Liposzómás omega-3 zsírsavak ultrahangos előállítása
Nanoliposomes are highly effective drug carriers used to enhance the bioavailability of bioactive compounds such as omega-2 fatty acids, vitamins, and other substances. Ultrasonic encapsulation of bioactive compounds is a fast and simple technique to prepare nanoliposomes with high drug loadings. Ultrasonic encapsulation in liposomes enhances the compounds’ stability and bioavailability.
Liposzómás omega-3 zsírsavak
Az omega-3 zsírsavak, mint például az eikozapentaénsav (EPA) és a dokozahexaénsav (DHA) létfontosságú szerepet játszanak az emberi szervezetben számos létfontosságú biokémiai reakció megfelelő működésében. Az EPA és a DHA leginkább hidegvízi halakban, tőkehalmájban és kagylókban fordul elő. Mivel nem mindenki fogyasztja az ajánlott két adag halat hetente, a halolajat gyakran étrend-kiegészítők formájában használják. Ezenkívül az omega-3 zsírsavakat, például az EPA-t és a DHA-t terápiáként használják a szív- és érrendszeri és agyi betegségek kezelésére, valamint a rákterápiában. A biológiai hozzáférhetőség és az abszorpciós sebesség javítása érdekében az ultrahangos kapszulázás liposzómákba széles körben és sikeresen alkalmazott technika.
Az omega-3 zsírsavak ultrahangos kapszulázása liposzómákba
Az ultrahangos kapszulázás megbízható előkészítési technika liposzómák kialakítására nagy hatóanyag-terheléssel. Az ultrahangos nano-emulgeálás megzavarja a foszfolipid kettősrétegeket, és energiát vezet be a gömb alakú amfifil vezikulumok, liposzómák néven ismert összeszerelésének elősegítésére.
Az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a liposzóma méretének szabályozását az ultrahangos előkészítési folyamatot: A liposzóma mérete csökken az ultrahang energia növekedésével. A kisebb liposzómák nagyobb biológiai hozzáférhetőséget kínálnak, és nagyobb sikerrel tudják szállítani a zsírsavmolekulákat a célhelyekre, mivel a kisebb méret megkönnyíti a sejtmembránokon keresztüli permeabilitást.
A liposzómákat erős gyógyszerhordozóknak nevezik, amelyek lipofil és hidrofil anyagokkal tölthetők fel kettős rétegeik amfifil szerkezete miatt. A liposzómák másik előnye, hogy képesek kémiailag módosítani a liposzómákat lipidkötésű polimerek bevonásával a formulába, így javul a csapdába esett molekulák felvétele a célzott szövetekben, és a gyógyszer felszabadulása és ezáltal felezési ideje meghosszabbodik. A liposzómás kapszulázás megvédi a bioaktív vegyületeket az oxidatív lebomlástól is, ami fontos tényező a többszörösen telítetlen zsírsavak, például az EPA és a DHA esetében, amelyek hajlamosak az oxidációra.
Hadia et al. (2014) megállapította, hogy a DHA és az EPA ultrahangos kapszulázása a szonda típusú ultrahangos készülékkel UP200S kiváló kapszulázási hatékonyságot (% EE) eredményezett, 56,9 ± 5,2% DHA és 38,6 ± 1,8% EPA esetén. A liposzómák DHA és EPA % EE-je jelentősen nőtt ultrahangos kezeléssel (p 0, 05-nél kisebb érték; statisztikailag szignifikáns értékek).
Ultrahanggal előállított liposzómák DHA és EPA zsírsavakkal töltve.
Hatékonysági összehasonlítás: Ultrahangos kapszulázás vs liposzóma extrudálás
Összehasonlítva az ultrahangos szonda típusú kapszulázást a fürdő szonikálásával és extrudálási technikájával, kiváló liposzóma-képződést érünk el szonda-szonikálással.
Hadia et al. (2014) összehasonlította a szonda szonda szonikálását (UP200S), a fürdő szonikálása és az extrudálás az omega-3 halolaj liposzómák előállításának technikája. A szonda típusú szondával előállított liposzómák gömb alakúak voltak, és magas szerkezeti integritást tartottak fenn. A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy az előre kialakított liposzómák szonda típusú szonnyázása megkönnyíti a nagy terhelésű DHA és EPA liposzómák előállítását. Szonda típusú szonikálással a DHA és az EPA omega-3 zsírsavakat kapszuláztuk a nanoliposzómás membránba. A kapszulázás biológiailag jól hozzáférhetővé teszi az omega-3 zsírsavakat, és megóvja őket az oxidatív lebomlástól.
A kiváló minőségű liposzómák fontos tényezői
A liposzóma elkészítése után a liposzómás készítmények stabilizálása és tárolása döntő szerepet játszik a hosszú ideig stabil és rendkívül hatékony hordozókészítmény előállításában.
A liposzómák stabilitását befolyásoló kritikus tényezők közé tartozik a pH-érték, a tárolási hőmérséklet és a tárolóedények anyagai.
Egy kész készítmény esetében a kb. 6,5-ös pH-érték tekinthető ideálisnak, mivel 6,5-ös pH-nál a lipidhidrolízis a legalacsonyabb szintre csökken.
Mivel a liposzómák oxidálódhatnak és elveszíthetik beszorult anyagterhelésüket, kb. 2-8 °C-os tárolási hőmérséklet ajánlott. A betöltött liposzómákat nem szabad fagyásnak és olvadásnak kitenni, mivel a fagyasztási-olvadási feszültség elősegíti a kapszulázott bioaktív vegyületek szivárgását.
A tárolóedényeket és a tárolótartályok lezárását gondosan kell megválasztani, mivel a liposzómák nem kompatibilisek bizonyos műanyagokkal. A liposzóma lebomlásának megelőzése érdekében az injektálható liposzóma szuszpenziókat üvegampullákban kell tárolni, nem pedig dugóval lezárt injekciós üvegekben. Meg kell vizsgálni az injekciós üvegek elasztomer dugóival való kompatibilitást. A lipid kompozitok fotooxidációjának elkerülése érdekében nagyon fontos a fénytől védett tárolás, pl. sötét üvegpalack használata és sötét helyen történő tárolás. Az infúziós liposzómakészítmények esetében biztosítani kell a liposzóma szuszpenziók kompatibilitását az intravénás (szintetikus műanyagból készült) csövekkel. A tárolást és az anyagkompatibilitást fel kell tüntetni a liposzóma készítmény címkéjén. [vö. Kulkarni és Shaw, 2016]
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.
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek liposzómás készítményekhez
A Hielscher sonicator megbízható gépek, amelyeket a gyógyszerészeti és kiegészítő gyártásban használnak zsírsavakkal, vitaminokkal, antioxidánsokkal, peptidekkel, polifenolokkal és más bioaktív vegyületekkel töltött kiváló minőségű liposzómák megfogalmazására. Az ügyfelek igényeinek kielégítése érdekében a Hielscher ultrahangos készülékeket szállít a kompakt kézi laboratóriumi homogenizátortól és az asztali ultarsonicatoroktól a teljesen ipari ultrahangos rendszerekhez nagy mennyiségű liposzómás készítmények előállításához. Az ultrahangos liposzóma készítmény kötegelt vagy folyamatos inline folyamatként futtatható. Az ultrahangos sonotrodes (szondák) és reaktoredények széles választéka áll rendelkezésre, hogy optimális beállítást biztosítson a liposzóma termeléséhez. A Hielscher szonikátorok robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működését nagy teherbírású és igényes környezetben.
Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását:
| Kötegelt mennyiség | Áramlási sebesség | Ajánlott eszközök |
|---|---|---|
| 1–500 ml | 10–200 ml/perc | UP100H |
| 10 és 2000 ml között | 20–400 ml/perc | UP200Ht, UP400ST |
| 0.1-től 20L-ig | 0.2-től 4 liter/percig | UIP2000hdT |
| 10–100 liter | 2–10 l/perc | UIP4000hdt |
| n.a. | 10–100 l/perc | UIP16000 |
| n.a. | Nagyobb | klaszter UIP16000 |
Kapcsolat!? Kérdezzen tőlünk!
Irodalom? Hivatkozások
- 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.
Tények, amelyeket érdemes tudni
Mik azok a liposzómák?
A liposzóma egy gömb alakú vezikulum, amelynek legalább egy lipid kettősrétege van. A liposzómákról ismert, hogy kiváló gyógyszerhordozók, és hordozóként használják tápanyagok, kiegészítők és gyógyszerek beadására a célzott szövetbe.
A liposzómákat általában foszfolipidekből, különösen foszfatidilkolinból állítják elő, de tartalmazhatnak más lipideket is, például tojásfoszfatidil-etanol-amin, amennyiben kompatibilisek a lipid kettős rétegű szerkezettel.
A liposzóma egy vizes magból áll, amelyet hidrofób membrán vesz körül, lipid kettős réteg formájában; A magban oldott hidrofil oldott anyagok csapdába esnek, és nem tudnak könnyen átjutni a kettős rétegen. A hidrofób molekulák tárolhatók a kettős rétegben. A liposzóma tehát hidrofób és/vagy hidrofil molekulákkal tölthető fel. Ahhoz, hogy a molekulákat a célhelyre juttassák, a lipid kettősréteg fuzionálhat más kettős rétegekkel, például a sejtmembránnal, ezáltal a liposzómába kapszulázott anyagokat a sejtekbe juttatva.
Mivel az emlősök vérárama vízalapú, a liposzómák hatékonyan szállítják a hidrofób anyagot a testen keresztül a célzott sejtekhez. A liposzómákat ezért a vízben oldhatatlan molekulák (pl. CBD, kurkumin, gyógyszermolekulák) biológiai hozzáférhetőségének növelésére használják.
A liposzómákat sikeresen előállítják ultrahangos nano-emulgeálással és kapszulázással.
A liposzóma szerkezete: Vizes mag és foszfolipid kettős réteg hidrofil fejekkel és hidrofób/lipofil farokkal.
omega-3 zsírsavak
Az omega-3 (ω-3) és omega-6 (ω-6) zsírsavak egyaránt többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA), és hozzájárulnak az emberi test számos funkciójához. Különösen az omega-3 zsírsavak ismertek gyulladáscsökkentő és egészségjavító tulajdonságaikról.
Az eikozapentaénsav vagy EPA (20:5n-3) a prosztaglandin-3 (amely gátolja a vérlemezke-aggregációt), a tromboxán-3 és a leukotrién-5 eikozanoidok prekurzoraként működik, és döntő szerepet játszik a szív- és érrendszeri és agyi egészségben.
A dokozahexaénsav vagy DHA (22:6n-3) az emlősök központi idegrendszerének fő szerkezeti alkotóeleme. A DHA a leggyakoribb omega-3 zsírsav az agyban és a retinában, és mindkét szerv, az agy és a retina megfelelő működéséhez a DHA táplálékfelvételére van szükség. A DHA a sejtmembrán és sejtjelző tulajdonságok széles skáláját támogatja, különösen az agy szürkeállományában, valamint a retina fotoreceptor sejtek külső szegmenseiben, amelyek membránokban gazdagok.
Az omega-3 zsírsavak élelmiszerforrásai
Az ω-3 táplálékforrásai közé tartoznak a halak (pl. hidegvízi halak, például lazac, szardínia, makréla), tőkehalmájolaj, kagyló, kaviár, tengeri algák, algaolaj, lenmag (lenmag), kendermag, chia mag és dió.
A standard nyugati étrend jellemzően nagy mennyiségű omega-6 (ω-6) zsírsavat tartalmaz, mivel az olyan élelmiszerek, mint a gabonafélék, a növényi magolajok, a baromfi és a tojás gazdag omega-6 lipidekben. Másrészt az omega-3 (ω-3) zsírsavakat, amelyek főként a hidegvízi halakban találhatók, lényegesen kisebb mennyiségben fogyasztják, így az omega-3:omega-6 arány gyakran teljesen kiegyensúlyozatlan.
Ezért az omega-3 étrend-kiegészítők használatát gyakran javasolják az orvosok és az egészségügyi szakemberek.
esszenciális zsírsavak
Az esszenciális zsírsavak (EFA-k) olyan zsírsavak, amelyeket az embereknek és az állatoknak táplálékkal kell fogyasztaniuk, mivel a szervezetnek szüksége van rájuk a megfelelő létfontosságú működéshez, de nem tudja szintetizálni őket. Általában az esszenciális zsírsavak és származékaik kritikusak az agy és az idegrendszer számára, az agy száraz tömegének 15–30% -át teszik ki. Az esszenciális zsírsavakat telített, telítetlen és többszörösen telítetlen zsírsavakban különböztetjük meg. Az emberek esetében csak két zsírsavról ismert, hogy esszenciális, nevezetesen az alfa-linolénsav, amely egy omega-3 zsírsav, és a linolsav, amely egy omega-6 zsírsav. Vannak más zsírsavak is, amelyek a következőképpen osztályozhatók “feltételesen elengedhetetlen”, ami azt jelenti, hogy bizonyos fejlődési vagy betegségi körülmények között nélkülözhetetlenné válhatnak; Ilyen például a dokozahexaénsav, amely egy omega-3 zsírsav, és a gamma-linolénsav, egy omega-6 zsírsav.