Լիպոսոմային օմեգա-3 ճարպաթթուների ուլտրաձայնային արտադրություն
Նանոլիպոսոմները դեղանյութերի բարձր արդյունավետությամբ կրիչներ են, որոնք օգտագործվում են կենսաակտիվ միացությունների, օրինակ՝ օմեգա-2 ճարպաթթուների, վիտամինների և այլ նյութերի կենսամատչելիությունը բարձրացնելու համար։ Կենսաակտիվ միացությունների ուլտրաձայնային պատիճավորումը դեղանյութերի բարձր պարունակությամբ նանոլիպոսոմներ պատրաստելու արագ և պարզ մեթոդ է։ Լիպոսոմներում ուլտրաձայնային պատիճավորումը բարձրացնում է միացությունների կայունությունն ու կենսամատչելիությունը։
Լիպոսոմային օմեգա-3 ճարպաթթուներ
Օմեգա-3 ճարպաթթուները, օրինակ՝ էյկոզապենտաենաթթուն (EPA) և դոկոզահեքսաենաթթուն (DHA), կենսական դեր են խաղում մարդու օրգանիզմում բազմաթիվ կենսական կենսաքիմիական ռեակցիաների պատշաճ ընթացքի համար։ EPA և DHA հիմնականում պարունակվում են սառը ջրերում ապրող ձկներում, ձողաձկան լյարդում և ծովային փափկամարմիններում ու խեցգետնակերպերում։ Քանի որ ոչ բոլորն են շաբաթական օգտագործում առաջարկվող երկու բաժին ձուկը, ձկան յուղը հաճախ օգտագործվում է սննդային հավելումների տեսքով։ Բացի այդ, օմեգա-3 ճարպաթթուները, օրինակ՝ EPA և DHA, օգտագործվում են որպես բուժական միջոցներ սրտանոթային և գլխուղեղի հիվանդությունների բուժման, ինչպես նաև քաղցկեղի թերապիայի համար։ Կենսամատչելիությունն ու ներծծման արագությունը բարձրացնելու նպատակով լիպոսոմներում ուլտրաձայնային պատիճավորումը լայնորեն և հաջողությամբ կիրառվող մեթոդ է։
Օմեգա-3 ճարպաթթուների ուլտրաձայնային պատիճավորումը լիպոսոմներում
Ուլտրաձայնային պատիճավորումը պատրաստման հուսալի մեթոդ է՝ ակտիվ նյութերի բարձր պարունակությամբ լիպոսոմներ ձևավորելու համար։ Ուլտրաձայնային նանոէմուլգացումը խախտում է ֆոսֆոլիպիդային երկշերտերը և էներգիա է հաղորդում՝ նպաստելով լիպոսոմներ կոչվող գնդաձև ամֆիֆիլ բշտիկների հավաքմանը։
Ուլտրաձայնային մշակումը թույլ է տալիս վերահսկել լիպոսոմների չափը ուլտրաձայնային պատրաստման գործընթացում. ուլտրաձայնային էներգիայի ավելացման հետ լիպոսոմների չափը նվազում է։ Ավելի փոքր լիպոսոմներն ապահովում են ավելի բարձր կենսահասանելիություն և կարող են ճարպաթթուների մոլեկուլներն ավելի մեծ հաջողությամբ տեղափոխել թիրախային տեղամասեր, քանի որ փոքր չափը հեշտացնում է բջջաթաղանթների միջով անցումը։
Լիպոսոմները հայտնի են որպես դեղանյութերի արդյունավետ կրիչներ, որոնք իրենց երկշերտերի ամֆիֆիլ կառուցվածքի շնորհիվ կարող են բեռնավորվել ինչպես լիպոֆիլ, այնպես էլ հիդրոֆիլ նյութերով։ Լիպոսոմների մեկ այլ առավելությունն այն է, որ դրանք կարելի է քիմիապես ձևափոխել՝ բաղադրության մեջ ներառելով լիպիդներին կապված պոլիմերներ, ինչի շնորհիվ բարելավվում է թիրախային հյուսվածքի կողմից ներփակված մոլեկուլների կլանումը և երկարաձգվում են դեղանյութի ձերբազատումն ու դրանով պայմանավորված՝ դրա կիսատրոհման ժամանակը։ Լիպոսոմային պատիճավորումը կենսաակտիվ միացությունները պաշտպանում է նաև օքսիդատիվ քայքայումից, ինչը կարևոր գործոն է օքսիդացման հակված բազմաչհագեցած ճարպաթթուների, օրինակ՝ EPA և DHA նյութերի համար։
Hadia և համահեղինակները (2014) պարզել են, որ զոնդային տիպի UP200S ուլտրաձայնային սարքի կիրառմամբ DHA և EPA նյութերի ուլտրաձայնային պատիճավորումն ապահովել է պատիճավորման գերազանց արդյունավետություն (%EE)՝ 56,9 ± 5,2%՝ DHA նյութի և 38,6 ± 1,8%՝ EPA նյութի համար։ Ուլտրաձայնային մշակման կիրառմամբ լիպոսոմներում DHA և EPA նյութերի %EE ցուցանիշը զգալիորեն աճել է (p արժեքը՝ 0,05-ից փոքր. վիճակագրորեն նշանակալի արժեքներ)։
Ուլտրաձայնային եղանակով պատրաստված լիպոսոմներ՝ բեռնավորված DHA և EPA ճարպաթթուներով։
Հետազոտություն և պատկեր՝ Hadian և համահեղինակներ, 2014
Արդյունավետության համեմատություն. ուլտրաձայնային պատիճավորում և լիպոսոմների էքստրուզիա
Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային պատիճավորումը ուլտրաձայնային բաղնիքում մշակման և էքստրուզիայի մեթոդի հետ համեմատելիս՝ լիպոսոմների ձևավորման ավելի բարձր արդյունքներ են ստացվում զոնդային ուլտրաձայնային մշակմամբ։
Hadia և համահեղինակները (2014) համեմատել են զոնդային ուլտրաձայնային մշակումը (UP200S), ուլտրաձայնային բաղնիքում մշակումը և էքստրուզիան՝ որպես օմեգա-3 ձկան յուղի լիպոսոմների պատրաստման մեթոդներ։ Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային մշակմամբ պատրաստված լիպոսոմներն ունեցել են գնդաձև կառուցվածք և պահպանել են կառուցվածքային ամբողջականության բարձր աստիճան։ Հետազոտության եզրակացության համաձայն՝ նախապես ձևավորված լիպոսոմների զոնդային տիպի ուլտրաձայնային մշակումը հեշտացնում է DHA և EPA նյութերի բարձր պարունակությամբ լիպոսոմների պատրաստումը։ Զոնդային տիպի ուլտրաձայնային մշակմամբ DHA և EPA օմեգա-3 ճարպաթթուները պատիճավորվել են նանոլիպոսոմային թաղանթում։ Պատիճավորումն օմեգա-3 ճարպաթթուներին հաղորդում է բարձր կենսամատչելիություն և պաշտպանում դրանք օքսիդատիվ քայքայումից։
Բարձրորակ լիպոսոմներ ստանալու կարևոր գործոններ
Լիպոսոմների պատրաստումից հետո լիպոսոմային բաղադրակազմերի կայունացումն ու պահպանումը վճռորոշ դեր են խաղում երկարատև կայուն և բարձր արդյունավետությամբ կրող բաղադրակազմ ստանալու համար։
Լիպոսոմների կայունության վրա ազդող կարևոր գործոններից են pH-ի արժեքը, պահպանման ջերմաստիճանը և պահպանման տարայի նյութերը։
Պատրաստի բաղադրակազմի համար մոտավորապես 6,5 pH արժեքը համարվում է իդեալական, քանի որ pH 6,5 արժեքի դեպքում լիպիդների հիդրոլիզի արագությունը նվազում է մինչև իր նվազագույն մակարդակը։
Քանի որ լիպոսոմները կարող են օքսիդանալ և կորցնել իրենց մեջ ներփակված նյութերի պարունակությունը, խորհուրդ է տրվում դրանք պահել մոտավորապես 2–8 °C ջերմաստիճանում։ Նյութերով բեռնված լիպոսոմները չպետք է ենթարկվեն սառեցման և հալեցման, քանի որ սառեցման–հալեցման սթրեսը նպաստում է պատիճավորված կենսաակտիվ միացությունների արտահոսքին։
Պահպանման տարան և դրա փակող մասերը պետք է խնամքով ընտրվեն, քանի որ լիպոսոմներն անհամատեղելի են որոշ պլաստմասսաների հետ։ Լիպոսոմների քայքայումը կանխելու համար ներարկման համար նախատեսված լիպոսոմային կախույթները պետք է պահել ապակե ամպուլներում՝ խցաններով փակված ներարկման սրվակների փոխարեն։ Անհրաժեշտ է ստուգել համատեղելիությունը ներարկման սրվակների էլաստոմերային խցանների հետ։ Լիպիդային կոմպոզիտների ֆոտոօքսիդացումից խուսափելու համար շատ կարևոր է լույսից պաշտպանված պահպանումը, օրինակ՝ մուգ ապակե շշի օգտագործումը և մութ տեղում պահելը։ Ինֆուզիայի համար նախատեսված լիպոսոմային բաղադրակազմերի դեպքում պետք է ապահովել լիպոսոմային կախույթների համատեղելիությունը ներերակային ներարկման խողովակների հետ, որոնք պատրաստված են սինթետիկ պլաստմասսայից։ Պահպանման պայմանները և նյութերի հետ համատեղելիությունը պետք է նշվեն լիպոսոմային բաղադրակազմի պիտակի վրա։ [հմմտ. Kulkarni and Shaw, 2016]
Լիպիդային թաղանթի ձևավորումից և դրան հաջորդող վերահիդրատացումից հետո ուլտրաձայնային մշակումն օգտագործվում է լիպոսոմի մեջ ակտիվ բաղադրիչների ներփակմանը նպաստելու համար։ Բացի այդ, ուլտրաձայնային մշակմամբ ստացվում է լիպոսոմների ցանկալի չափը։
Բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքեր լիպոսոմային բաղադրակազմերի համար
Hielscher ուլտրաձայնային սարքերը հուսալի մեքենաներ են, որոնք օգտագործվում են դեղագործական արտադրության և սննդային հավելումների արտադրության մեջ՝ ճարպաթթուներով, վիտամիններով, հակաօքսիդանտներով, պեպտիդներով, պոլիֆենոլներով և այլ կենսաակտիվ միացություններով բեռնված բարձրորակ լիպոսոմներ պատրաստելու համար։ Իր հաճախորդների պահանջները բավարարելու համար Hielscher մատակարարում է ուլտրաձայնային սարքեր՝ սկսած կոմպակտ ձեռքի լաբորատոր հոմոգենիզատորից և սեղանի ուլտրաձայնային սարքերից մինչև լիովին արդյունաբերական ուլտրաձայնային համակարգեր՝ մեծ ծավալներով լիպոսոմային բաղադրակազմերի արտադրության համար։ Ուլտրաձայնային եղանակով լիպոսոմային բաղադրակազմերի պատրաստումը կարող է իրականացվել որպես խմբաքանակային կամ շարունակական ներհոսքային գործընթաց։ Հասանելի է ուլտրաձայնային սոնոտրոդների (զոնդերի) և ռեակտորային անոթների լայն տեսականի՝ ձեր լիպոսոմային արտադրության համար օպտիմալ սարքակազմ ապահովելու նպատակով։ Hielscher ուլտրաձայնային սարքերի ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով՝ մեծ ծանրաբեռնվածությամբ և պահանջկոտ միջավայրերում։
Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մոտավոր մշակման հզորության մասին։
| Խմբաքանակի ծավալ | Հոսքի ծավալային արագություն | Առաջարկվող սարքեր |
|---|---|---|
| 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. | ավելի մեծ | սարքերի կլաստեր՝ UIP16000 |
Կապվե՛ք մեզ հետ։ / Հարցրե՛ք մեզ։
Բարձր հզորության ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորներ՝ լաբորատոր մասշտաբից մինչև փորձնական և արդյունաբերական մասշտաբներ։
Գրականություն / աղբյուրներ
- 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.
Փաստեր, որոնք արժե իմանալ
Ի՞նչ են լիպոսոմները։
Լիպոսոմը գնդաձև բշտիկ է, որն ունի առնվազն մեկ լիպիդային երկշերտ։ Լիպոսոմները հայտնի են որպես դեղանյութերի հիանալի կրիչներ և օգտագործվում են սննդանյութերը, հավելումները և դեղագործական պատրաստուկները թիրախային հյուսվածք հասցնելու համար։
Լիպոսոմները սովորաբար պատրաստվում են ֆոսֆոլիպիդներից, հատկապես՝ ֆոսֆատիդիլխոլինից, բայց կարող են ներառել նաև այլ լիպիդներ, օրինակ՝ ձվի ֆոսֆատիդիլէթանոլամին, պայմանով, որ դրանք համատեղելի լինեն լիպիդային երկշերտի կառուցվածքի հետ։
Լիպոսոմը բաղկացած է ջրային միջուկից, որը շրջապատված է լիպիդային երկշերտի ձևով հիդրոֆոբ թաղանթով․ միջուկում լուծված հիդրոֆիլ նյութերը պարփակված են և չեն կարող հեշտությամբ անցնել երկշերտի միջով։ Հիդրոֆոբ մոլեկուլները կարող են պահվել երկշերտում։ Այսպիսով, լիպոսոմը կարող է բեռնվել հիդրոֆոբ և/կամ հիդրոֆիլ մոլեկուլներով։ Մոլեկուլները թիրախային տեղամաս հասցնելու համար լիպիդային երկշերտը կարող է միաձուլվել այլ երկշերտերի, օրինակ՝ բջջաթաղանթի հետ՝ այդպիսով լիպոսոմում պատիճավորված նյութերը հասցնելով բջիջների ներսը։
Քանի որ կաթնասունների արյան հոսքն ունի ջրային հիմք, լիպոսոմները հիդրոֆոբ նյութն արդյունավետորեն տեղափոխում են օրգանիզմով դեպի թիրախային բջիջները։ Ուստի լիպոսոմներն օգտագործվում են ջրում չլուծվող մոլեկուլների (օրինակ՝ CBD, կուրկումին, դեղանյութերի մոլեկուլներ) կենսամատչելիությունը բարձրացնելու համար։
Լիպոսոմները հաջողությամբ պատրաստվում են ուլտրաձայնային նանոէմուլսացման և պատիճավորման միջոցով։
Լիպոսոմի կառուցվածքը․ ջրային միջուկ և ֆոսֆոլիպիդային երկշերտ՝ հիդրոֆիլ գլխիկներով ու հիդրոֆոբ/լիպոֆիլ պոչերով։
Օմեգա-3 ճարպաթթուներ
Օմեգա-3 (ω-3) և օմեգա-6 (ω-6) ճարպաթթուները երկուսն էլ բազմաչհագեցած ճարպաթթուներ են (PUFAs) և նպաստում են մարդու օրգանիզմի բազմաթիվ գործառույթներին։ Հատկապես օմեգա-3 ճարպաթթուները հայտնի են իրենց հակաբորբոքային և առողջությանը նպաստող հատկություններով։
Էյկոզապենտաենաթթուն կամ EPA (20:5n-3) ծառայում է որպես պրոստագլանդին-3 (որն արգելակում է թրոմբոցիտների ագրեգացիան), թրոմբոքսան-3 և լեյկոտրիեն-5 էյկոզանոիդների նախանյութ և վճռորոշ դեր է խաղում սրտանոթային համակարգի ու ուղեղի առողջության համար։
Դոկոզահեքսաենաթթուն կամ DHA (22:6n-3) կաթնասունների կենտրոնական նյարդային համակարգի հիմնական կառուցվածքային բաղադրիչներից է։ DHA ամենաառատ օմեգա−3 ճարպաթթուն է ուղեղում և ցանցաթաղանթում, և երկու օրգաններն էլ՝ ուղեղն ու ցանցաթաղանթը, բնականոն գործելու համար կախված են սննդի միջոցով ստացվող դոկոզահեքսաենաթթվից։ DHA նպաստում է բջջաթաղանթի և բջջային ազդանշանման հատկությունների լայն շրջանակի պահպանմանը, հատկապես՝ ուղեղի գորշ նյութում, ինչպես նաև ցանցաթաղանթի լուսընկալիչ բջիջների՝ թաղանթներով հարուստ արտաքին հատվածներում։
Օմեգա-3 ճարպաթթուների սննդային աղբյուրները
ω-3 ճարպաթթուների սննդային աղբյուրներից են ձուկը (օրինակ՝ սառը ջրերի ձկները, ինչպիսիք են սաղմոնը, սարդինաները, սկումբրիան), ձողաձկան լյարդի յուղը, խեցեմորթները, ձկնկիթը, ծովային ջրիմուռները, ջրիմուռների յուղը, կտավատի սերմերը, կանեփի սերմերը, չիայի սերմերը և ընկույզը։
Արևմտյան սովորական սննդակարգը սովորաբար ներառում է մեծ քանակությամբ օմեգա-6 (ω-6) ճարպաթթուներ, քանի որ այնպիսի մթերքներ, ինչպիսիք են հացահատիկները, բույսերի սերմերից ստացված յուղերը, թռչնամիսը և ձուն, հարուստ են օմեգա-6 լիպիդներով։ Մյուս կողմից՝ օմեգա-3 (ω-3) ճարպաթթուները, որոնք հիմնականում հանդիպում են սառը ջրերի ձկներում, սպառվում են զգալիորեն ավելի փոքր քանակությամբ, այնպես որ օմեգա-3:օմեգա-6 հարաբերակցությունը հաճախ լիովին անհավասարակշռված է։
Հետևաբար, բժիշկներն ու առողջապահության մասնագետները հաճախ խորհուրդ են տալիս օգտագործել օմեգա-3 սննդային հավելումներ։
Անփոխարինելի ճարպաթթուներ
Անփոխարինելի ճարպաթթուները (EFAs) ճարպաթթուներ են, որոնք մարդիկ և կենդանիները պետք է ստանան սննդի միջոցով, քանի որ օրգանիզմին դրանք անհրաժեշտ են բնականոն կենսագործունեության համար, սակայն այն չի կարող սինթեզել դրանք։ Ընդհանուր առմամբ, անփոխարինելի ճարպաթթուները և դրանց ածանցյալները վճռորոշ նշանակություն ունեն ուղեղի և նյարդային համակարգի համար՝ կազմելով ուղեղի չոր զանգվածի 15%–30%։ Անփոխարինելի ճարպաթթուները բաժանվում են հագեցած, չհագեցած և բազմաչհագեցած ճարպաթթուների։ Մարդկանց համար հայտնի են ընդամենը երկու անփոխարինելի ճարպաթթուներ՝ ալֆա-լինոլենաթթուն, որն օմեգա-3 ճարպաթթու է, և լինոլաթթուն, որն օմեգա-6 ճարպաթթու է։ Կան նաև այլ ճարպաթթուներ, որոնք կարելի է դասակարգել որպես «պայմանականորեն անփոխարինելի», ինչը նշանակում է, որ դրանք կարող են անփոխարինելի դառնալ զարգացման կամ հիվանդության որոշ պայմաններում․ օրինակներից են դոկոզահեքսաենաթթուն, որն օմեգա-3 ճարպաթթու է, և գամմա-լինոլենաթթուն՝ օմեգա-6 ճարպաթթու։