ultrahangos liposzóma készítmény

Az ultrahanggal előállított liposzómák nagyon magas befogási hatékonyságot, nagy teherbírást és egyenletesen kis gömbméretet mutatnak. Ezáltal az ultrahangos liposzómák kiváló biológiai hozzáférhetőséget kínálnak. A Hielscher Ultrasonics ultrahangos készülékeket kínál a gyógyszerészeti minőségű liposzómák megbízható előállításához kötegelt és folyamatos üzemmódban.

Az ultrahangos liposzóma termelés előnyei

Az ultrahangos liposzóma kapszulázás olyan technika, amelyet gyógyszerek vagy más terápiás szerek liposzómákba történő kapszulázására használnak ultrahangos energia felhasználásával. A liposzóma kapszulázásának más módszereivel összehasonlítva az ultrahangos kapszulázásnak számos előnye van, amelyek a kiváló gyártási technikává teszik.

• Nagy terhelés, nagy beszorulási hatékonyság: Az ultrahangos liposzóma előállítása jól ismert, hogy liposzómákat állít elő nagy mennyiségű hatóanyaggal, pl. C-vitaminnal, gyógyszermolekulákkal stb. Ugyanakkor az ultrahangos módszer magas befogási hatékonyságot mutat. Ez azt jelenti, hogy a hatóanyag nagy százalékát ultrahanggal kapszulázzák. Összefoglalva, ez teszi az ultrahangos kezelést rendkívül hatékony módszer liposzóma előállítására.
• Egyenletesen kis liposzómák: Az ultrahangos liposzóma kapszulázás egyik előnye, hogy képes rendkívül egyenletes liposzómákat előállítani szűk méreteloszlással. Az ultrahangos energia felhasználható a nagyobb liposzómák vagy lipid aggregátumok kisebb, egyenletesebb liposzómákra bontására. Ez nagyobb konzisztenciához vezet a liposzómák méretében és alakjában, ami fontos lehet a gyógyszeradagolási alkalmazásokban, ahol a részecskék mérete befolyásolhatja farmakokinetikájukat és hatékonyságukat.
• Bármely molekulára alkalmazható: Az ultrahangos liposzóma kapszulázás másik előnye, hogy képes a gyógyszerek és más terápiás szerek széles skáláját kapszulázni. A technika hidrofil és hidrofób gyógyszerek kapszulázására is használható, ami más módszerekkel nehéz lehet. Ezenkívül az ultrahangos energia felhasználható makromolekulák és nanorészecskék kapszulázására, amelyek túl nagyok lehetnek ahhoz, hogy más módszerekkel kapszulázzanak.
• Gyors és megbízható: Az ultrahangos liposzóma kapszulázás szintén viszonylag egyszerű és gyors folyamat. Nem igényel erős vegyszereket vagy magas hőmérsékletet, ami káros lehet a kapszulázott terápiás szerekre.
• Méretnövelés: Ezenkívül a technika könnyen bővíthető a nagyüzemi gyártáshoz, így költséghatékony lehetőség a kábítószer-szállítási alkalmazásokhoz.

Összefoglalva, az ultrahangos liposzóma kapszulázás kiváló technika a liposzóma kapszulázáshoz, mivel képes egyenletes liposzómákat előállítani szűk méreteloszlással, a terápiás szerek széles skáláját kapszulázza, valamint egyszerűségét és skálázhatóságát.

A lipidfilm képződése után a későbbi rehidratációt szonikálással segítik elő a hatóanyagok liposzómában való beszorulásának elősegítésére. Ezenkívül az ultrahangos kezelés eléri a kívánt liposzóma méretet.

Ultrahangos liposzóma készítmény gyógyszerek és kozmetikumok számára

A liposzómák (lipid alapú vezikulák), transzferoszómák (ultradeformálható liposzómák), etoszómák (ultradeformálható vezikulumok magas alkoholtartalommal) és nioszómák (szintetikus vezikulumok) mikroszkopikus vezikulumok, amelyek mesterségesen előállíthatók gömb alakú hordozókként, amelyekbe aktív molekulák kapszulázhatók. Ezeket a 25 és 5000 nm közötti átmérőjű vezikulumokat gyakran használják gyógyszerhordozóként a gyógyszeriparban és a kozmetikai iparban, például orális vagy helyi gyógyszeradagolásban, geneterápiában és immunizálásban. Az ultrahangos kezelés tudományosan bizonyított módszer a rendkívül hatékony liposzóma termeléshez. A Hielscher ultrahangos készülékek liposzómákat állítanak elő nagy hatóanyag-terheléssel és kiváló biológiai hozzáférhetőséggel.

Liposzómák és liposzómás készítmény

A liposzómák unilamelláris, oligolamelláris vagy multilamelláris hólyagos rendszerek, és ugyanabból az anyagból állnak, mint a sejtmembrán (lipid kettősréteg). Összetételüket és méretüket tekintve a liposzómákat a következőképpen különböztetjük meg:

• multilamellás vezikulumok (MLV, 0,1-10μm)
• kis unilamelláris vezikulák (SUV, <100 nm)
• nagy unilamelláris vezikulumok (LUV, 100–500 nm)
• óriás unilamelláris vezikulumok (GUV, ≥1 μm)

A liposzómák fő szerkezete foszfolipidekből áll. A foszfolipidek hidrofil fejcsoporttal és hidrofób farokcsoporttal rendelkeznek, amely hosszú szénhidrogénláncból áll.
A liposzóma membrán összetétele nagyon hasonló a bőrgáthoz, így könnyen integrálható az emberi bőrbe. Ahogy a liposzómák összeolvadnak a bőrrel, a csapdába esett szereket közvetlenül a rendeltetési helyre tudják kirakni, ahol az aktív hatóanyagok betölthetik funkciójukat. Így a liposzómák fokozzák a bőr áthatolhatóságát / permeabilitását a csapdába esett gyógyszerészeti és kozmetikai szerek számára. A kapszulázott szerek nélküli liposzómák, a szabad vezikulumok is hatásosak a bőr számára, mivel a foszfatidilkolin két esszenciális anyagot tartalmaz, amelyeket az emberi szervezet önmagában nem képes előállítani: linolsav és kolin.
A liposzómákat gyógyszerek, peptidek, fehérjék, plazma DNS, antiszensz oligonukleotidok vagy ribozimek biokompatibilis hordozóiként használják gyógyszerészeti, kozmetikai és biokémiai célokra. A részecskék méretének és a lipidek fizikai paramétereinek rendkívüli sokoldalúsága vonzó lehetőséget kínál testre szabott járművek építéséhez az alkalmazások széles köréhez. (Ulrich 2002)

Ultrahangos liposzómák képződése

A liposzómák ultrahanggal alakíthatók ki. A liposzóma készítmény alapanyaga biológiai membránlipidekből származó vagy azokon alapuló amhilikus molekulák. Kis unilamelláris vezikulumok (SUV) kialakulásához a lipid diszperziót óvatosan ultrahanggal kezeljük – pl. a kézi ultrahangos készülékkel UP50H (50W, 30kHz), a VialTweeter vagy az ultrahangos reaktor CupHorn – jégfürdőben. Az ilyen ultrahangos kezelés időtartama kb. 5-15 perc. Egy másik módszer a kis unilamelláris vezikulumok előállítására a multi-lamelláris vezikulumok liposzómáinak szonikálása.
Dinu-Pirvu et al. (2010) beszámol a transzferoszómák megszerzéséről az MLV-k szobahőmérsékleten történő ultrahangos kezelésével.
A Hielscher Ultrasonics különböző ultrahangos készülékeket, sonotrodákat és tartozékokat kínál, és ezáltal a legmegfelelőbb ultrahangos beállítást biztosítja a rendkívül hatékony liposzóma kapszulázáshoz bármilyen méretben.

A hatóanyagok ultrahangos kapszulázása liposzómákba

A liposzómák olyan hatóanyagok hordozóiként működnek, mint a vitaminok, terápiás molekulák, peptidek stb. Az ultrahang hatékony eszköz liposzómák előállítására és kialakítására a hatóanyagok befogására. Ezzel egyidejűleg az szonikálás segíti a kapszulázási és befogási folyamatot, hogy a hatóanyagok nagy terhelésével rendelkező liposzómák keletkezzenek. A kapszulázás előtt a liposzómák hajlamosak klasztereket alkotni a foszfolipid poláris fejek felületi töltés-töltés kölcsönhatása miatt (vö. Míckova et al. 2008), továbbá fel kell nyitni őket. Például Zhu et al. (2003) leírja a biotin por liposzómákba történő kapszulázását ultrahangos kezeléssel. Mivel a biotin port hozzáadtuk a vezikulum szuszpenziós oldathoz, az oldatot ultrahanggal kezeltük. A kezelés után a biotin csapdába esett a liposzómákban.

Liposzómás emulziók ultrahangos kezeléssel

A hidratáló vagy öregedésgátló krémek, testápolók, gélek és más kozmetikai készítmények tápláló hatásának fokozása érdekében emulgeálószert adnak a liposzómás diszperziókhoz, hogy stabilizálják a nagyobb mennyiségű lipidet. A vizsgálatok azonban kimutatták, hogy a liposzómák képességei általában korlátozottak. Emulgeálószerek hozzáadásával ez a hatás korábban megjelenik, és a további emulgeálószerek gyengítik a foszfatidilkolin barrier affinitását. Nanorészecskék – foszfatidilkolinból és lipidekből áll - a válasz erre a problémára. Ezeket a nanorészecskéket egy olajcsepp alkotja, amelyet egyrétegű foszfatidilkolin borít. A nanorészecskék használata olyan készítményeket tesz lehetővé, amelyek több lipidet képesek felszívni és stabilak maradnak, így nincs szükség további emulgeálószerekre.
Az ultrahangos kezelés bevált módszer nanoemulziók és nanodiszperziók előállítására. A rendkívül intenzív ultrahang biztosítja a folyadékfázis (diszpergált fázis) kis cseppekben történő diszpergálásához szükséges energiát egy második fázisban (folyamatos fázis). A diszpergáló zónában az imploding kavitációs buborékok intenzív lökéshullámokat okoznak a környező folyadékban, és nagy folyadéksebességű folyadéksugarak képződését eredményezik. A diszperziós fázis újonnan képződött cseppjeinek stabilizálása érdekében az emulzióhoz emulgeálószereket (felületaktív anyagokat, felületaktív anyagokat) és stabilizátorokat adunk. Mivel a cseppek összeolvadása a megszakítás után befolyásolja a végső cseppméret-eloszlást, hatékonyan stabilizáló emulgeálószereket használnak a végső cseppméret-eloszlás fenntartására olyan szinten, amely megegyezik az eloszlással közvetlenül a cseppszakadás után az ultrahangos diszpergáló zónában.

Liposzómás diszperziók ultrahangos kezeléssel

A telítetlen foszfatidil-klóron alapuló liposzómás diszperziók nem stabilak az oxidációval szemben. A diszperzió stabilizálása antioxidánsokkal, például C- és E-vitamin komplexszel érhető el.
 

Liposzóma képződés fordított fázisú párolgási módszerrel szonikálással

 
Ortan et al. (2002) az Anethum graveolens illóolaj liposzómákban történő ultrahangos előkészítésével kapcsolatos tanulmányukban jó eredményeket ért el. Az ultrahangos kezelés után a liposzómák mérete 70-150 nm között volt, az MLV esetében pedig 230-475 nm; ezek az értékek 2 hónap után is megközelítőleg állandóak voltak, de 12 hónap után megszűntek, különösen SUV diszperzióban (lásd az alábbi hisztogramokat). Az illóolaj-veszteségre és méreteloszlásra vonatkozó stabilitási mérés azt is kimutatta, hogy a liposzómás diszperziók fenntartották az illóolaj tartalmát. Ez arra utal, hogy az illóolaj beszorulása a liposzómákba növelte az olaj stabilitását.

Ortan et al. (2009): Az MLV és SUV diszperziók stabilitása 1 év után. A liposzómás készítményeket 4±1 °C-on tároltuk.

A Hielscher ultrahangos processzorok ideális eszközök a kozmetikai és gyógyszeripari alkalmazásokhoz. A rendszerek több ultrahangos processzorból állnak, amelyek mindegyike legfeljebb 16 000 watt, biztosítja a szükséges kapacitást ahhoz, hogy ezt a laboratóriumi alkalmazást hatékony gyártási módszerré alakítsa, hogy finoman diszpergált emulziókat kapjon folyamatos áramlásban vagy tételben – A ma elérhető legjobb nagynyomású homogenizátorokéhoz hasonló eredmények elérése, mint például a zárószelepeké. A folyamatos emulgeálás nagy hatékonysága mellett a Hielscher ultrahangos készülékek nagyon alacsony karbantartást igényelnek, és nagyon könnyen kezelhetők és tisztíthatók. Az ultrahang valóban támogatja a tisztítást és az öblítést. Az ultrahangos teljesítmény állítható, és bizonyos termékekhez és emulgeálási követelményekhez igazítható. Speciális áramlási cellás reaktorok is rendelkezésre állnak, amelyek megfelelnek a fejlett CIP (clean-in-place) és SIP (sterilize-in-place) követelményeknek.

Gyakran ismételt kérdések a liposzómákról

Milyen típusú liposzómák különböztethetők meg?

A liposzómákat méretük és a bennük lévő kettős rétegek száma alapján különböző típusokba sorolják. Ezek a kategóriák a következők:

• Kis Unilamelláris vezikulák (SUV): Ezek a legkisebb liposzómák, egyetlen lipid kettősréteggel.
• Nagy unilamelláris vezikulumok (LUV): Nagyobbak, mint a terepjárók, ezek is egyetlen kétrétegűek.
• Multilamellás vezikulumok (MLV): Ezek több koncentrikus kettősréteget tartalmaznak.
• Multivezikuláris vezikulumok (MVV): Ezek több kisebb vezikulumból állnak egy nagyobb vezikulumon belül.

 
Egyéb speciális típusok a következők:

• PEGilált liposzómák: Polietilénglikollal (PEG) módosított liposzómák a stabilitás és a keringési idő fokozása érdekében.
• Nanoliposzómák: Nagyon kicsi liposzómák, amelyeket jellemzően célzott gyógyszeradagolásra használnak.

Milyen vezikulumszerkezeteket mutathatnak a liposzómák?

A liposzómákat vezikulumszerkezetük alapján további hét fő típusba sorolják:

• Multilamelláris nagy vezikulumok (MLV): Több kétrétegűt tartalmaz.
• Oligolamelláris vezikulák (OLV): Van néhány kettős réteg.
• Kis Unilamelláris vezikulák (SUV): A legkisebb, egyetlen kétrétegű.
• Közepes méretű egylapos vezikulumok (MUV): Közepes méret egyetlen kétrétegűvel.
• Nagy unilamelláris vezikulumok (LUV): Nagyobb, egyetlen kétrétegű.
• Óriás unilamelláris vezikulák (GUV): Nagyon nagy, egyetlen kétrétegű.
• Multivezikuláris vezikulumok (MVV): Több vezikulum egyetlen nagy vezikulumon belül.

Mi a különbség a liposzómák és a nioszómák között?

A liposzómák és a nioszómák elsősorban összetételükben különböznek:
Liposzómák: Kettős láncú foszfolipidekből készül, amelyek lehetnek semlegesek vagy töltöttek.
Nioszómák: Töltés nélküli, egyláncú felületaktív anyagokból és koleszterinből készül.
Mindkét szerkezet szonikálással van kialakítva, amely elősegíti a kétrétegű vezikulumok összeszerelését.

Mi a liposzóma ideális mérete?

A terápiás adagoláshoz a liposzóma ideális mérete elméletileg 50 és 200 nanométer között van. Ez a mérettartomány optimalizálja a stabilitást és a biológiai hozzáférhetőséget. A szonikációt általában arra használják, hogy a vezikulumot a kívánt méretre csökkentsék.

A liposzómák hordozhatnak-e hidrofil gyógyszereket?

Igen, a liposzómák hidrofil gyógyszereket hordozhatnak. Az orvosbiológiai alkalmazásokban értékelik a hidrofób és hidrofil szerek kapszulázására való képességüket. Ezenkívül magas biokompatibilitást és biológiai lebonthatóságot kínálnak, így hatékony szállítási rendszerek.

Hogyan készítsünk liposzómákat?

A liposzóma előállításának leggyakoribb technikái a vékonyréteg-módszer és a fordított fázisú párologtatási módszer.
Vékonyréteg hidratálási módszer:

1. Oldjuk fel a lipideket szerves oldószerben.
2. Párologtassuk el az oldószert, hogy vékony lipidfilmet képezzünk.
3. Hidratáljuk a filmet vizes oldattal szonikálással, hogy multilamelláris vezikulumokat képezzünk.

Fordított fázisú párologtatási módszer:

1. Oldja fel a lipideket vízben és etanolban.
2. Sonicate az oldatot 60 ° C-on körülbelül 10 percig, hogy lipid paszta legyen.
3. Hűtsük le a lipidszuszpenziót, és keverés közben cseppenként adjunk hozzá vizet vagy puffert.
4. Hidratáljuk a szuszpenziót 1 órán át, hogy multilamelláris vezikulumokat képezzünk.
5. Csökkentse a liposzóma méretét további ultrahangos kezeléssel.

Mik azok az archeoszómák?

Az archeoszómák archeális lipidekből készült liposzómák, amelyek stabilitásukról és szélsőséges körülményekkel szembeni ellenállásukról ismertek. Ezek a tulajdonságok teszik az archeoszómákat különösen hasznossá a gyógyszerszállításban és a vakcinafejlesztésben kihívást jelentő környezetben.

Hogyan készülnek az archeoszómák?

Szonikációs eljárás Pise szerint (2022): Az archeoszómák a poláris lipidfrakcióból készülhetnek “PLF” a Sulfolobussolfataricus ultrahangos kezeléssel 60 ° C-on, külső lipid feltöltés nélkül. 0 ° C-on a Sulfolobusacidocaldarius poláris lipidjeit hatékonyan ultrahanggal ultrahangozták, hogy archeoszómákat képezzenek. BMD-vel töltött archeoszómákat és hagyományos liposzómákat, valamint az Archaea H. salinarumból izolált és foszfatidilkolinnal dúsított archeális lipideket szonikációs technikákkal állították elő. Sonicated vezikulumokat hoztak létre helyi szállításra az MLV diszperziók ultrahangos kezelésével 80% amplitúdóval 4 percig egy Hielscher UP50H szonda típusú szonda típusú szonikátor segítségével (lásd a bal oldali képet).

Irodalom/Hivatkozások