Lipososomi mediante il metodo di evaporazione in fase inversa con sonicazione

I liposomi sono nanovettori versatili utilizzati per la veicolazione di farmaci grazie alla loro biocompatibilità e alla capacità di incapsulare farmaci sia idrofili sia idrofobi. Il metodo di evaporazione in fase inversa (noto anche come metodo di emulsificazione o metodo di evaporazione del solvente) è una tecnica di rilievo per la preparazione dei liposomi, che offre un’elevata efficienza di incapsulamento. Questo articolo si concentra sulla preparazione dei liposomi mediante il metodo di evaporazione in fase inversa potenziato dalla sonicazione a sonda, illustrando le fasi della procedura, i vantaggi e le potenziali applicazioni nei sistemi di veicolazione dei farmaci.

I liposomi sono strutture vescicolari costituite da uno o più doppi strati lipidici, capaci di incapsulare composti idrofili e idrofobi. La loro struttura unica li rende ideali per la veicolazione mirata dei farmaci. Il metodo di evaporazione in fase inversa (noto anche come metodo di emulsificazione o metodo di evaporazione del solvente) è una tecnica consolidata per la preparazione dei liposomi. Nei paragrafi seguenti presentiamo i vantaggi del metodo di evaporazione in fase inversa con sonicazione a sonda, che è noto per migliorare l’emulsificazione, l’efficienza di incapsulamento e la riduzione delle dimensioni dei liposomi.

Metodologia di preparazione dei liposomi mediante il metodo di evaporazione in fase inversa

La formazione dei liposomi mediante il metodo di evaporazione inversa con sonicazione prevede la dissoluzione dei lipidi in una miscela di solventi organici composta da cloroformio e metanolo (2:1 v/v), che favorisce la formazione di micelle inverse. A questa miscela viene poi aggiunto un tampone acquoso. La soluzione risultante viene sottoposta a sonicazione, ad esempio utilizzando un sonicatore a sonda come UP400ST, per creare una microemulsione acqua in olio. Il solvente organico viene quindi evaporato mediante un evaporatore rotante, ottenendo un gel viscoso che infine collassa formando liposomi. L’ampio nucleo acquoso delle bolle della microemulsione favorisce l’intrappolamento delle molecole idrofile, dando origine a gel liposomiali che presentano un rilascio controllato e un buon profilo di permeazione. Infine, le dimensioni dei liposomi vengono ridotte e rese uniformi utilizzando il sonicatore.

Formazione dei liposomi mediante il metodo di evaporazione inversa con sonicazione

Protocollo / Istruzioni passo per passo:

1. Pesare e dissolvere i lipidi:
   Pesare accuratamente un totale di 40 mg di L-α-fosfatidilcolina e colesterolo in un rapporto in massa di 4:1 o 7:3.
   Dissolvere i lipidi pesati in 10 mL di una miscela di cloroformio/metanolo (4:1 v/v) in un pallone a fondo tondo.
2. Formare il film lipidico:
   Collegare il pallone a fondo tondo a un evaporatore rotante.
   Ruotare il pallone a 8 x g a 40°C sotto vuoto fino alla formazione di un sottile film lipidico sulle pareti del pallone.
3. Rimuovere i vapori dei solventi:
   Eliminare i vapori residui della miscela di solventi facendo fluire azoto gassoso nel pallone.
4. Ridissolvere il film lipidico:
   Ridissolvere il film lipidico in 10 mL di etere dietilico per formare vescicole in fase inversa.
5. Preparare la fase acquosa:
   Miscelare 5 mL di tampone PBS (0,1 M, pH 7,4) contenente il principio attivo da incapsulare e 20 mg di Tween 80 con la fase organica (etere dietilico con i lipidi disciolti).
6. Sottoporre l’emulsione a sonicazione:
   Collocare l’emulsione w/o in un bagno di ghiaccio.
   Sottoporre l’emulsione a sonicazione utilizzando un sonicatore a sonda UP200Ht a 26 kHz, in modalità pulsata al 50% (0,5 cicli = 30 sec ON / 30 sec OFF) e con un’ampiezza del 50% per 1 minuto.
7. Evaporare per formare il gel:
   Riportare l’emulsione sottoposta a sonicazione nell’evaporatore rotante.
   Evaporare a pressione atmosferica a 40°C fino a ottenere un gel.
8. Formare i liposomi:
   Proseguire l’evaporazione del gel, trasformandolo in un liquido semitrasparente, che indica la formazione dei liposomi.
9. Sospensione finale di liposomi:
   Aggiungere altri 5 mL di tampone PBS (0,1 M, pH 7,4) alla sospensione di liposomi.
   Agitare delicatamente la miscela con un agitatore vortex.
   Eliminare i vapori residui di etere dietilico utilizzando azoto gassoso.
10. Conservazione:
    Conservare la sospensione finale di liposomi a 4°C in frigorifero fino al momento dell’utilizzo.

Queste istruzioni descrivono passo per passo il processo di preparazione dei liposomi mediante il metodo di evaporazione in fase inversa con omogeneizzazione a ultrasuoni, garantendo un elevato contenuto acquoso interno e un incapsulamento efficiente del principio attivo.
Il metodo di evaporazione in fase inversa, in particolare con sonicazione a sonda, è una tecnica ampiamente adottata per la preparazione dei liposomi, soprattutto quando si mira a ottenere un elevato contenuto acquoso interno. Questo metodo offre vantaggi rispetto al tradizionale metodo di idratazione del film sottile grazie alla capacità di incorporare una maggiore quantità di fase acquosa all’interno dei liposomi.

Vantaggi della sonicazione a sonda per la formazione dei liposomi

• Maggiore omogeneità: La sonicazione a sonda fornisce un apporto energetico costante, producendo una distribuzione dimensionale più uniforme dei liposomi.
• Migliore incapsulamento: Le forze meccaniche durante la sonicazione migliorano l’incapsulamento dei farmaci, in particolare dei composti idrofili.
• Scalabilità: I metodi sono facilmente scalabili, il che li rende adatti alla produzione di liposomi su larga scala.

Applicazioni dei liposomi nella veicolazione dei farmaci

I liposomi preparati mediante i metodi di emulsificazione e di evaporazione del solvente con sonicazione a sonda sono adatti a diverse applicazioni di veicolazione dei farmaci, tra cui:

1. Veicolazione mirata dei farmaci: La funzionalizzazione dei liposomi con ligandi specifici consente la veicolazione mirata a determinati tessuti o cellule.
2. Rilascio controllato: La struttura a doppio strato lipidico consente il rilascio controllato del farmaco, migliorando l’efficacia terapeutica.
3. Versatilità: Questi metodi sono compatibili con un’ampia gamma di agenti terapeutici, dalle piccole molecole alle biomolecole più grandi, come proteine e acidi nucleici.

Il metodo di evaporazione in fase inversa è particolarmente noto per il maggiore contenuto acquoso interno rispetto al metodo di idratazione del film sottile. Questa caratteristica è vantaggiosa per le applicazioni che richiedono l’incapsulamento di quantità considerevoli di farmaci idrofili o di altri agenti terapeutici.
Il metodo di evaporazione in fase inversa con sonicazione a sonda è una tecnica robusta ed efficiente per la preparazione dei liposomi. La capacità di ottenere un maggiore contenuto acquoso interno lo rende un metodo preferenziale nelle applicazioni farmaceutiche in cui è fondamentale massimizzare l’incapsulamento delle sostanze idrofile. L’attento controllo dell’evaporazione del solvente e l’uso della sonicazione sono essenziali per il successo di questo metodo, che porta alla produzione di liposomi di alta qualità adatti a diversi scopi terapeutici.

Trovate il sonicatore giusto per la vostra produzione di liposomi

Hielscher Ultrasonics offre un’ampia gamma di sonicatori a sonda per la produzione efficiente di liposomi, ottenendo un’elevata efficienza di intrappolamento e un’elevata capacità di carico di molecole bioattive.
Potete utilizzare i sonicatori Hielscher per diversi metodi di preparazione dei liposomi, come la tecnica di evaporazione in fase inversa qui descritta, il metodo di emulsificazione e il metodo del film sottile.
Scoprite di più sulla preparazione dei liposomi con ultrasuoni mediante il metodo del film sottile!
Scoprite di più sui liposomi preparati con ultrasuoni che incapsulano

• vitamina C
• DHA ed EPA (olio di pesce)
• allicina
• peptidi GLP-1 (ad es. semaglutide)

Progettazione, produzione e consulenza – Qualità Made in Germany

I dispositivi a ultrasuoni Hielscher sono noti per i loro elevatissimi standard di qualità e progettazione. La robustezza e la facilità d’uso consentono di integrare agevolmente i nostri dispositivi a ultrasuoni negli impianti industriali. I dispositivi a ultrasuoni Hielscher affrontano con facilità condizioni difficili e ambienti impegnativi.

Hielscher Ultrasonics è un’azienda certificata ISO e pone particolare attenzione ai dispositivi a ultrasuoni ad alte prestazioni caratterizzati da tecnologia all’avanguardia e facilità d’uso. Naturalmente, i dispositivi a ultrasuoni Hielscher sono conformi alle norme CE e soddisfano i requisiti UL, CSA e RoHs.

La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri dispositivi a ultrasuoni: