Ultrasoniski ražotas liposomas uzrāda ļoti augstu ievilkšanas efektivitāti, augstu kravnesību un vienmērīgi mazu sfērisku izmēru. Tādējādi ultraskaņas liposomas piedāvā lielisku biopieejamību. Hielscher Ultrasonics piedāvā ultrasonikatorus, lai droši ražotu farmaceitiskās kvalitātes liposomas partijas un nepārtrauktā režīmā.

Ultraskaņas liposomu ražošanas priekšrocības

Ultraskaņas liposomu iekapsulēšana ir metode, ko izmanto, lai iekapsulētu zāles vai citus terapeitiskus līdzekļus liposomās, izmantojot ultraskaņas enerģiju. Salīdzinot ar citām liposomu iekapsulēšanas metodēm, ultraskaņas iekapsulēšanai ir vairākas priekšrocības, kas padara to par izcilu ražošanas tehniku.

• Augsta iekraušana, augsta ievilkšanas efektivitāte: Ultraskaņas liposomu ražošana ir labi zināma, lai ražotu liposomas ar lielu aktīvo sastāvdaļu slodzi, piemēram, C vitamīnu, zāļu molekulas utt. Tajā pašā laikā ultraskaņas metode parāda augstu ievilkšanas efektivitāti. Tas nozīmē, ka liela daļa aktīvās vielas ir iekapsulēta ar ultrasonication. Visbeidzot, tas padara ultrasonication par ļoti efektīvu metodi liposomu ražošanai.
• Vienmērīgi mazas liposomas: Viena no ultraskaņas liposomu iekapsulēšanas priekšrocībām ir tā spēja ražot ļoti viendabīgas liposomas ar šauru izmēru sadalījumu. Ultraskaņas enerģiju var izmantot, lai sadalītu lielākas liposomas vai lipīdu agregātus mazākās, vienveidīgākās liposomās. Tas noved pie lielākas liposomu lieluma un formas konsekvences, kas var būt svarīgi zāļu piegādes lietojumiem, kur daļiņu izmērs var ietekmēt to farmakokinētiku un efektivitāti.
• Piemērojams visām molekulām: Vēl viena ultraskaņas liposomu iekapsulēšanas priekšrocība ir tā spēja iekapsulēt plašu zāļu un citu terapeitisko līdzekļu klāstu. Šo metodi var izmantot, lai iekapsulētu gan hidrofilas, gan hidrofobas zāles, ko var būt grūti izdarīt ar citām metodēm. Turklāt ultraskaņas enerģiju var izmantot, lai iekapsulētu makromolekulas un nanodaļiņas, kas var būt pārāk lielas, lai iekapsulētu ar citām metodēm.
• Ātri un uzticami: Ultraskaņas liposomu iekapsulēšana ir arī salīdzinoši vienkāršs un ātrs process. Tam nav nepieciešams izmantot skarbas ķīmiskas vielas vai augstas temperatūras, kas var kaitēt iekapsulēto terapeitisko līdzekļu iedarbībai.
• Mērogs: Turklāt šo metodi var viegli paplašināt liela mēroga ražošanai, padarot to par rentablu risinājumu zāļu piegādes lietojumiem.

Kopumā ultraskaņas liposomu iekapsulēšana ir pārāka liposomu iekapsulēšanas tehnika, jo tā spēj ražot vienmērīgas liposomas ar šauru izmēru sadalījumu, iekapsulēt plašu terapeitisko līdzekļu klāstu un tā vienkāršību un mērogojamību.

Ultraskaņas liposomu sagatavošana farmaceitiskajiem un kosmētikas

Liposomas (pūslīši uz lipīdu bāzes), transferosomas (ultradeformējamas liposomas), etosomas (īpaši deformējamas vezikulas ar augstu alkohola saturu) un niosomas (sintētiskie pūslīši) ir mikroskopiskas pūslīši, kurus var mākslīgi sagatavot kā lodveida nesējus, kuros var iekapsulēt aktīvās molekulas. Šīs pūslīši ar diametru no 25 līdz 5000 nm bieži tiek izmantoti kā zāļu nesēji farmācijas un kosmētikas nozarē, piemēram, perorāla vai lokāla zāļu piegāde, genoterapija un imunizācija. Ultrasonication ir zinātniski pierādīta metode ļoti efektīvai liposomu ražošanai. Hielscher ultrasonikatori ražo liposomas ar augstu aktīvo sastāvdaļu slodzi un izcilu biopieejamību.

Liposomas un liposomālā formula

Liposomas ir unilamellas, oligolamelāras vai multilamelāras vezikulārās sistēmas un sastāv no tā paša materiāla kā šūnu membrāna (lipīdu divslāņu). Attiecībā uz to sastāvu un lielumu liposomas diferencē šādi:

• daudzlamellu pūslīši (MLV, 0,1-10μm)
• mazi vienilamelāri pūslīši (SUV, <100 nm)
• lieli vienilamelāri pūslīši (LUV, 100–500 nm)
• milzu vientulīgi pūslīši (GUV, ≥1 μm)

Liposomu galvenā struktūra sastāv no fosfolipīdiem. Fosfolipīdiem ir hidrofila galvas grupa un hidrofoba astes grupa, kas sastāv no garas ogļūdeņražu ķēdes.
Liposomu membrānu ir ļoti līdzīgs ādas aizsargsastāvs, lai tās varētu viegli integrēt cilvēka ādā. Tā kā liposomas tiek nodedzināta ar ādu, tās var izkraut ieķertos aģentus tieši galapunktā, kur tās var pildīt savas funkcijas. Tādējādi liposomas rada ādas caurejamības/caurlaidības uzlabošanu iesprostoto farmaceitisko un kosmētisko līdzekļu izraisītājiem. Arī liposomas bez iekapsulēta pūslīšiem, ir spēcīgas ādas, jo fosfatidilholīns ietver divas būtiskākās īpašības, ko cilvēka organisms pats nespēj ražot: linolskābe un holīna.
Liposomas izmanto kā bioloģiski saderīgus narkotiku, peptīdu, olbaltumvielu, plazmīdu DNS, antiloģiski Oligonukleotīdu vai ribozīdu nesējvielas farmaceitiskiem, kosmētikas un bioķīmiskajiem nolūkiem. Ļoti daudzpusība daļiņu lielumā un fizikālie lipīdu rādītāji sniedz pievilcīgu potenciālu pielāgotu transportlīdzekļu konstruēšanai plašam pielietojuma diapazonam. (Ulrich 2002)

Ultraskaņas liposomu veidošanās

Liposomas var veidoties ultrasonikas izmantošana. Galvenais materiāls liposomu preperācijas ir amphilu molekulas, kas iegūti vai pamatojoties uz bioloģisko membrānu lipīdiem. Mazu unilamelāru pūslīšiem (SUV) veidošanās gadījumā lipīdu dispersija maigi ir ultrasonicated – piemēram, ar rokas ultraskaņas ierīci UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter vai ultraskaņas reaktoru CupHorn – ledus vannā. Šādas ultraskaņas apstrādes ilgums ilgst aptuveni 5 – 15 minūtes. Vēl viena metode, kā ražot mazas vienlameles pūslīšos, ir daudzlamelāro pūslīšiem liposomu ultraskaņu.
Dinu-Pirvu et al. (2010) nodrošina transferosomes iegūšanu, izmantojot sonicating, istabas temperatūrā.
Hielscher Ultrasonics piedāvā dažādas ultraskaņas ierīces, sonotrodes un piederumus un tādējādi var nodrošināt vispiemērotāko ultraskaņas iestatījumu ļoti efektīvai liposomu iekapsulēšanai jebkurā mērogā.

Aktīvo vielu ultraskaņas iekapsulēšana liposomās

Liposomas darbojas kā aktīvo sastāvdaļu, piemēram, vitamīnu, terapeitisko molekulu, peptīdu utt., Nesēji. Ultraskaņa ir efektīvs līdzeklis, lai sagatavotu un veidotu liposomas aktīvo vielu iekļūšanai. Vienlaikus ultraskaņas apstrāde palīdz iekapsulēšanas un iekļūšanas procesā, lai tiktu ražotas liposomas ar augstu aktīvo sastāvdaļu slodzi. Pirms iekapsulēšanas liposomas mēdz veidot klasterus fosfolipīdu polāro galviņu virsmas lādiņa un lādiņa mijiedarbības dēļ (sal. Míckova et al. 2008), turklāt tās ir jāatver. Piemēram, Zhu et al. (2003) apraksta biotīna pulvera iekapsulēšanu liposomās ar ultrasonication. Tā kā biotīna pulveris tika pievienots vezikulu suspensijas šķīdumam, šķīdums ir apstrādāts ar ultraskaņu. Pēc šīs ārstēšanas biotīns tika iekļuvis liposomās.

Liposomu emulsijas ar ultrasonication

Lai veicinātu mitrinošu vai pretnovecošanās krēmi, losjonus, gēlus un citus kosmeceutiskos formulējumus, liposomālo dispersiju papildina ar emulgatoru, lai stabilizētu lielāku lipīdu daudzumu. Taču izmeklēšana parādīja, ka liposomu spēja parasti ir ierobežota. Pievienojot emulgatorus, šis efekts parādīsies agrāk, un papildu emulgatori var vājināt fosfatidilholīna barjeras afinitāti. Nanodaļiņas – kas sastāv no fosfatidilholīna un lipīdu – ir atbilde uz šo problēmu. Šīs nanodaļiņas veido eļļas pilienu, kas pārklāta ar fosfatidilholīna monoslāni. Nanodaļiņu izmantošana ļauj formulējumus, kas spēj absorbēt vairāk lipīdus un paliek stabili, lai papildu emulgatori nav vajadzīgi.
Ultrasonication ir pierādīta metode, lai ražotu nanoemulsijas un nanodispersiju. Ļoti intensīva ultraskaņa nodrošina jaudu, kas nepieciešama, lai disperģtu šķidru fāzi (izkliedētu fāzi) mazos pilieniem otrajā fāzē (nepārtrauktā fāze). Izkliedējošās zonās, imploding Kavitāciju burbuļi izraisīt intensīvu triecienu viļņi apkārtējo šķidrumu un rezultātā veidošanās šķidro strūklu augsta šķidruma ātrumu. Lai stabilizētu no jauna izveidotos pilienus izkliedēšanās fāzē pret sakopšanos, emulsiju papildina ar emulgatoriem (virsmaktīvajām vielām, virsmaktīvajām vielām) un stabilizatoriem. Tā kā pilienu koncentrācija pēc pārrāvumu ietekmē galīgo nomestupa izmēru sadali, efektīvi stabilizētāji emulgatori tiek izmantoti, lai uzturētu gala pilienu izmēra sadalījumu tādā līmenī, kas ir vienāds ar sadalījumu tūlīt pēc pilienu pārrāvumu ultraskaņas izkliešanas zonā.

Liposomu dispersijas, izmantojot ultrasonication

Liposomālās dispersijas, kuru pamatā ir nepiesātināts fosfatidilhlors, trūkst stabilitātes pret oksidēšanos. Dispersijas stabilizāciju var panākt ar antioksidantiem, piemēram, ar C un E vitamīnu kompleksu.
Ortan et al. (2002), kas sasniegti pētījumā par Anethum ultraskaņas preparāta ēterisko eļļu liposomu labiem rezultātiem. Pēc apstrādes ar ultraskaņu liposomu dimensija bija starp 70-150 nm un MLV starp 230-475 nm; šīs vērtības bija aptuveni nemainīgas arī pēc 2 mēnešiem, bet izbeidza pēc 12 mēnešiem, jo īpaši SUV dispersijas (skatīt histogrammas zemāk). Stabilitātes mērījums attiecībā uz ēterisko eļļas zudumu un lieluma sadalījumu arī parādīja, ka liposomālā dispersiju saglabāja gaistošās eļļas saturu. Tas liek domāt, ka ēteriskās eļļas ievilšana liposomās palielināja eļļas stabilitāti.

Ortan et al. (2009): MLV un SUV dispersiju stabilitāte pēc 1 gada. Liposomālie preparāti tika uzglabāti 4±1 °C temperatūrā.

Hielscher ultraskaņas procesori ir ideālas ierīces lietojumiem kosmētikas un farmācijas nozarē. Sistēmas, kas sastāv no vairākiem ultraskaņas procesoriem līdz 16 000 vatiem, nodrošina jaudu, kas nepieciešama, lai pārvērstu šo laboratorijas lietojumprogrammu efektīvā ražošanas metodē, lai iegūtu smalki izkliedētas emulsijas nepārtrauktā plūsmā vai partijā – sasniedzot rezultātus, kas ir salīdzināmi ar mūsdienu labākajiem pieejamajiem augstspiediena homogenizatoriem, piemēram, diafragmas vārstiem. Papildus šai augstajai efektivitātei nepārtrauktā emulgācijā Hielscher ultraskaņas ierīcēm nepieciešama ļoti zema apkope, un tās ir ļoti viegli lietojamas un tīrāmas. Ultraskaņa faktiski atbalsta tīrīšanu un skalošanu. Ultraskaņas jauda ir regulējama un to var pielāgot konkrētiem produktiem un emulgācijas prasībām. Ir pieejami arī īpaši plūsmas šūnu reaktori, kas atbilst uzlabotajām CIP (clean-in-place) un SIP (sterilizēt-in-place) prasībām.

Literatūra / Literatūras saraksts