Ultrasonik Persiapan untuk Liposom
Liposom yang diproduksi secara ultrasonik menunjukkan efisiensi jebakan yang sangat tinggi, kapasitas pemuatan yang tinggi, dan ukuran bola yang kecil secara seragam. Dengan demikian, liposom ultrasonik menawarkan ketersediaan hayati yang sangat baik. Hielscher Ultrasonics menawarkan ultrasonicators untuk produksi liposom kelas farmasi yang andal dalam mode batch dan kontinu.
Keuntungan Produksi Liposom Ultrasonik
Enkapsulasi liposom ultrasonik adalah teknik yang digunakan untuk merangkum obat atau agen terapeutik lainnya di dalam liposom menggunakan energi ultrasonik. Jika dibandingkan dengan metode lain untuk enkapsulasi liposom, enkapsulasi ultrasonik memiliki beberapa keunggulan yang menjadikannya teknik produksi yang unggul.
- Pemuatan tinggi, efisiensi jebakan tinggi: Produksi liposom ultrasonik terkenal menghasilkan liposom dengan muatan bahan aktif yang tinggi, misalnya vitamin C, molekul obat dll. Pada saat yang sama, metode sonikasi menunjukkan efisiensi jebakan yang tinggi. Ini berarti bahwa persentase tinggi zat aktif dikemas oleh ultrasonikasi. Kesimpulannya, ini menjadikan ultrasonikasi metode yang sangat efisien untuk produksi liposom.
- Liposom kecil seragam: Salah satu keuntungan dari enkapsulasi liposom ultrasonik adalah kemampuannya untuk menghasilkan liposom yang sangat seragam dengan distribusi ukuran yang sempit. Energi ultrasonik dapat digunakan untuk memecah liposom atau agregat lipid yang lebih besar menjadi liposom yang lebih kecil dan lebih seragam. Hal ini mengarah pada konsistensi yang lebih besar dalam ukuran dan bentuk liposom, yang dapat menjadi penting untuk aplikasi pengiriman obat di mana ukuran partikel dapat memengaruhi farmakokinetik dan kemanjurannya.
- Berlaku untuk molekul apa pun: Keuntungan lain dari enkapsulasi liposom ultrasonik adalah kemampuannya untuk merangkum berbagai macam obat dan agen terapeutik lainnya. Teknik ini dapat digunakan untuk merangkum obat hidrofilik dan hidrofobik, yang mungkin sulit dilakukan dengan metode lain. Selain itu, energi ultrasonik dapat digunakan untuk merangkum makromolekul dan nanopartikel, yang mungkin terlalu besar untuk dienkapsulasi dengan metode lain.
- Cepat dan dapat diandalkan: Enkapsulasi liposom ultrasonik juga merupakan proses yang relatif sederhana dan cepat. Itu tidak memerlukan penggunaan bahan kimia keras atau suhu tinggi, yang dapat merugikan agen terapeutik yang dienkapsulasi.
- Peningkatan skala: Selain itu, teknik ini dapat dengan mudah ditingkatkan untuk produksi skala besar, menjadikannya pilihan hemat biaya untuk aplikasi pengiriman obat.
Singkatnya, enkapsulasi liposom ultrasonik adalah teknik unggulan untuk enkapsulasi liposom karena kemampuannya untuk menghasilkan liposom seragam dengan distribusi ukuran yang sempit, merangkum berbagai agen terapeutik, dan kesederhanaan dan skalabilitasnya.

UP400St, homogenizer ultrasonik 400 watt yang kuat, untuk produksi nano-liposom.

Setelah pembentukan film lipid rehidrasi berikutnya, sonikasi digunakan untuk mempromosikan jebakan bahan aktif dalam liposom. Selain itu, sonikasi mencapai ukuran liposom yang diinginkan.
Ultrasonik Persiapan Liposom untuk Farmasi dan Kosmetik
Liposom (vesikel berbasis lipid), transferosom (liposom ultradeformable), ethosom (vesikel ultradeformable dengan kandungan alkohol tinggi), dan niosom (vesikel sintetis) adalah vesikel mikroskopis, yang dapat disiapkan secara artifisial sebagai pembawa bola di mana molekul aktif dapat dienkapsulasi. Vesikel dengan diameter antara 25 dan 5000 nm ini sering digunakan sebagai pembawa obat dalam industri farmasi dan kosmetik, seperti pengiriman obat oral atau topikal, geneterapi, dan imunisasi. Ultrasonikasi adalah metode yang terbukti secara ilmiah untuk produksi liposom yang sangat efisien. Ultrasonicators Hielscher menghasilkan liposom dengan muatan bahan aktif yang tinggi dan ketersediaan hayati yang unggul.
Formulasi Liposom dan Liposomal
Liposom adalah sistem vesikular unilamellar, oligolamellar atau multilamellar dan terdiri dari bahan yang sama dengan membran sel (lapisan ganda lipid). Mengenai komposisi dan ukurannya, liposom dibedakan sebagai berikut:
- vesikel multi-lamellar (MLV, 0,1-10μm)
- vesikel unilamellar kecil (SUV, <100 nm)
- vesikel unilamellar besar (LUV, 100–500 nm)
- vesikel unilamellar raksasa (GUV, ≥1 μm)
Struktur utama liposom terdiri dari fosfolipid. Fosfolipid memiliki gugus kepala hidrofilik dan gugus ekor hidrofobik, yang terdiri dari rantai hidrokarbon yang panjang.
Membran liposom memiliki komposisi yang sangat mirip dengan pelindung kulit, sehingga mudah di integrasikan ke dalam kulit manusia. Seiring liposom menyatu dengan kulit, mereka bisa membongkar agen yang terperangkap langsung ke tempat tujuan, sehingga actives dapat bekerja memenuhi fungsinya. Dengan demikian, liposom menciptakan peningkatan penetrasi / permeabilitas kulit untuk menjerat agen farmasi dan kosmetik. Juga liposom tanpa agen yang dienkapsulasi, vesikula yang kosong, merupakan bahan aktif yang ampuh untuk kulit, karena fosfatidilkolin menggabungkan dua hal penting, yang tidak dapat diproduksi oleh organisme manusia dengan sendirinya: yaitu asam linoleat dan kolin.
Liposom digunakan sebagai pembawa biokompatibel obat, peptida, protein, DNA plasmik, oligonukleotida antisense atau ribozim, untuk keperluan farmasi, kosmetik, dan biokimia. Fleksibilitas yang luar biasa dalam ukuran partikel dan parameter fisik lipida memberikan potensi menarik untuk membangun sarana yang dibuat khusus untuk berbagai aplikasi.(Ulrich 2002)
Pembentukan Liposom dengan Ultrasonik
Liposom dapat terbentuk dengan penggunaan ultrasonik. Bahan dasar preperasi liposom adalah molekul amfil yang diturunkan atau berdasarkan lipida membran biologis. Untuk pembentukan vesikel unilamellar kecil (SUV), dispersi lipid disonikasi dengan lembut – misalnya dengan perangkat ultrasonik genggam UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter atau reaktor ultrasonik CupHorn – dalam batch es.Di bak es. Durasi perawatan ultrasonik semacam itu berlangsung kira-kira. 5 - 15 menit Metode lain untuk menghasilkan vesikel unilamellar kecil adalah sonikasi liposom vesikel multi-lamelar.
Mahendar-Pirvu et al. (2010) laporan mendapatkan transferosomes oleh sonicating MLVs pada suhu kamar.
Hielscher Ultrasonics menawarkan berbagai perangkat ultrasonik, sonotrode, dan aksesori dan dengan demikian dapat memberikan pengaturan ultrasonik yang paling cocok untuk enkapsulasi liposom yang sangat efisien pada skala apa pun.
Enkapsulasi Ultrasonik Zat Aktif ke dalam Liposom
Liposom berfungsi sebagai pembawa bahan aktif seperti vitamin, molekul terapeutik, peptida dll. Ultrasonografi adalah alat yang efektif untuk mempersiapkan dan membentuk liposom untuk perangkap agen aktif. Secara bersamaan, sonikasi membantu proses enkapsulasi dan jebakan sehingga liposom dengan muatan bahan aktif yang tinggi diproduksi. Sebelum enkapsulasi, liposom cenderung membentuk kelompok karena interaksi muatan-muatan permukaan kepala kutub fosfolipid (lih. Míckova et al. 2008), selanjutnya mereka harus dibuka. Sebagai contoh, Zhu et al. (2003) menjelaskan enkapsulasi bubuk biotin dalam liposom dengan ultrasonikasi. Saat bubuk biotin ditambahkan ke dalam larutan suspensi vesikel, larutan telah disonikasi. Setelah perawatan ini, biotin terperangkap dalam liposom.

Prosesor ultrasonik 1kW UIP1000hdT untuk produksi liposom inline yang berkelanjutan
Emulsi Liposomal dengan Ultrasonikasi
Untuk meningkatkan efek pemeliharaan pelembab atau pelangsing anti penuaan, lotion, gel dan formulasi cosmeceutical lainnya, pengemulsi ditambahkan ke dispersi liposom untuk menstabilkan jumlah lipid dalam jumlah yang lebih tinggi. Namun penyelidikan telah menunjukkan bahwa kemampuan liposom pada umumnya terbatas. Dengan penambahan pengemulsi, efek ini akan muncul lebih awal dan pengemulsi tambahan menyebabkan pelemahan pada afinitas penghalang fosfatidilkolin. Nanopartikel – terdiri dari fosfatidilkolin dan lipid - adalah jawaban untuk masalah ini. Nanopartikel ini dibentuk oleh tetesan minyak yang ditutupi oleh monolayer fosfatidilkolin. Penggunaan nanopartikel memungkinkan formulasi yang mampu menyerap lebih banyak lipid dan tetap stabil, sehingga pengemulsi tambahan tidak diperlukan.
Ultrasonikasi adalah metode yang telah terbukti untuk memproduksi nanoemulsi dan nanodispersi. Ultrasound yang sangat intensif memasok daya yang diperlukan untuk menyebarkan fase cair (fase terdispersi) dalam tetesan kecil dalam fase kedua (fase kontinyu). Di zona pendispersi, gelembung es yang meledak menyebabkan gelombang kejut intensif di sekitar cairan dan menghasilkan pembentukan pancaran cairan dengan kecepatan cairan tinggi. Untuk menstabilkan tetesan fase dispersi yang baru terbentuk melawan koalesensi, pengemulsi (zat aktif permukaan, surfaktan) dan zat penstabil ditambahkan ke emulsi. Sebagai penggabungan tetesan setelah gangguan mempengaruhi distribusi ukuran tetesan terakhir, pengubah emulsifier yang efisien digunakan untuk mempertahankan distribusi ukuran tetesan terakhir pada tingkat yang sama dengan distribusi segera setelah gangguan tetesan di zona pendispersi ultrasonik.
Dispersi Liposomal menggunakan Ultrasonikasi
Dispersi liposomal, yang didasarkan pada fosfatidilklorin tak jenuh, kurang stabil terhadap oksidasi. Stabilisasi dispersi dapat dicapai dengan antioksidan, seperti oleh kompleks vitamin C dan E.
Ortan dkk. (2002) dicapai dalam penelitian mereka mengenai persiapan ultrasonik minyak esensial Anethum graveolens dalam liposomes hasil yang baik. Setelah sonikasi, dimensi liposom antara 70-150 nm, dan untuk MLV antara 230-475 nm; Nilai ini kira-kira konstan juga setelah 2 bulan, namun setelah 12 bulan, terutama pada dispersi SUV (lihat histogram di bawah). Pengukuran stabilitas, mengenai kehilangan esensi minyak dan distribusi ukuran, juga menunjukkan bahwa dispersi liposom mempertahankan kandungan esensi minyak. Ini menunjukkan bahwa jeratan minyak esensial di liposom meningkatkan stabilitas minyak.

Ortan et al. (2009): Stabilitas dispersi MLV dan SUV setelah 1 tahun. Formulasi liposom disimpan pada suhu 4±1 ºC.
Prosesor ultrasonik Hielscher adalah perangkat yang ideal untuk aplikasi dalam industri kosmetik dan farmasi. Sistem yang terdiri dari beberapa prosesor ultrasonik masing-masing hingga 16.000 watt, menyediakan kapasitas yang dibutuhkan untuk menerjemahkan aplikasi lab ini ke dalam metode produksi yang efisien untuk mendapatkan emulsi yang tersebar halus dalam aliran kontinu atau dalam batch – mencapai hasil yang sebanding dengan homogenizer tekanan tinggi terbaik saat ini yang tersedia, seperti katup lubang. Selain efisiensi tinggi dalam emulsifikasi terus menerus ini, perangkat ultrasonik Hielscher membutuhkan perawatan yang sangat rendah dan sangat mudah dioperasikan dan dibersihkan. USG memang mendukung pembersihan dan pembilasan. Daya ultrasonik dapat disesuaikan dan dapat disesuaikan dengan produk tertentu dan persyaratan emulsifikasi. Reaktor sel aliran khusus yang memenuhi persyaratan CIP (clean-in-place) dan SIP (sterilize-in-place) canggih juga tersedia.
Tabel di bawah ini memberi Anda indikasi perkiraan kapasitas pemrosesan ultrasonikator kami:
Batch Volume | Flow Rate | Direkomendasikan perangkat |
---|---|---|
1 hingga 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10-2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 hingga 20L | 0.2 sampai 4L/min | UIP2000hdT |
10 sampai 100L | 2-10L/min | UIP4000hdT |
15 hingga 150L | 3 hingga 15L / mnt | UIP6000hdT |
n.a. | 10 sampai 100L/menit | UIP16000 |
n.a. | kristal yang lebbig | cluster UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanya Kami!
Pertanyaan yang Sering Diajukan tentang Liposom
Jenis Liposom Apa yang Dibedakan?
Liposom diklasifikasikan ke dalam berbagai jenis berdasarkan ukurannya dan jumlah lapisan ganda yang dikandungnya. Kategori ini meliputi:
- Vesikel Unilamellar Kecil (SUV): Ini adalah liposom terkecil dengan lapisan ganda lipid tunggal.
- Vesikel Unilamellar Besar (LUV): Lebih besar dari SUV, ini juga memiliki satu lapisan ganda.
- Vesikel Multilamellar (MLV): Ini mengandung beberapa lapisan ganda konsentris.
- Vesikel Multivesikular (MVV): Ini terdiri dari beberapa vesikel yang lebih kecil di dalam vesikel yang lebih besar.
Jenis khusus lainnya meliputi:
- Liposom PEGylated: Liposom dimodifikasi dengan polietilen glikol (PEG) untuk meningkatkan stabilitas dan waktu sirkulasi.
- Nanoliposom: Liposom yang sangat kecil, biasanya digunakan untuk pengiriman obat yang ditargetkan.
Struktur Vesikel Apa yang dapat ditunjukkan oleh Liposom?
Liposom dikategorikan lebih lanjut berdasarkan struktur vesikelnya menjadi tujuh jenis utama:
- Vesikel Besar Multilamellar (MLV): Berisi beberapa lapisan ganda.
- Vesikel Oligolamellar (OLV): Miliki beberapa bilayer.
- Vesikel Unilamellar Kecil (SUV): Terkecil dengan satu lapisan ganda.
- Vesikel Unilamellar Berukuran Sedang (MUV): Ukuran menengah dengan satu lapisan ganda.
- Vesikel Unilamellar Besar (LUV): Lebih besar dengan satu bilayer.
- Vesikel Unilamellar Raksasa (GUV): Sangat besar dengan satu lapisan ganda.
- Vesikel Multivesikular (MVV): Beberapa vesikel dalam satu vesikel besar.
Apa Perbedaan antara Liposom dan Niosom?
Liposom dan niosom berbeda terutama dalam komposisinya:
Liposom Terbuat dari fosfolipid rantai ganda, yang bisa netral atau bermuatan.
Niosom: Terbuat dari surfaktan rantai tunggal dan kolesterol yang tidak bermuatan.
Kedua struktur dibentuk melalui sonikasi, yang mendorong perakitan vesikel berlapis.
Berapa Ukuran Ideal Liposom?
Untuk pengiriman terapeutik, ukuran liposom yang ideal secara teoritis adalah antara 50 dan 200 nanometer diameter. Kisaran ukuran ini mengoptimalkan stabilitas dan ketersediaan hayati. Sonikasi biasanya digunakan untuk mengurangi vesikel ke ukuran yang diinginkan.
Bisakah Liposom Membawa Obat Hidrofilik?
Ya, liposom dapat membawa obat hidrofilik. Mereka dihargai dalam aplikasi biomedis karena kemampuannya untuk merangkum agen hidrofobik dan hidrofilik. Selain itu, mereka menawarkan biokompatibilitas dan biodegradabilitas yang tinggi, menjadikannya sistem pengiriman yang efektif.
Bagaimana cara membuat liposom?
Teknik persiapan liposom yang paling umum adalah metode Thin-film dan metode penguapan Reverse Phase.
Metode Hidrasi Film Tipis:
- Larutkan lipid dalam pelarut organik.
- Menguapkan pelarut untuk membentuk lapisan lipid tipis.
- Hidrasi film dengan larutan berair menggunakan sonikasi untuk membentuk vesikel multilamellar.
Metode Penguapan Fase Terbalik:
- Larutkan lipid dalam air dan etanol.
- Sonicasi larutan pada suhu 60°C selama sekitar 10 menit untuk membuat pasta lipid.
- Dinginkan bubur lipid dan tambahkan air atau buffer setetes sambil diaduk.
- Hidrasi suspensi selama 1 jam untuk membentuk vesikel multilamellar.
- Kurangi ukuran liposom melalui sonikasi lebih lanjut.
Apa itu Archaeosom?
Archaeosom adalah liposom yang terbuat dari lipid archaeal, yang dikenal karena stabilitas dan ketahanannya terhadap kondisi ekstrem. Sifat-sifat ini membuat archaeosom sangat berguna untuk pengiriman obat dan pengembangan vaksin di lingkungan yang menantang.
Bagaimana Archaeosom dipersiapkan?
Prosedur sonikasi menurut Pise (2022): Archaeosom dapat dibuat dari fraksi lipid polar “PLF” Sulfolobussolfataricus dengan sonikasi pada 60 °C tanpa perlu pengisian lipid eksternal. Pada 0°C, lipid polar dari Sulfolobusacidocaldarius secara efektif disonikasi untuk membentuk archaeosome. Archaeosom yang dimuat BMD dan liposom konvensional, serta lipid archaeal yang diisolasi dari Archaea H. salinarum dan diperkaya dengan fosfatidilkolin, dibuat menggunakan teknik sonikasi. Vesikel yang disonikasi dibuat untuk pengiriman topikal dengan sonikasi dispersi MLV pada amplitudo 80 persen selama 4 menit menggunakan sonicator tipe probe Hielscher UP50H (lihat gambar di sebelah kiri).
Literatur / Referensi
- Raquel Martínez-González, Joan Estelrich, Maria Antònia Busquets (2016): Liposomes Loaded with Hydrophobic Iron Oxide Nanoparticles: Suitable T2 Contrast Agents for MRI. International Journal of Molecular Science 2016.
- 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.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2014): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Pise, Ganesh (2022): Archaeosomes for both cell-based delivery applications and drug-based delivery applications. Journal of Medical Pharmaceutical and Allied Sciences 11, 2022. 4995-5003.

Suspensi vitamin C liposomal diformulasikan dengan Hielscher ultrasonicator UP200Ht.

Hielscher Ultrasonics memproduksi homogenizer ultrasonik berkinerja tinggi dari laboratorium hingga ukuran industri.