Liposomalne bioaktywne molekuły zamknięte w kapsułkach z ultradźwiękami

Ultrasonizacja jest dobrze znana jako wysoce skuteczna w przygotowywaniu preparatów liposomalnych. Typowe preparaty liposomowe zawierają witaminę C, CBD, kurkuminę, kwercytynę, astaksantynę, peptydy i wiele innych bioaktywnych związków za pomocą ultrasonizacji. Ultradźwiękowa enkapsulacja liposomów jest prostą, szybką i skuteczną techniką, która pozwala na wytworzenie stabilnych, wysoko obciążonych pęcherzyków. Składniki odżywcze poddane enkapsulacji ultradźwiękowej odznaczają się doskonałą biodostępnością.

Czym są Liposomy i jakie są ich zalety?

Liposomy to pęcherzyki składające się z wodnego rdzenia zamkniętego w jednej lub kilku dwuwarstwowych fosfolipidach. Ponieważ liposomy mają rdzeń wodny otoczony warstwą lipidową i hydrofilną powłokę zewnętrzną, są one rozpuszczalne w wodzie i mogą transportować związki rozpuszczalne w wodzie i tłuszczach w odpowiednich przedziałach pęcherzyka. Dzięki temu liposomy są bardzo skutecznym systemem transportu aktywnych terapeutycznie molekuł. Liposomy powstają w wyniku rozbijania błon biologicznych, proces ten jest wspierany i wzmacniany przez ultrasonizację. Liposomy najczęściej składają się z fosfolipidów, zwłaszcza fosfatydylocholiny, ale mogą zawierać również inne lipidy, takie jak fosfatydyloetanoloamina jaja, o ile są one kompatybilne ze strukturą dwuwarstwową lipidów. Liposomy tworzą się samoistnie, gdy fosfolipidy są uwodnione. W pierwszym etapie – faza nawadniania – Sonikację stosuje się do nanoemulsyfikacji lipidów i fazy wodnej w celu wspomagania tworzenia się wysoko obciążonych pęcherzyków wielopęcherzykowych (MLV). Następnie, w razie potrzeby, można zastosować sonizację w celu zmniejszenia rozmiaru liposomu. Aby uzyskać mniejszy rozmiar pęcherzyków, stosuje się sonizację w celu rozproszenia i zredukowania wielkości liposomu do pęcherzyków jednokomórkowych jednokomórkowych (LUVs) lub małych pęcherzyków jednokomórkowych (SUVs).
Ultradźwiękowa technika tworzenia liposomów i redukcji ich rozmiarów jest niezawodna, szybka, skuteczna, łatwa i bezpieczna. Produkowane liposomy wykazują wysokie obciążenie substancjami bioaktywnymi, wysoką stabilność i doskonałą biodostępność.

Dlaczego kąpiele czyszczące ultradźwiękami nie są w stanie wytworzyć wysokiej jakości liposomów?

Produkcja liposomów wymaga urządzenia ultradźwiękowego, które może dostarczyć wystarczającą ilość energii, aby stworzyć jednorodne, nano-wymiarowe cząsteczki. Liposomy wyprodukowane domowym sposobem przy użyciu ultradźwiękowego środka do czyszczenia biżuterii są zazwyczaj nieefektywne, ponieważ przygotowane liposomy nie wykazują potrzebnych nanocząsteczek, ani nie zawierają bioaktywnych składników odżywczych w efektywny i długotrwały sposób. W celu przygotowania wysokiej jakości liposomów, preferowaną technologią jest sonda ultradźwiękowa, ponieważ sonda (sonotroda) może przenosić do medium intensywną energię akustyczną potrzebną do utworzenia wysoce obciążonych, skutecznych liposomów. Ogólnie rzecz biorąc, liposomy produkowane za pomocą sondy ultradźwiękowej mają rozkład wielkości cząstek rzędu 100-500nm, co jest optymalne dla dużych obciążeń i doskonałej biodostępności.
Zastosowanie ultradźwiękowego reaktora komórek przepływowych pozwala na przygotowanie liposomów w środowisku beztlenowym, aby zapobiec degradacji oksydacyjnej.
Ultrasonografy typu sonda dostarczają potrzebnej energii do produkcji liposomów, które są:

Liposomalne molekuły zamknięte w kapsułkach z ultradźwiękami

Poniższa lista wskazuje, które substancje zostały już pomyślnie zamknięte w formułach liposomowych przy użyciu drogi preparatu ultradźwiękowego.

• przeciwutleniacze takie jak glutation, witamina C, metylowane witaminy z grupy B, resweratrol, CoQ10 itp.
• fenoliki: flawonoidy takie jak fisetyna, kwercytyna, oligomeryczne proantocyjanidyny (OPC); saponiny takie jak astralgalozyd; alkaloidy
• minerały takie jak chelaty magnezu (np. treonian magnezu, orotan magnezu), cynk, miedź itp.
• terpeny takie jak astaksantyna, limonen, pinen, humulen, linalool, beta-kariofilen, fitol, geraniol, terpinolen itd.
• lipidy takie jak kwasy tłuszczowe omega-3 EPA i DHA; dipalmitoilofosfatydylocholina (DPPC) itp.
• aminokwasy takie jak kreatyna, glicyna, 5-HTP (5-hydroksytryptofan), fenyloalanina, L-teanina, GABA (kwas gamma-aminomasłowy), tauryna, N-acetylocysteina (NAC), L-tyrozyna itp.
• peptydy, np. oksytocyna, peptydy kolagenowe itp.
• polisacharydy, takie jak kwas hialuronowy, polisacharydy grzybowe itp.
• kannabinoidy takie jak CBD, CBG, THC
• nootropy, leki inteligentne i wzmacniacze poznawcze, które mogą zawierać substancje wymienione powyżej, jak również inne molekuły

Nano-wzmocniony liposomalny skład bioaktywnych molekuł oferuje wyższą szybkość wchłaniania, lepszą biodostępność i może umożliwić substancjom przekraczanie bariery mózgowej krwi.
Alternatywne systemy podawania leków na bazie lipidów to nanoemulsje i koloidalne nośniki lipidowe, takie jak stałe nanocząsteczki lipidowe (SLN) oraz nanostrukturalne nośniki lipidowe (NLC). Wszystkie z nich, nano-emulsje, SLN i NLC mogą być niezawodnie formowane i ładowane pod soniką.

Czynniki wpływające na jakość liposomu

Liposome quality is determined by uniformity in particle size and lamellarity, entrapment efficiency (%EE) / encapsulation load, and stability. Preparation method, processing conditions, raw materials, and storage are important factors that contribute to the quality and thereby potency of liposomal formulations. The SEM image left shows the ultrasonically prepared liposomes loaded with DHA and EPA fatty acids using a Hielscher ultrasonicator UP200S (Studium i obraz: Hadian et al. 2014).
Ultradźwiękowe przygotowanie liposomów jest niezawodną techniką, która daje małą, jednolitą wielkość cząsteczek liposomowych przy dużym obciążeniu bioaktywnymi cząsteczkami. Parametry procesu ultradźwiękowego (taka amplituda, energia całkowita, czas, pulsacja, temperatura, ciśnienie) są dokładnie regulowane. Jako nietermiczna technika przetwarzania, robocza zasada działania sonifikacji opiera się na czysto mechanicznym ścinaniu. Wzrost temperatury w cieczy sonikowanej należy tłumaczyć drugim prawem termodynamiki, które mówi, że każda przyłożona energia jest ostatecznie zamieniana na ciepło. Aby utrzymać stabilną niską temperaturę liposomalnego medium, firma Hielscher Ultrasonics dostarcza zaawansowane rozwiązania chłodnicze, takie jak łaźnie lodowe oraz reaktory i komory przepływowe z płaszczami chłodzącymi. Wyniki produkcji liposomów ultradźwiękowych są powtarzalne, co jest ważne dla znormalizowanego procesu i stałej wysokiej jakości produktu.
Wysokiej jakości fosfolipidy o wysokiej zawartości fosfatydylocholiny i fosfatydyloetanoloaminy zapewniają stabilną skorupę liposomową, która zapobiega wyciekom składników odżywczych. Silna skorupa fosfolipidowa chroni również zamknięte składniki odżywcze przed degradacją oksydacyjną i termiczną. W związku z tym niezbędny jest zrównoważony stosunek fosofolipidów do fazy wodnej w stosunku do zamkniętych składników odżywczych (bioaktywnych cząsteczek).

Wysokowydajne ultrasonografy do produkcji liposomów

Systemy firmy Hielscher Ultrasonics to niezawodne urządzenia stosowane w produkcji farmaceutyków i suplementów do tworzenia wysokiej jakości liposomów obciążonych witaminami, antyoksydantami, flawonoidami, peptydami, polifenolami i innymi bioaktywnymi związkami/składnikami odżywczymi. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom klientów, firma Hielscher dostarcza ultrasonografy od kompaktowych ręcznych homogenizatorów laboratoryjnych i stacjonarnych ultrasonografów do w pełni przemysłowych systemów ultradźwiękowych do produkcji dużych ilości receptur liposomów. Ultradźwiękowe preparaty liposomowe mogą być prowadzone w trybie wsadowym lub w trybie ciągłym w linii produkcyjnej przy użyciu reaktora przepływowego z ultradźwiękiem. Dostępny jest szeroki zakres ultradźwiękowych sonotrod (sond) i naczyń reaktora, aby zapewnić optymalne ustawienie dla produkcji liposomów. Wytrzymałość urządzeń ultradźwiękowych firmy Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w wymagających środowiskach.
Precyzyjna kontrola nad wszystkimi ważnymi parametrami procesu, takimi jak amplituda, ciśnienie, temperatura i czas emisji dźwięku, sprawia, że proces ultradźwiękowy jest niezawodny i powtarzalny. Firma Hielscher Ultrasonics wie, jak ważna jest stała, wysoka jakość produktów i wspiera producentów suplementów i leków w realizacji standaryzacji procesów i GMP (Good Manufacturing Practices) poprzez inteligentne oprogramowanie i automatyczną rejestrację danych. Nasze cyfrowe homogenizatory ultradźwiękowe automatycznie zapisują wszystkie parametry procesów ultradźwiękowych na wbudowanej karcie SD. Cyfrowe wyświetlacze dotykowe i pilot zdalnego sterowania z przeglądarki pozwalają na ciągłe monitorowanie procesu i umożliwiają dokładne dostosowanie parametrów procesu w razie potrzeby. Ułatwia to znacznie monitorowanie procesu i kontrolę jakości.
Poniższa tabela daje wskazanie przybliżonej mocy przerobowych naszych ultrasonicators: