Liposzómás omega-3 zsírsavak ultrahangos előállítása
A nanoliposzómák rendkívül hatékony gyógyszerhordozók, amelyeket bioaktív vegyületek, például omega-2 zsírsavak, vitaminok és más anyagok biológiai hozzáférhetőségének javítására használnak. A bioaktív vegyületek ultrahangos kapszulázása gyors és egyszerű technika nagy gyógyszertartalmú nanoliposzómák előállítására. A liposzómákba történő ultrahangos kapszulázás növeli a vegyületek stabilitását és biológiai hozzáférhetőségét.
Liposzómás omega-3 zsírsavak
Az omega-3 zsírsavak, például az eikozapentaénsav (EPA) és a dokozahexaénsav (DHA), létfontosságú szerepet játszanak az emberi szervezet számos létfontosságú biokémiai reakciójának megfelelő működésében. Az EPA és a DHA főként hideg vízi halakban, tőkehalmájban és héjas tengeri állatokban található meg. Mivel nem mindenki fogyasztja el a hetente ajánlott két adag halat, a halolajat gyakran étrend-kiegészítők formájában alkalmazzák. Emellett az omega-3 zsírsavakat, például az EPA-t és a DHA-t, terápiás szerekként használják szív- és érrendszeri betegségek és agyi betegségek kezelésére, valamint a daganatterápiában. A biológiai hozzáférhetőség és a felszívódási sebesség javítására a liposzómákba történő ultrahangos kapszulázás széles körben és sikeresen alkalmazott technika.
Omega-3 zsírsavak ultrahangos kapszulázása liposzómákba
Az ultrahangos kapszulázás megbízható előállítási technika nagy hatóanyagtartalmú liposzómák kialakítására. Az ultrahangos nanoemulgeálás megbontja a foszfolipid kettős rétegeket, és energiát juttat a rendszerbe, elősegítve a liposzómáknak nevezett, gömb alakú amfifil vezikulák összeállását.
Az ultrahangos kezelés lehetővé teszi a liposzómák méretének szabályozását az ultrahangos előállítási folyamat során: a liposzómák mérete az ultrahangenergia növelésével csökken. A kisebb liposzómák jobb biológiai hozzáférhetőséget kínálnak, és nagyobb sikeraránnyal képesek a zsírsavmolekulákat a célhelyekre szállítani, mivel kisebb méretük megkönnyíti a sejtmembránokon való átjutást.
A liposzómák hatékony gyógyszerhordozóként ismertek, amelyek kettős rétegeik amfifil szerkezete miatt lipofil és hidrofil anyagokkal egyaránt tölthetők. A liposzómák további előnye, hogy kémiailag módosíthatók lipidhez kötött polimerek készítménybe történő bevitelével, így javul a bezárt molekulák felvétele a célszövetben, és elnyúlik a gyógyszer felszabadulása, ezáltal pedig a felezési ideje is. A liposzómás kapszulázás az oxidatív lebomlástól is védi a bioaktív vegyületeket, ami fontos tényező az oxidációra hajlamos, többszörösen telítetlen zsírsavak, például az EPA és a DHA esetében.
Hadia és munkatársai (2014) megállapították, hogy a DHA és az EPA ultrahangos kapszulázása az UP200S szondás ultrahangos készülék használatával jobb kapszulázási hatékonyságot (%EE) eredményezett: a DHA esetében 56,9 ± 5,2%, az EPA esetében pedig 38,6 ± 1,8% értékkel. A liposzómák DHA-ra és EPA-ra vonatkozó %EE-értéke jelentősen nőtt az ultrahangos kezelés alkalmazásával (p-érték kisebb mint 0,05; statisztikailag szignifikáns értékek).
Ultrahanggal előállított, DHA és EPA zsírsavakkal töltött liposzómák.
Tanulmány és kép: Hadian és munkatársai, 2014
A hatékonyság összehasonlítása: ultrahangos kapszulázás és liposzóma-extrúzió
A szondás ultrahangos kapszulázást az ultrahangfürdős kezeléssel és az extrúziós technikával összehasonlítva a szondás ultrahangos kezelés jobb liposzómaképződést eredményez.
Hadia és munkatársai (2014) a szondás ultrahangos kezelést (UP200S), az ultrahangfürdős kezelést és az extrúziót hasonlították össze az omega-3 halolaj-liposzómák előállítására szolgáló technikákként. A szondás ultrahangos kezeléssel előállított liposzómák gömb alakúak voltak, és megőrizték nagyfokú szerkezeti épségüket. A tanulmány arra a következtetésre jutott, hogy az előzetesen kialakított liposzómák szondás ultrahangos kezelése megkönnyíti a nagy DHA- és EPA-tartalmú liposzómák előállítását. A szondás ultrahangos kezelés során a DHA és az EPA omega-3 zsírsavakat a nanoliposzómák membránjába kapszulázták. A kapszulázás az omega-3 zsírsavaknak nagyfokú biológiai hozzáférhetőséget biztosít, és megvédi őket az oxidatív lebomlástól.
A kiváló minőségű liposzómák fontos tényezői
A liposzómák előállítása után a liposzómás készítmények stabilizálása és tárolása döntő szerepet játszik a hosszú távon stabil és rendkívül hatékony hordozókészítmény kialakításában.
A liposzómák stabilitását befolyásoló kritikus tényezők közé tartozik a pH-érték, a tárolási hőmérséklet és a tárolóedények anyaga.
A kész készítmény esetében a megközelítőleg 6,5-ös pH-érték tekinthető ideálisnak, mivel pH 6,5 mellett a lipidhidrolízis sebessége a legalacsonyabbra csökken.
Mivel a liposzómák oxidálódhatnak és elveszíthetik bezárt anyagtartalmukat, megközelítőleg 2–8 °C-os tárolási hőmérséklet ajánlott. A töltött liposzómákat tilos fagyasztásnak és felolvasztásnak kitenni, mivel a fagyasztás–felolvasztás okozta igénybevétel elősegíti a kapszulázott bioaktív vegyületek kiszivárgását.
A tárolóedényt és annak záróelemeit gondosan kell kiválasztani, mivel a liposzómák bizonyos műanyagokkal nem kompatibilisek. A liposzómák lebomlásának megelőzésére az injektálható liposzómaszuszpenziókat dugóval lezárt injekciós üvegcsék helyett üvegampullákban kell tárolni. Az injekciós üvegcsék elasztomer dugóival való kompatibilitást vizsgálni kell. A lipidkompozitok fotooxidációjának elkerülése érdekében nagyon fontos a fénytől védett tárolás, például sötét üveg használatával és sötét helyen történő tárolással. Az infúzióként alkalmazható liposzómás készítmények esetében biztosítani kell a liposzómaszuszpenziók kompatibilitását az intravénás szerelékek csöveivel (amelyek szintetikus műanyagból készülnek). A tárolási feltételeket és az anyagokkal való kompatibilitást fel kell tüntetni a liposzómás készítmény címkéjén. [vö. Kulkarni és Shaw, 2016]
A lipidfilm kialakítása és az azt követő rehidratálás után ultrahangos kezeléssel segítik elő a hatóanyagok bezárását a liposzómába. Emellett az ultrahangos kezelés biztosítja a kívánt liposzómaméretet.
Nagy teljesítményű ultrahangos készülékek liposzómás készítményekhez
A Hielscher ultrahangos készülékei megbízható gépek, amelyeket a gyógyszer- és étrend-kiegészítő-gyártásban zsírsavakkal, vitaminokkal, antioxidánsokkal, peptidekkel, polifenolokkal és más bioaktív vegyületekkel töltött, kiváló minőségű liposzómák előállítására használnak. Ügyfelei igényeinek kielégítésére a Hielscher a kompakt, kézben tartható laboratóriumi homogenizátortól és az asztali ultrahangos készülékektől a nagy mennyiségű liposzómás készítmény előállítására szolgáló, teljes mértékben ipari ultrahangos rendszerekig kínál berendezéseket. A liposzómás készítmények ultrahangos előállítása szakaszos vagy folyamatos, átfolyásos folyamatként végezhető. Ultrahangos szonotródák (szondák) és reaktoredények széles választéka áll rendelkezésre, hogy biztosítsa az optimális berendezéskonfigurációt az Ön liposzómagyártásához. A Hielscher ultrahangos készülékeinek robusztussága nagy igénybevétel mellett és nehéz környezeti körülmények között is lehetővé teszi a 24/7 üzemelést.
Az alábbi táblázat tájékoztatást ad ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitásáról:
| Szakaszosan kezelt térfogat | Térfogatáram | Ajánlott készülékek |
|---|---|---|
| 1–500mL | 10–200mL/min | UP100H |
| 10–2000mL | 20–400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1–20L | 0,2–4L/min | UIP2000hdT |
| 10–100L | 2–10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10–100L/min | UIP16000 |
| n.a. | nagyobb | berendezéscsoport: UIP16000 |
Lépjen kapcsolatba velünk! / Kérdezzen tőlünk!
Nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok laboratóriumi mérettől kísérleti üzemi és ipari méretig.
Szakirodalom / 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.
Hasznos tudnivalók
Mik azok a liposzómák?
A liposzóma gömb alakú vezikula, amely legalább egy lipid kettős réteggel rendelkezik. A liposzómák kiváló gyógyszerhordozóként ismertek, és tápanyagok, étrend-kiegészítők és gyógyszerek célszövetbe juttatásának hordozójaként használják őket.
A liposzómák általában foszfolipidekből, különösen foszfatidil-kolinból készülnek, de más lipideket, például tojásból származó foszfatidil-etanolamint is tartalmazhatnak, amennyiben azok kompatibilisek a lipid kettős réteg szerkezetével.
A liposzóma vizes magból áll, amelyet lipid kettős réteg formájában hidrofób membrán vesz körül; a magban oldott hidrofil anyagok bezáródnak, és nem tudnak könnyen átjutni a kettős rétegen. A hidrofób molekulák a kettős rétegben tárolhatók. A liposzóma így hidrofób és/vagy hidrofil molekulákkal tölthető. A molekulák célhelyre juttatásához a lipid kettős réteg összeolvadhat 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 szervezeten keresztül a célsejtekhez. A liposzómákat ezért vízben oldhatatlan molekulák (például CBD, kurkumin, gyógyszermolekulák) biológiai hozzáférhetőségének növelésére használják.
A liposzómák ultrahangos nanoemulgeálással és kapszulázással sikeresen előállíthatók.
A liposzóma szerkezete: vizes mag és foszfolipid kettős réteg hidrofil fejekkel és hidrofób/lipofil farokrészekkel.
Omega-3 zsírsavak
Az omega-3 (ω-3) és az omega-6 (ω-6) zsírsavak egyaránt többszörösen telítetlen zsírsavak (PUFA-k), és az emberi szervezet számos funkciójához hozzájárulnak. Különösen az omega-3 zsírsavak ismertek gyulladáscsökkentő és egészségvédő tulajdonságaikról.
Az eikozapentaénsav, más néven EPA (20:5n-3), a prosztaglandin-3 (amely gátolja a vérlemezkék aggregációját), a tromboxán-3 és a leukotrién-5 eikozanoidok előanyagaként működik, és döntő szerepet játszik a szív- és érrendszer, valamint az agy egészségében.
A dokozahexaénsav, más néven DHA (22:6n-3), az emlősök központi idegrendszerének jelentős szerkezeti összetevője. A DHA az agyban és a retinában legnagyobb mennyiségben előforduló omega-3 zsírsav, és mindkét szerv, az agy és a retina is, a táplálékkal bevitt DHA-ra támaszkodik a megfelelő működéshez. A DHA a sejtmembránok és a sejtjelátvitel számos tulajdonságát támogatja, különösen az agy szürkeállományában, valamint a retina fotoreceptorsejtjeinek membránokban gazdag külső szegmentumaiban.
Az omega-3 zsírsavak élelmiszerforrásai
A ω-3 egyes élelmiszerforrásai a halak (például a hideg vízi halak, mint a lazac, a szardínia és a makréla), a tőkehalmájolaj, a héjas tengeri állatok, a kaviár, a tengeri algák, a tengerialga-olaj, a lenmag, a kendermag, a chiamag és a dió.
A szokásos nyugati étrend jellemzően nagy mennyiségű omega-6 (ω-6) zsírsavat tartalmaz, mivel az olyan élelmiszerek, mint a gabonafélék, a növényi magolajok, a baromfihús és a tojás, gazdagok omega-6 lipidekben. Ezzel szemben a főként hideg vízi halakban található omega-3 (ω-3) zsírsavakat jelentősen kisebb mennyiségben fogyasztják, így az omega-3:omega-6 arány gyakran teljesen kiegyensúlyozatlan.
Ezért az orvosok és az egészségügyi szakemberek gyakran ajánlják omega-3 étrend-kiegészítők alkalmazását.
Esszenciális zsírsavak
Az esszenciális zsírsavak (EFA-k) olyan zsírsavak, amelyeket az embereknek és az állatoknak táplálékkal kell bevinniük, mivel a szervezetnek szüksége van rájuk az életfunkciók megfelelő működéséhez, de nem képes szintetizálni őket. Általában az esszenciális zsírsavak és származékaik létfontosságúak az agy és az idegrendszer számára, és az agy száraz tömegének 15%–30%-át teszik ki. Az esszenciális zsírsavak között telített, telítetlen és többszörösen telítetlen zsírsavakat különböztetnek meg. Az ember számára csak két zsírsavról ismert, hogy esszenciális: az alfa-linolénsavról, amely omega-3 zsírsav, és a linolsavról, amely omega-6 zsírsav. Vannak további zsírsavak, amelyek „feltételesen esszenciálisnak” minősíthetők, ami azt jelenti, hogy bizonyos fejlődési vagy betegséggel összefüggő körülmények között esszenciálissá válhatnak; ilyen például az omega-3 zsírsavak közé tartozó dokozahexaénsav és az omega-6 zsírsavak közé tartozó gamma-linolénsav.