIP16000 |
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साहित्य / संदर्भ
- 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.
जानने योग्य तथ्य
लिपोसोम क्या हैं?
लिपोसोम एक गोलाकार पुटिका है जिसमें कम से कम एक लिपिड द्विपरत होती है। लिपोसोम उत्कृष्ट औषधि वाहक माने जाते हैं और लक्षित ऊतक में पोषक तत्व, पूरक और औषधियाँ पहुँचाने के माध्यम के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
लिपोसोम सामान्यतः फॉस्फोलिपिड, विशेष रूप से फॉस्फेटिडिलकोलीन से बनाए जाते हैं, लेकिन इनमें अन्य लिपिड, जैसे अंडे से प्राप्त फॉस्फेटिडिलएथेनॉलअमीन भी शामिल हो सकते हैं, बशर्ते वे लिपिड द्विपरत संरचना के अनुकूल हों।
लिपोसोम में एक जलीय केंद्र होता है, जो लिपिड द्विपरत के रूप में एक जलविरागी झिल्ली से घिरा होता है; केंद्र में घुले जलस्नेही विलेय भीतर फँसे रहते हैं और आसानी से द्विपरत के पार नहीं जा सकते। जलविरागी अणुओं को द्विपरत में संचित किया जा सकता है। इस प्रकार लिपोसोम में जलविरागी और/या जलस्नेही अणु भरे जा सकते हैं। अणुओं को लक्षित स्थान तक पहुँचाने के लिए लिपिड द्विपरत अन्य द्विपरतों, जैसे कोशिका झिल्ली, के साथ विलय कर सकती है, जिससे लिपोसोम में संपुटित पदार्थ कोशिकाओं के भीतर पहुँच जाते हैं।
चूँकि स्तनधारियों का रक्त प्रवाह जल-आधारित होता है, इसलिए लिपोसोम जलविरागी पदार्थ को शरीर के भीतर से लक्षित कोशिकाओं तक कुशलतापूर्वक पहुँचाते हैं। इसलिए लिपोसोम का उपयोग जल में अघुलनशील अणुओं (जैसे CBD, करक्यूमिन, औषधि अणु) की जैवउपलब्धता बढ़ाने के लिए किया जाता है।
अल्ट्रासोनिक नैनो-पायसीकरण और संपुटन द्वारा लिपोसोम सफलतापूर्वक तैयार किए जाते हैं।
लिपोसोम की संरचना: जलीय केंद्र और जलस्नेही सिरों तथा जलविरागी/वसास्नेही पूँछों वाली फॉस्फोलिपिड द्विपरत।
omega-3 वसा अम्ल
omega-3 (ω-3) और omega-6 (ω-6) वसा अम्ल दोनों बहुअसंतृप्त वसा अम्ल (PUFAs) हैं और मानव शरीर के अनेक कार्यों में योगदान देते हैं। विशेष रूप से omega-3 वसा अम्ल अपने सूजनरोधी और स्वास्थ्यवर्धक गुणों के लिए जाने जाते हैं।
आइकोसापेंटाएनोइक अम्ल या EPA (20:5n-3), prostaglandin-3 (जो प्लेटलेट एकत्रीकरण को रोकता है), thromboxane-3 और leukotriene-5 आइकोसैनॉइड के पूर्वगामी के रूप में कार्य करता है और हृदयवाहिका तथा मस्तिष्क के स्वास्थ्य में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
डोकोसाहेक्साएनोइक अम्ल या DHA (22:6n-3) स्तनधारियों के केंद्रीय तंत्रिका तंत्र का एक प्रमुख संरचनात्मक घटक है। DHA मस्तिष्क और रेटिना में सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला omega−3 वसा अम्ल है और दोनों अंग, मस्तिष्क तथा रेटिना, ठीक से कार्य करने के लिए आहार से मिलने वाले DHA पर निर्भर करते हैं। DHA कोशिका झिल्ली और कोशिकीय संकेतन के अनेक गुणों का समर्थन करता है, विशेष रूप से मस्तिष्क के धूसर पदार्थ में तथा रेटिना की प्रकाशग्राही कोशिकाओं के बाहरी खंडों में, जिनमें झिल्लियाँ प्रचुर मात्रा में होती हैं।
omega-3 वसा अम्लों के खाद्य स्रोत
ω-3 के कुछ खाद्य स्रोत हैं मछली (जैसे ठंडे पानी की मछलियाँ – सैल्मन, सार्डिन, मैकेरल), कॉड के यकृत का तेल, कवचधारी जलीय जीव, कैवियार, समुद्री शैवाल, समुद्री शैवाल का तेल, अलसी के बीज, भांग के बीज, चिया के बीज और अखरोट।
मानक पश्चिमी आहार में आम तौर पर omega-6 (ω-6) वसा अम्ल अधिक मात्रा में होते हैं, क्योंकि अनाज, वनस्पति बीजों के तेल, कुक्कुट मांस और अंडे जैसे खाद्य पदार्थ omega-6 लिपिड से भरपूर होते हैं। दूसरी ओर, omega-3 (ω-3) वसा अम्लों का सेवन काफी कम मात्रा में होता है, जो मुख्यतः ठंडे पानी की मछलियों में पाए जाते हैं, इसलिए omega-3:omega-6 का अनुपात अक्सर पूरी तरह असंतुलित होता है।
इसलिए चिकित्सक और स्वास्थ्य सेवा प्रदाता अक्सर omega-3 आहार पूरकों के उपयोग की सलाह देते हैं।
आवश्यक वसा अम्ल
आवश्यक वसीय अम्ल (EFAs) वे वसीय अम्ल हैं जिन्हें मनुष्यों और पशुओं को भोजन के माध्यम से ग्रहण करना अनिवार्य है, क्योंकि शरीर को महत्वपूर्ण शारीरिक कार्यों के समुचित संचालन के लिए इनकी आवश्यकता होती है, लेकिन वह इनका संश्लेषण नहीं कर सकता। सामान्यतः, आवश्यक वसीय अम्ल और उनके व्युत्पन्न मस्तिष्क तथा तंत्रिका तंत्र के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण होते हैं और मस्तिष्क के शुष्क भार का 15%–30% होते हैं। आवश्यक वसीय अम्लों को संतृप्त, असंतृप्त और बहुअसंतृप्त वसीय अम्लों में वर्गीकृत किया जाता है। मनुष्यों के लिए केवल दो वसीय अम्ल आवश्यक माने जाते हैं, अर्थात् अल्फा-लिनोलेनिक अम्ल, जो एक omega-3 वसीय अम्ल है, और लिनोलिक अम्ल, जो एक omega-6 वसीय अम्ल है। कुछ अन्य वसीय अम्लों को “सशर्त आवश्यक” के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसका अर्थ है कि वे विकास की कुछ अवस्थाओं या रोग की कुछ स्थितियों में आवश्यक हो सकते हैं; उदाहरणों में डोकोसाहेक्साएनोइक अम्ल, जो एक omega-3 वसीय अम्ल है, और गामा-लिनोलेनिक अम्ल, जो एक omega-6 वसीय अम्ल है, शामिल हैं।