Ultraschall Liposomen Virbereedung

Ultraschall produzéiert Liposomen weisen eng ganz héich Entrapmenteffizienz, héich Luedekapazitéit an eenheetlech kleng Kugelgréisst. Doduerch bidden Ultraschallliposomen eng exzellent Bioverfügbarkeet. Hielscher Ultrasonics bitt Ultraschaller fir déi zouverlässeg Produktioun vu pharmazeuteschen Liposomen am Batch a kontinuéierleche Modus.

Virdeeler vun Ultraschall Liposomen Produktioun

Ultraschall Liposomenkapselung ass eng Technik déi benotzt gëtt fir Medikamenter oder aner therapeutesch Agenten bannent Liposomen mat Ultraschallenergie ze kapselen. Am Verglach mat anere Methoden fir Liposomenkapselung huet d'Ultraschallverkapselung verschidde Virdeeler, déi et zu der superieure Produktiounstechnik maachen.

• Héich Belaaschtung, héich Entrapment Effizienz: Ultrasonic Liposomen Produktioun ass bekannt fir Liposomen mat enger héijer Belaaschtung vun aktiven Zutaten ze produzéieren, zB Vitamin C, Drogenmoleküle etc. Dëst bedeit datt en héije Prozentsaz vun der aktiver Substanz duerch Ultraschall verschlësselt gëtt. Als Conclusioun mécht dëst d'Ultraschall eng héich effizient Method fir d'Liposomproduktioun.
• Uniform kleng Liposomen: Ee Virdeel vun der Ultraschall-Liposom-Verkapselung ass seng Fäegkeet fir héich eenheetlech Liposomen mat enger schmueler Gréisstverdeelung ze produzéieren. Ultraschallenergie kann benotzt ginn fir méi grouss Liposomen oder Lipidaggregate a méi kleng, méi eenheetlech Liposomen opzedeelen. Dëst féiert zu enger méi grousser Konsistenz an der Gréisst a Form vun de Liposomen, wat wichteg ka sinn fir Medikamenter Liwwerung Uwendungen, wou d'Gréisst vun de Partikelen hir Pharmakokinetik an Effizienz beaflosse kënnen.
• Uwendbar fir all Moleküle: En anere Virdeel vun der Ultraschall-Liposome-Verkapselung ass seng Fäegkeet fir eng breet Palette vun Drogen an aner therapeutesch Agenten ze kapselen. D'Technik ka benotzt ginn fir souwuel hydrophil wéi och hydrophobe Medikamenter ze kapsuléieren, wat schwéier mat anere Methoden ze maachen ass. Zousätzlech kann Ultraschallenergie benotzt ginn fir Makromolekülen an Nanopartikelen ze kapsuléieren, déi ze grouss kënne sinn fir mat anere Methoden ze kapselen.
• Schnell an zouverlässeg: Ultraschall Liposomenkapsel ass och e relativ einfachen a séiere Prozess. Et erfuerdert net d'Benotzung vu schaarfe Chemikalien oder héich Temperaturen, déi schiedlech kënne sinn fir d'therapeutesch Agenten, déi akapselt ginn.
• Skala-up: Zousätzlech kann d'Technik einfach opgebaut ginn fir grouss Skala Produktioun, sou datt et eng kosteneffektiv Optioun fir Medikamenter Liwwerung Uwendungen mécht.

Zesummegefaasst ass d'Ultraschall-Liposom-Verkapselung eng super Technik fir d'Liposom-Enkapsulatioun wéinst senger Fäegkeet fir eenheetlech Liposomen mat enger schmueler Gréisstverdeelung ze produzéieren, eng breet Palette vun therapeuteschen Agenten ëmzekapselen, a seng Einfachheet a Skalierbarkeet.

No der Bildung vun engem lipidesche Film an der spéiderer Rehydratioun, gëtt Sonikatioun benotzt fir d'Entrapung vun den aktiven Zutaten am Liposom ze förderen. Zousätzlech erreecht d'Sonicatioun déi gewënscht Liposomgréisst.

Ultraschall Liposomen Virbereedung fir Pharmazeutik a Kosmetik

Liposomen (Lipid-baséiert Vesikel), Transferosomen (ultradeforméierbar Liposomen), Ethosomen (ultradeforméierbar Vesikel mat héijen Alkoholgehalt), an Niosomen (synthetesch Vesikel) si mikroskopesch Vesikel, déi kënschtlech als Kugelträger virbereet kënne ginn, an déi aktiv Moleküle kënnen akapselt ginn. Dës Vesikelen mat Duerchmiesser tëscht 25 an 5000 nm ginn dacks als Drogenträger an der pharmazeutescher a kosmetescher Industrie benotzt, sou wéi mëndlech oder topesch Medikamenter Liwwerung, Gentherapie an Immuniséierung. Ultrasonication ass eng wëssenschaftlech bewisen Method fir héich effizient Liposomenproduktioun. Hielscher Ultraschaller produzéieren Liposomen mat héijer Belaaschtung vun aktive Zutaten a superior Bioverfügbarkeet.

Liposomen a Liposomal Formuléierung

Liposomen sinn unilamellar, oligolamellar oder multilamellar vesikulär Systemer a besteet aus dem selwechte Material wéi eng Zellmembran (Lipid-Bilayer). Wat hir Zesummesetzung a Gréisst ugeet, sinn d'Liposome wéi follegt differenzéiert:

• multi-lamellar Vesikel (MLV, 0,1-10μm)
• kleng unilamellar Vesikel (SUV, <100 nm)
• grouss unilamellare Vesikelen (LUV, 100–500 nm)
• riseg unilamellar Vesikel (GUV, ≥1 μm)

D'Haaptstruktur vu Liposomen besteet aus Phospholipiden. Phospholipiden hunn eng hydrophile Kappgrupp an eng hydrophobe Schwanzgrupp, déi aus enger laanger Kuelewaasserstoffkette besteet.
D'Liposommembran huet eng ganz ähnlech Zesummesetzung wéi d'Hautbarriär, sou datt se einfach an d'mënschlech Haut integréiert kënne ginn. Wéi d'Liposome mat der Haut fusionéieren, kënnen se déi agespaart Agenten direkt op d'Destinatioun entlaaschten, wou d'Aktiven hir Funktiounen erfëllen kënnen. Also kreéieren d'Liposome eng Verbesserung vun der Hautpenetrabilitéit / Permeabilitéit fir déi agespaart pharmazeutesch a kosmetesch Agenten. Och Liposomen ouni encapsuléiert Agenten, déi fräi Vesikelen, si mächteg Aktiver fir d'Haut, well d'Phosphatidylcholin zwee Essentialen enthält, déi de mënschlechen Organismus net selwer produzéiere kann: Linolsäure a Cholin.
Liposomen ginn als biokompatibel Träger vun Drogen, Peptiden, Proteinen, plasmatescher DNA, Antisense Oligonukleotiden oder Ribozyme benotzt, fir pharmazeutesch, kosmetesch a biochemesch Zwecker. Déi enorm Villsäitegkeet an der Partikelgréisst an an de physikalesche Parameter vun de Lipiden bitt en attraktivt Potenzial fir personaliséiert Gefierer fir eng breet Palette vun Uwendungen ze bauen. (Ulrich 2002)

Ultraschall Liposomen Bildung

Liposomen kënnen duerch d'Benotzung vun Ultraschall geformt ginn. D'Basismaterial fir d'Liposompräparatioun sinn amphilesch Moleküle ofgeleet oder baséiert op biologesche Membranlipiden. Fir d'Bildung vu klenge unilamellare Vesikelen (SUV) gëtt d'Lipiddispersioun sanft sonicéiert – zB mam Handheld Ultraschallapparat UP50H (50W, 30kHz), dem VialTweeter oder dem Ultraschallreaktor CupHorn – an engem Äisbad. D'Dauer vun esou enger Ultraschallbehandlung dauert ca. 5-15 Minutten. Eng aner Method fir kleng unilamellar Vesikel ze produzéieren ass d'Sonicatioun vun de multi-lamellar Vesikelliposomen.
Dinu-Pirvu et al. (2010) bericht d'Erhalen vun Transferosomen duerch sonicating MLVs bei Raumtemperatur.
Hielscher Ultrasonics bitt verschidde Ultraschall-Geräter, Sonotroden an Accessoiren a kënnen doduerch déi gëeegent Ultraschall-Setup fir eng héich effizient Liposomenkapsel op all Skala ubidden.

Ultraschall Encapsulation vun aktive Substanzen an Liposomen

Liposomen funktionnéieren als Träger fir aktiv Zutaten wéi Vitaminnen, therapeutesch Molekülen, Peptiden etc. Gläichzäiteg sonication hëlleft der Encapsulation an Entrapment Prozess sou datt Liposomen mat enger héich Belaaschtung vun aktiv Zutate produzéiert ginn. Virun der Verkapselung tendéieren d'Liposome zu Stärekéip duerch d'Uewerflächeladung-Lade-Interaktioun vu Phospholipid-Polarkäpp (cf. Míckova et al. 2008), ausserdeem musse se opgemaach ginn. Zum Beispill, Zhu et al. (2003) beschreift d'Verkapselung vu Biotinpulver a Liposomen duerch Ultraschall. Wéi de Biotinpulver an d'Vesikelsuspensionsléisung bäigefüügt gouf, gouf d'Léisung sonicéiert. No dëser Behandlung gouf Biotin an de Liposomen agespaart.

Liposomal Emulsiounen mat Ultraschall

Fir den ernéierende Effekt vu Feuchtigkeit oder Anti-Aging Cremen, Lotionen, Gelen an aner kosmetesch Formuléierungen ze verbesseren, ginn Emulgator un d'liposomal Dispersiounen bäigefüügt fir méi héich Quantitéiten u Lipiden ze stabiliséieren. Awer Ermëttlungen hu gewisen datt d'Fäegkeet vu Liposomen allgemeng limitéiert ass. Mat der Zousatz vun Emulgatoren erschéngt dësen Effekt méi fréi an déi zousätzlech Emulgatoren verursaachen eng Schwächung vun der Barrièreaffinitéit vu Phosphatidylcholin. Nanopartikelen – besteet aus Phosphatidylcholin a Lipiden - sinn d'Äntwert op dëse Problem. Dës Nanopartikele ginn duerch en Uelegdroppe geformt, deen duerch eng Monoschicht vu Phosphatidylcholin bedeckt ass. D'Benotzung vun Nanopartikelen erlaabt Formuléierungen déi fäeg sinn méi Lipiden opzehuelen a stabil bleiwen, sou datt zousätzlech Emulgatoren net gebraucht ginn.
Ultrasonication ass eng bewährte Method fir d'Produktioun vun Nanoemulsiounen an Nanodispersiounen. Héich intensiv Ultraschall liwwert d'Kraaft déi néideg ass fir eng flësseg Phase (verspreet Phase) a klengen Drëpsen an enger zweeter Phase (kontinuéierlech Phase) ze verdeelen. An der Dispersiounszone verursaachen implodéierend Kavitatiounsblasen intensiv Schockwellen an der Ëmgéigend Flëssegkeet a féieren zu der Bildung vu Flëssegjets mat héijer Flësseggeschwindegkeet. Fir déi nei geformt Drëpsen vun der Dispersphase géint d'Koaleszenz ze stabiliséieren, ginn Emulgatoren (Uewerflächeaktive Substanzen, Surfaktanten) a Stabilisatoren an d'Emulsioun bäigefüügt. Well d'Koaleszenz vun den Drëpsen no der Stéierung d'endgülteg Drëpsgréisst Verdeelung beaflosst, ginn effizient stabiliséierend Emulgatoren benotzt fir d'endgülteg Drëpsgréisst Verdeelung op engem Niveau ze halen, deen d'selwecht ass wéi d'Verdeelung direkt no der Drëpsstéierung an der Ultraschall-Dispersiounszone.

Liposomal Dispersiounen mat Ultraschall

Liposomal Dispersiounen, déi op onsaturéierte Phosphatidylchlor baséieren, feelen u Stabilitéit géint Oxidatioun. D'Stabiliséierung vun der Dispersioun kann duerch Antioxidantien erreecht ginn, wéi duerch e Komplex vu Vitaminnen C an E.
 

Liposomenbildung iwwer Reverse Phase Evaporatiounsmethod mat Sonication

 
Ortan et al. (2002) erreecht an hirer Studie iwwer d'Ultraschallpräparatioun vun Anethum graveolens äthereschen Ueleg a Liposomen gutt Resultater. No Sonication waren d'Dimensioun vu Liposomen tëscht 70-150 nm, a fir MLV tëscht 230-475 nm; dës Wäerter waren ongeféier konstant och no 2 Méint, awer no 12 Méint eropgaang, besonnesch an der SUV-Dispersioun (kuckt Histogramme hei ënnen). D'Stabilitéitsmessung, betreffend äthereschen Uelegverloscht a Gréisst Verdeelung, huet och gewisen datt liposomal Dispersiounen den Inhalt vu flüchtege Ueleg behalen. Dëst hindeit datt d'Verhaftung vum äthereschen Ueleg a Liposomen d'Uelegstabilitéit erhéicht huet.

Ortan et al. (2009): Stabilitéit vun MLV an SUV Dispersiounen no 1 Joer. Liposomal Formuléierunge goufen bei 4 ± 1 ºC gespäichert.

Hielscher Ultrasonic Prozessoren sinn déi ideal Apparater fir Uwendungen an der kosmetescher a pharmazeutescher Industrie. Systemer, déi aus verschiddenen Ultraschallprozessoren vu bis zu 16.000 Watt jee besteet, bidden d'Kapazitéit déi néideg ass fir dës Laboapplikatioun an eng effizient Produktiounsmethod ze iwwersetzen fir fein dispergéiert Emulsiounen am kontinuéierleche Flux oder an enger Batch ze kréien – Erreechen Resultater vergläichbar mat deem vun den haitegen beschten Héichdrockhomogenisatoren, déi verfügbar sinn, wéi Ëffnungsventile. Zousätzlech zu dëser héich Effizienz an der kontinuéierlecher Emulgéierung, erfuerderen Hielscher Ultraschall-Geräter ganz wéineg Ënnerhalt a si ganz einfach ze bedreiwen an ze botzen. Den Ultraschall ënnerstëtzt tatsächlech d'Botzen a Spülen. D'Ultraschallkraaft ass justierbar a kann op spezifesch Produkter an Emulsifikatiounsfuerderunge ugepasst ginn. Besonnesch Flowzellreaktoren déi den fortgeschrattem CIP (clean-in-place) a SIP (sterilize-in-place) Ufuerderunge treffen, sinn och verfügbar.

Heefeg gestallte Froen iwwer Liposomen

Wéi eng Aarte vu Liposomen sinn differenzéiert?

Liposomen ginn a verschidden Aarte klasséiert baséiert op hirer Gréisst an der Unzuel vu Bilayers déi se enthalen. Dës Kategorien enthalen:

• Kleng Unilamellar Vesikel (SUV): Dëst sinn déi klengste Liposomen mat enger eenzeger Lipid-Duebelschicht.
• Grouss Unilamellar Vesikel (LUV): Méi grouss wéi SUVs, hunn dës och eng eenzeg Bilayer.
• Multilamellar Vesikel (MLV): Dës enthalen multiple konzentresch Bilayers.
• Multivesikulär Vesikel (MVV): Dës besteet aus multiple méi klenge Vesikel an enger méi grousser Vesikel.

 
Aner spezialiséiert Typen enthalen:

• PEGyléiert Liposomen: Liposomen modifizéiert mat Polyethylenglycol (PEG) fir Stabilitéit an Zirkulatiounszäit ze verbesseren.
• Nanoliposomen: Ganz kleng Liposomen, typesch fir geziilte Medikamenter Liwwerung benotzt.

Wéi eng Vesikelstrukture kënne Liposomen ausstellen?

Liposomen gi weider op Basis vun hirer Vesikelstruktur a siwen Haaptarten kategoriséiert:

• Multilamellar Grouss Vesikel (MLV): Enthält Multiple Bilayers.
• Oligolamellar Vesikel (OLV): Huelt e puer bilayers.
• Kleng Unilamellar Vesikel (SUV): Klengst mat enger eenzeger Bilayer.
• Medium-Gréisst Unilamellar Vesikel (MUV): Mëttelstuf Gréisst mat enger eenzeger Bilayer.
• Grouss Unilamellar Vesikel (LUV): Méi grouss mat enger eenzeger Bilayer.
• Giant Unilamellar Vesikel (GUV): Ganz grouss mat enger eenzeger Bilayer.
• Multivesikulär Vesikel (MVV): Multiple Vesikel bannent enger eenzeger grousser Vesikel.

Wat sinn d'Ënnerscheeder tëscht Liposomen an Niosomen?

Liposomen an Niosomen ënnerscheeden sech haaptsächlech an hirer Zesummesetzung:
Liposomen: Gemaach aus Duebelkette Phospholipiden, déi entweder neutral oder geluede kënne sinn.
Niosomen: Made from uncharged single-chain surfactants a Cholesterin.
Béid Strukture ginn duerch Sonikatioun geformt, wat d'Versammlung vun de bilayered Vesikel fördert.

Wat ass déi ideal Gréisst vun engem Liposomen?

Fir therapeutesch Liwwerung ass déi ideal Gréisst vun engem Liposome theoretesch tëscht 50 an 200 Nanometer am Duerchmiesser. Dës Gréisst Gamme optimiséiert Stabilitéit a Bioverfügbarkeet. Sonication gëtt allgemeng benotzt fir d'Vesikel op déi gewënscht Gréisst ze reduzéieren.

Kann Liposomen hydrophile Medikamenter droen?

Jo, Liposomen kënnen hydrophil Medikamenter droen. Si gi geschätzt a biomedizineschen Uwendungen fir hir Fäegkeet souwuel hydrophobe wéi hydrophile Agenten ze kapsuléieren. Zousätzlech bidden se héich Biokompatibilitéit a Biodegradabilitéit, wat hinnen effektiv Liwwersystemer mécht.

Wéi maachen ech Liposomen?

Déi heefegst Technike vun der Liposompräparatioun sinn d'Dënnfilmmethod an d'Reverse Phase Verdampungsmethod.
Dënn Film Hydratatioun Method:

1. Lipiden an engem organesche Léisungsmëttel opléisen.
2. Verdampt de Léisungsmëttel fir en dënnen Lipidfilm ze bilden.
3. Hydratéiert de Film mat enger wässerlecher Léisung mat Sonikatioun fir multilamellar Vesikel ze bilden.

Ëmgekéiert Phase Verdampfungsmethod:

1. Lipiden a Waasser an Ethanol opléisen.
2. Sonicate d'Léisung bei 60 ° C fir ongeféier 10 Minutten fir eng Lipidpaste ze kreéieren.
3. Cool de Lipidopléisung a füügt Waasser oder Puffer dropwise beim Rühr derbäi.
4. Hydrat d'Suspension fir 1 Stonn fir multilamellar Vesikel ze bilden.
5. Reduzéiert d'Liposomgréisst duerch weider Sonikatioun.

Wat sinn Archeosomen?

Archaeosomen si Liposomen aus archaealen Lipiden, déi bekannt sinn fir hir Stabilitéit a Resistenz géint extrem Bedéngungen. Dës Eegeschafte maachen Archeosomen besonnesch nëtzlech fir Medikamenter Liwwerung an Impfung Entwécklung an usprochsvollen Ëmfeld.

Wéi ginn Archeosomen virbereet?

Sonication Prozedur no Pise (2022): Archeosomen kënnen aus der polarer Lipidfraktioun gemaach ginn “PLF” vun Sulfolobussolfataricus duerch sonication bei 60 ° C ouni de Besoin fir extern Lipid replenishment. Bei 0 ° C goufen polare Lipiden aus Sulfolobusacidocaldarius effektiv sonicated fir Archeosomen ze bilden. BMD-belaaschte Archeosomen a konventionell Liposomen, souwéi archaeal Lipiden, déi aus Archaea H. salinarum isoléiert a mat Phosphatidylcholin beräichert goufen, goufen mat Hëllef vu Sonicatiounstechniken gemaach. Sonicated Vesikel goufe fir topesch Liwwerung erstallt andeems MLV-Dispersioune bei 80 Prozent Amplitude fir 4 Minuten sonicéieren mat engem Hielscher UP50H Sonde-Typ Sonicator (kuckt Bild op der lénkser Säit).

Literatur / Referenzen