Liposomen via de omgekeerde-fase verdampingsmethode met Sonicatie

Liposomen zijn veelzijdige nanocarriers die gebruikt worden bij het toedienen van geneesmiddelen vanwege hun biocompatibiliteit en vermogen om zowel hydrofiele als hydrofobe geneesmiddelen in te kapselen. De omgekeerde-fase verdampingsmethode (ook bekend als emulgatiemethode of oplosmiddelverdampingsmethode) is een prominente techniek voor de bereiding van liposomen en biedt een hoge inkapselingsefficiëntie. Dit artikel richt zich op de bereiding van liposomen via de omgekeerde-fase verdampingsmethode, versterkt door sonicatie van het sonde-type, waarbij de procedurele stappen, voordelen en mogelijke toepassingen in systemen voor de toediening van geneesmiddelen worden belicht.

Liposomen zijn blaasvormige structuren die bestaan uit een of meer lipidebilagen die hydrofiele en hydrofobe verbindingen kunnen inkapselen. Door hun unieke structuur zijn ze ideaal voor het gericht toedienen van medicijnen. De omgekeerde-fase verdampingsmethode (ook wel emulgeren of een oplosmiddelverdampingsmethode genoemd) is een beproefde techniek voor de bereiding van liposomen. In de volgende paragrafen laten we u kennismaken met de voordelen van de omgekeerde-fase verdampingsmethode met sonicatie van het sondetype, waarvan bekend is dat het de emulsificatie, inkapselingsefficiëntie en liposomale verkleining verbetert.

Methodologie van liposoomvoorbereiding via omgekeerde-fase verdampingsmethode

Liposoomvorming via de omgekeerde verdampingsmethode met sonicatie houdt in dat lipiden worden opgelost in een organisch oplosmiddelmengsel van chloroform en methanol (2:1 v/v), wat de vorming van omgekeerde micellen bevordert. Aan dit mengsel wordt vervolgens een waterige buffer toegevoegd. De gecombineerde oplossing wordt gesoneerd, bijvoorbeeld met een sonicator van het probe-type zoals de UP400ST, om een water-in-olie micro-emulsie te creëren. Het organische oplosmiddel wordt dan verdampt met een rotatieverdamper, wat resulteert in een viskeuze gel die uiteindelijk samenklontert tot liposomen. De grote waterige kern van de micro-emulsiebellen bevordert de insluiting van hydrofiele moleculen, wat leidt tot liposomale gels met een gecontroleerde afgifte en een goed permeatieprofiel. Ten slotte worden de liposomen met behulp van de sonicator verkleind tot een uniforme grootte.

Liposoomvorming via omgekeerde verdampingsmethode met Sonicatie

Protocol? Stap-voor-Stap Instructies:

1. Lipiden wegen en oplossen:
   Weeg in totaal 40 mg L-α-fosfatidylcholine en cholesterol nauwkeurig af in een massaverhouding van 4:1 of 7:3.
   Los de afgewogen lipiden op in 10 mL van een chloroform/methanolmengsel (4:1 v/v) in een rondbodemkolf.
2. Lipidefilm vormen:
   Bevestig de rondbodemkolf aan een rotatieverdamper.
   Draai de erlenmeyer bij 8 x g bij 40 °C onder vacuümomstandigheden tot zich een dunne lipidelaag vormt op de wanden van de erlenmeyer.
3. Oplosmiddeldampen verwijderen:
   Zuig de resterende dampen van het oplosmiddelmengsel af door de erlenmeyer met stikstofgas te spoelen.
4. Lipidefilm opnieuw oplossen:
   Los de lipidefilm op in 10 mL diethylether om reversed phase blaasjes te vormen.
5. Waterige fase bereiden:
   Meng 5 ml PBS-buffer (0,1 M, pH 7,4) met het actieve ingrediënt voor inkapseling en 20 mg Tween 80 met de organische fase (diethylether met opgeloste lipiden).
6. Sonificeer de emulsie:
   Plaats de emulsie zonder emulsie in een ijsbad.
   Sonificeer de emulsie met een sonde-type sonicator UP200Ht bij 26 kHz en 50% pulsmodus (0,5 cycli = 30 sec AAN? 30 sec UIT) en 50% amplitude gedurende 1 minuut.
7. Verdampen tot gel:
   Breng de gesoniseerde emulsie terug naar de rotatieverdamper.
   Damp in onder atmosferische druk bij 40°C tot een gel is verkregen.
8. Liposomen vormen:
   Verdamp de gel verder en breek deze in een semi-transparante vloeistof, wat duidt op de vorming van liposomen.
9. Definitieve liposoom suspensie:
   Voeg nog eens 5 ml PBS-buffer (0,1 M, pH 7,4) toe aan de liposoomsuspensie.
   Vortex het mengsel zachtjes.
   Evacueer de resterende dampen van diethylether met stikstofgas.
10. Opslag:
    Bewaar de uiteindelijke liposoom suspensie bij 4°C in een koelkast tot het nodig is.

Deze instructies beschrijven het stapsgewijze proces voor het bereiden van liposomen met behulp van de omgekeerde-fase verdampingsmethode met ultrasone homogenisatie, waardoor een hoge interne waterige lading en efficiënte inkapseling van het actieve ingrediënt wordt gegarandeerd.
De omgekeerde-fase verdampingsmethode, in het bijzonder met gebruik van sonicatie van het sonde-type, is een veelgebruikte techniek voor de bereiding van liposomen, vooral wanneer een hoge interne waterige lading wordt nagestreefd. Deze methode is voordeliger dan de traditionele hydratatiemethode met dunne film vanwege de mogelijkheid om een grotere hoeveelheid waterige fase in de liposomen op te nemen.

Voordelen van sondetype Sonicatie voor liposoomvorming

• Verbeterde homogeniteit: Sonicatie met een sonde levert een consistente energie-input, wat resulteert in een meer uniforme grootteverdeling van liposomen.
• Verbeterde inkapseling: De mechanische krachten tijdens sonicatie verbeteren de inkapseling van het geneesmiddel, vooral bij hydrofiele verbindingen.
• Schaalbaarheid: De methoden zijn gemakkelijk schaalbaar, waardoor ze geschikt zijn voor de productie van liposomen op grote schaal.

Toepassingen van liposomen in medicijnafgifte

Liposomen bereid via de emulsificatie- en oplosmiddelverdampingsmethoden met sonicatie van het sonde-type zijn geschikt voor verschillende toepassingen voor het toedienen van geneesmiddelen, waaronder:

1. Gerichte toediening van medicijnen: Door liposomen te functionaliseren met specifieke liganden kunnen ze gericht worden toegediend aan bepaalde weefsels of cellen.
2. Gecontroleerde vrijlating: De lipide bilaagstructuur maakt gecontroleerde geneesmiddelafgifte mogelijk, wat de therapeutische werkzaamheid verbetert.
3. Veelzijdigheid: Deze methoden zijn geschikt voor een breed scala aan therapeutische middelen, van kleine moleculen tot grotere biomoleculen zoals eiwitten en nucleïnezuren.

De omgekeerde-fase verdampingsmethode is vooral bekend vanwege de hogere interne waterige lading in vergelijking met de hydratatiemethode met dunne film. Deze eigenschap is gunstig voor toepassingen waarbij een aanzienlijke hoeveelheid hydrofiele medicijnen of andere therapeutische middelen moet worden ingekapseld.
De omgekeerde-fase verdampingsmethode met sonicatie van het sonde-type is een robuuste en efficiënte techniek voor de bereiding van liposomen. Het vermogen om een hogere interne waterige lading te bereiken maakt het een voorkeursmethode in farmaceutische toepassingen waar het maximaliseren van de inkapseling van hydrofiele stoffen cruciaal is. De zorgvuldige controle van oplosmiddelverdamping en het gebruik van sonicatie zijn de sleutel tot het succes van deze methode, wat leidt tot de productie van liposomen van hoge kwaliteit die geschikt zijn voor verschillende therapeutische doeleinden.

Vind de juiste Sonicator voor uw liposoomproductie

Hielscher Ultrasonics biedt een breed assortiment sonicatoren van het probe-type voor de efficiënte productie van liposomen, wat resulteert in een hoge insluitingsefficiëntie en een hoge laadcapaciteit van bioactieve moleculen.
Je kunt Hielscher sonicators gebruiken voor verschillende preparatieroutes van liposomen, zoals de hier beschreven omgekeerde-fase verdampingstechniek, de emulgatiemethode en de dunne-film methode.
Lees meer over ultrasone bereiding van liposomen via dunne-filmmethode!
Lees meer over ultrasoon bereide liposomen die inkapselen

• vitamine C
• DHA en EPA (visolie)
• allicine

Ontwerp, productie en advies – Kwaliteit Made in Germany

Hielscher ultrasone machines staan bekend om hun hoge kwaliteit en ontwerpnormen. Robuustheid en eenvoudige bediening zorgen voor een soepele integratie van onze ultrasoonapparatuur in industriële faciliteiten. Ruwe omstandigheden en veeleisende omgevingen worden gemakkelijk door Hielscher ultrasoontoestellen aangepakt.

Hielscher Ultrasonics is een ISO-gecertificeerd bedrijf en legt speciale nadruk op hoogwaardige ultrasone apparaten met state-of-the-art technologie en gebruiksvriendelijkheid. Uiteraard zijn de Hielscher ultrasoonapparaten CE-conform en voldoen ze aan de eisen van UL, CSA en RoHs.

De onderstaande tabel geeft een indicatie van de verwerkingscapaciteit van onze ultrasone machines: