Produzione a ultrasuoni di acidi grassi omega-3 liposomiali

I nanoliposomi sono veicoli di farmaci altamente efficaci, utilizzati per aumentare la biodisponibilità di composti bioattivi quali acidi grassi omega-2, vitamine e altre sostanze. L’incapsulamento a ultrasuoni di composti bioattivi è una tecnica rapida e semplice per preparare nanoliposomi con un elevato carico di farmaco. L’incapsulamento a ultrasuoni nei liposomi aumenta la stabilità e la biodisponibilità dei composti.

Acidi grassi omega-3 liposomiali

Gli acidi grassi omega-3, come l’acido eicosapentaenoico (EPA) e l’acido docosaesaenoico (DHA), svolgono un ruolo fondamentale nel corretto svolgimento di molte reazioni biochimiche vitali nell’organismo umano. EPA e DHA si trovano principalmente nei pesci di acque fredde, nel fegato di merluzzo e nei molluschi e crostacei. Poiché non tutti consumano le due porzioni di pesce a settimana raccomandate, l’olio di pesce viene spesso utilizzato sotto forma di integratori alimentari. Inoltre, gli acidi grassi omega-3 come EPA e DHA vengono utilizzati come agenti terapeutici per trattare malattie cardiovascolari e cerebrali, nonché nella terapia oncologica. Per migliorare la biodisponibilità e la velocità di assorbimento, l’incapsulamento a ultrasuoni nei liposomi è una tecnica ampiamente utilizzata con successo.

Incapsulamento a ultrasuoni degli acidi grassi omega-3 nei liposomi

L’incapsulamento a ultrasuoni è una tecnica di preparazione affidabile per formare liposomi con un elevato carico di sostanze attive. La nanoemulsificazione a ultrasuoni disgrega i doppi strati fosfolipidici e apporta energia per favorire l’assemblaggio di vescicole anfifiliche di forma sferica, note come liposomi.
La sonicazione consente di controllare le dimensioni dei liposomi durante il processo di preparazione a ultrasuoni: le dimensioni dei liposomi diminuiscono all’aumentare dell’energia ultrasonica. I liposomi più piccoli offrono una maggiore bioaccessibilità e possono trasportare le molecole degli acidi grassi ai siti bersaglio con un maggiore tasso di successo, poiché le dimensioni ridotte facilitano il passaggio attraverso le membrane cellulari.
I liposomi sono noti come veicoli di farmaci altamente efficaci, che possono essere caricati con sostanze sia lipofile sia idrofile grazie alla struttura anfifilica dei loro doppi strati. Un altro vantaggio dei liposomi è la possibilità di modificarli chimicamente includendo nella formulazione polimeri legati ai lipidi, in modo da migliorare l’assorbimento delle molecole intrappolate nel tessuto bersaglio e prolungare il rilascio del farmaco e, di conseguenza, la sua emivita. L’incapsulamento liposomiale protegge inoltre i composti bioattivi dalla degradazione ossidativa, un fattore importante per gli acidi grassi polinsaturi come EPA e DHA, che sono soggetti a ossidazione.
Hadia et al. (2014) hanno riscontrato che l’incapsulamento a ultrasuoni di DHA ed EPA mediante il sonicatore a sonda UP200S ha fornito un’efficienza di incapsulamento (%EE) superiore, pari a 56,9 ± 5,2% per il DHA e a 38,6 ± 1,8% per l’EPA. La %EE di DHA ed EPA nei liposomi è aumentata significativamente con l’impiego della sonicazione (valore di p inferiore a 0,05; valori statisticamente significativi).

Liposomi preparati mediante ultrasuoni e caricati con gli acidi grassi DHA ed EPA.
Studio e immagine: Hadian et al. 2014

Confronto dell’efficienza: incapsulamento a ultrasuoni ed estrusione dei liposomi

Confrontando l’incapsulamento a ultrasuoni mediante sonda con la sonicazione in bagno e la tecnica di estrusione, la sonicazione a sonda consente di ottenere una migliore formazione dei liposomi.
Hadia et al. (2014) hanno confrontato la sonicazione a sonda (UP200S), la sonicazione in bagno e l’estrusione come tecniche per preparare liposomi contenenti olio di pesce omega-3. I liposomi preparati mediante sonicazione a sonda avevano una forma sferica e mantenevano un’elevata integrità strutturale. Lo studio ha concluso che la sonicazione a sonda di liposomi preformati facilita la preparazione di liposomi con un elevato carico di DHA ed EPA. Mediante sonicazione a sonda, gli acidi grassi omega-3 DHA ed EPA sono stati incapsulati nella membrana nanoliposomiale. L’incapsulamento rende gli acidi grassi omega-3 altamente biodisponibili e li protegge dalla degradazione ossidativa.

Fattori importanti per liposomi di alta qualità

Dopo la preparazione dei liposomi, la stabilizzazione e la conservazione delle formulazioni liposomiali svolgono un ruolo cruciale per ottenere una formulazione veicolante stabile a lungo e altamente efficace.
I fattori critici che influenzano la stabilità dei liposomi comprendono il valore del pH, la temperatura di conservazione e i materiali dei contenitori di conservazione.
Per una formulazione finita, un valore di pH di circa 6,5 è considerato ideale, poiché a pH 6,5 la velocità di idrolisi dei lipidi è ridotta al minimo.
Poiché i liposomi possono ossidarsi e perdere il carico di sostanze intrappolate, si raccomanda una temperatura di conservazione di circa 2–8 °C. I liposomi caricati non devono essere sottoposti a congelamento e scongelamento, poiché lo stress da congelamento–scongelamento favorisce la fuoriuscita dei composti bioattivi incapsulati.
I contenitori di conservazione e le relative chiusure devono essere selezionati con cura, poiché i liposomi non sono compatibili con alcuni materiali plastici. Per prevenire la degradazione dei liposomi, le sospensioni liposomiali iniettabili devono essere conservate in fiale di vetro anziché in flaconcini per iniezione muniti di tappo. È necessario verificare la compatibilità con i tappi in elastomero dei flaconcini per iniezione. Per evitare la fotoossidazione dei compositi lipidici, è molto importante conservare il prodotto al riparo dalla luce, ad esempio utilizzando una bottiglia di vetro scuro e conservandola in un luogo buio. Per le formulazioni liposomiali per infusione, deve essere garantita la compatibilità delle sospensioni liposomiali con i tubi per infusione endovenosa (realizzati in plastica sintetica). Le condizioni di conservazione e la compatibilità dei materiali devono essere specificate sull’etichetta della formulazione liposomiale. [cfr. Kulkarni and Shaw, 2016]

Dopo la formazione di un film lipidico e la successiva reidratazione, la sonicazione viene utilizzata per favorire l’intrappolamento dei principi attivi nel liposoma. Inoltre, la sonicazione consente di ottenere le dimensioni desiderate dei liposomi.

Sonicatori ad alte prestazioni per formulazioni liposomiali

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La tabella seguente fornisce un’indicazione della capacità di trattamento approssimativa dei nostri sonicatori: