Liposomy wytwarzane metodą odparowywania w odwróconej fazie z wykorzystaniem sonikacji

Liposomy są wszechstronnymi nanonośnikami stosowanymi do dostarczania leków ze względu na ich biokompatybilność i zdolność do enkapsulacji zarówno hydrofilowych, jak i hydrofobowych leków. Metoda odparowania w odwróconej fazie (znana również jako metoda emulsyfikacji lub metoda odparowania rozpuszczalnika) jest znaną techniką przygotowania liposomów, oferującą wysoką wydajność enkapsulacji. Niniejszy artykuł koncentruje się na przygotowaniu liposomów za pomocą metody odparowania w odwróconej fazie, wzmocnionej sonikacją typu sondy, podkreślając etapy procedury, korzyści i potencjalne zastosowania w systemach dostarczania leków.

Liposomy to struktury pęcherzykowe składające się z jednej lub więcej dwuwarstw lipidowych, zdolne do enkapsulacji związków hydrofilowych i hydrofobowych. Ich unikalna struktura czyni je idealnymi do ukierunkowanego dostarczania leków. Metoda odparowywania w odwróconej fazie (zwana również emulgowaniem lub metodą odparowywania rozpuszczalnika) jest dobrze ugruntowaną techniką przygotowania liposomów. W poniższych akapitach przedstawiamy korzyści płynące z metody odparowywania w odwróconej fazie z wykorzystaniem sonikacji typu sondowego, o której wiadomo, że poprawia emulgowanie, skuteczność enkapsulacji i redukcję wielkości liposomów.

Metodologia przygotowywania liposomów metodą odparowywania w fazie odwróconej

Tworzenie liposomów metodą odwrotnego odparowania przy użyciu sonikacji polega na rozpuszczeniu lipidów w mieszaninie rozpuszczalników organicznych chloroformu i metanolu (2:1 v/v), co sprzyja tworzeniu odwróconych miceli. Następnie do tej mieszaniny dodaje się bufor wodny. Połączony roztwór poddaje się sonikacji, na przykład za pomocą sonikatora, takiego jak UP400ST, w celu utworzenia mikroemulsji typu woda w oleju. Rozpuszczalnik organiczny jest następnie odparowywany za pomocą wyparki obrotowej, w wyniku czego powstaje lepki żel, który ostatecznie zapada się, tworząc liposomy. Duży wodny rdzeń pęcherzyków mikroemulsji sprzyja uwięzieniu cząsteczek hydrofilowych, prowadząc do powstania żeli liposomalnych, które wykazują kontrolowane uwalnianie i dobry profil przenikania. Na koniec liposomy są zmniejszane do jednolitego rozmiaru za pomocą sonikatora.

Tworzenie liposomów metodą odwrotnego odparowywania z wykorzystaniem sonikacji

Protokół / instrukcje krok po kroku:

1. Ważenie i rozpuszczanie lipidów:
   Dokładnie zważyć łącznie 40 mg L-α-fosfatydylocholiny i cholesterolu w stosunku masowym 4:1 lub 7:3.
   Rozpuścić odważone lipidy w 10 ml mieszaniny chloroformu i metanolu (4:1 v/v) w kolbie okrągłodennej.
2. Tworzy film lipidowy:
   Podłączyć kolbę okrągłodenną do wyparki obrotowej.
   Obracać kolbę z prędkością 8 x g w temperaturze 40°C w warunkach próżni, aż na ściankach kolby utworzy się cienki film lipidowy.
3. Usuwanie oparów rozpuszczalników:
   Usunąć pozostałe opary mieszaniny rozpuszczalników, przepłukując kolbę azotem.
4. Rozpuścić warstwę lipidową:
   Ponownie rozpuścić warstwę lipidową w 10 ml eteru dietylowego w celu utworzenia pęcherzyków z odwróconą fazą.
5. Przygotować fazę wodną:
   Zmieszać 5 ml buforu PBS (0,1 M, pH 7,4) zawierającego substancję czynną do enkapsulacji i 20 mg Tween 80 z fazą organiczną (eter dietylowy z rozpuszczonymi lipidami).
6. Sonikacja emulsji:
   Umieścić emulsję w/o w łaźni lodowej.
   Poddać emulsję sonikacji przy użyciu sonikatora UP200Ht o częstotliwości 26 kHz i 50% trybie impulsowym (0,5 cyklu = 30 s ON / 30 s OFF) i 50% amplitudzie przez 1 minutę.
7. Odparować, aby utworzyć żel:
   Umieścić zsynchronizowaną emulsję z powrotem w wyparce obrotowej.
   Odparować pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze 40°C do uzyskania żelu.
8. Tworzy liposomy:
   Następnie odparować żel, rozbijając go na półprzezroczystą ciecz, co wskazuje na tworzenie się liposomów.
9. Końcowa zawiesina liposomowa:
   Dodać kolejne 5 ml buforu PBS (0,1 M, pH 7,4) do zawiesiny liposomów.
   Delikatnie worteksuj mieszaninę.
   Usunąć pozostałe opary eteru dietylowego za pomocą azotu.
10. Przechowywanie:
    Przechowywać końcową zawiesinę liposomów w temperaturze 4°C w lodówce do czasu, aż będzie potrzebna.

Instrukcje te przedstawiają krok po kroku proces przygotowania liposomów przy użyciu metody odparowywania w odwróconej fazie z homogenizacją ultradźwiękową, zapewniając wysokie wewnętrzne obciążenie wodne i skuteczną enkapsulację składnika aktywnego.
Metoda odparowywania w odwróconej fazie, w szczególności przy użyciu sonikacji typu sondy, jest szeroko stosowaną techniką przygotowania liposomów, zwłaszcza gdy dąży się do wysokiego wewnętrznego obciążenia wodnego. Metoda ta jest korzystna w porównaniu z tradycyjną metodą nawilżania cienkowarstwowego ze względu na możliwość włączenia większej ilości fazy wodnej do liposomów.

Zalety sonikacji typu sonda do tworzenia liposomów

• Zwiększona jednorodność: Sonikacja typu sondowego zapewnia stały dopływ energii, co skutkuje bardziej jednolitym rozkładem wielkości liposomów.
• Ulepszona enkapsulacja: Siły mechaniczne podczas sonikacji zwiększają enkapsulację leku, szczególnie w przypadku związków hydrofilowych.
• Skalowalność: Metody te są łatwo skalowalne, dzięki czemu nadają się do produkcji liposomów na dużą skalę.

Zastosowania liposomów w dostarczaniu leków

Liposomy przygotowane metodami emulsyfikacji i odparowywania rozpuszczalnika z sonikacją typu sondowego nadają się do różnych zastosowań związanych z dostarczaniem leków, w tym:

1. Ukierunkowane dostarczanie leków: Funkcjonalizacja liposomów specyficznymi ligandami pozwala na ukierunkowane dostarczanie do określonych tkanek lub komórek.
2. Kontrolowane uwalnianie: Dwuwarstwowa struktura lipidowa umożliwia kontrolowane uwalnianie leku, zwiększając skuteczność terapeutyczną.
3. Wszechstronność: Metody te obejmują szeroki zakres środków terapeutycznych, od małych cząsteczek po większe biomolekuły, takie jak białka i kwasy nukleinowe.

Metoda odparowania w odwróconej fazie jest szczególnie znana z wyższego wewnętrznego obciążenia wodnego w porównaniu z metodą hydratacji cienkowarstwowej. Cecha ta jest korzystna w przypadku zastosowań wymagających znacznej enkapsulacji leków hydrofilowych lub innych środków terapeutycznych.
Metoda odparowywania w odwróconej fazie z wykorzystaniem sonikacji jest solidną i wydajną techniką przygotowania liposomów. Jego zdolność do osiągnięcia wyższego wewnętrznego obciążenia wodnego sprawia, że jest to preferowana metoda w zastosowaniach farmaceutycznych, w których kluczowe znaczenie ma maksymalizacja enkapsulacji substancji hydrofilowych. Staranna kontrola odparowania rozpuszczalnika i zastosowanie sonikacji są kluczem do sukcesu tej metody, prowadząc do produkcji wysokiej jakości liposomów odpowiednich do różnych celów terapeutycznych.

Znajdź sonikator odpowiedni do produkcji liposomów

Hielscher Ultrasonics oferuje szeroką gamę sonikatorów sondowych do wydajnej produkcji liposomów, co skutkuje wysoką wydajnością uwięzienia i wysoką zdolnością ładowania bioaktywnych cząsteczek.
Sonikatorów Hielschera można używać do różnych metod przygotowywania liposomów, takich jak opisana tutaj technika odparowywania w fazie odwróconej, metoda emulgowania i metoda cienkowarstwowa.
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowym przygotowywaniu liposomów metodą cienkowarstwową!
Przeczytaj więcej o ultradźwiękowo przygotowanych liposomach enkapsulujących

• witamina C
• DHA i EPA (olej rybny)
• allicyna

Projektowanie, produkcja i doradztwo – Jakość Made in Germany

Ultradźwięki Hielscher są dobrze znane z najwyższej jakości i standardów projektowych. Solidność i łatwa obsługa pozwalają na płynną integrację naszych ultradźwiękowców z obiektami przemysłowymi. Trudne warunki i wymagające środowiska są łatwo obsługiwane przez ultradźwięki Hielscher.

Hielscher Ultrasonics jest firmą posiadającą certyfikat ISO i kładzie szczególny nacisk na wysokowydajne ultradźwięki z najnowocześniejszą technologią i łatwością obsługi. Oczywiście ultradźwięki Hielscher są zgodne z CE i spełniają wymagania UL, CSA i RoHs.

Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców: