Ultradźwiękowa produkcja liposomalnych kwasów tłuszczowych omega-3
Nanoliposomy są wysoce skutecznymi nośnikami leków stosowanymi w celu zwiększenia biodostępności związków bioaktywnych, takich jak kwasy tłuszczowe omega-2, witaminy i inne substancje. Ultradźwiękowa enkapsulacja związków bioaktywnych jest szybką i prostą techniką przygotowania nanoliposomów o wysokim obciążeniu lekiem. Enkapsulacja ultradźwiękowa w liposomach zwiększa stabilność i biodostępność związków.
Liposomalne kwasy tłuszczowe omega-3
Kwasy tłuszczowe omega-3, takie jak kwas eikozapentaenowy (EPA) i kwas dokozaheksaenowy (DHA), odgrywają istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu wielu ważnych reakcji biochemicznych w organizmie człowieka. EPA i DHA występują głównie w rybach zimnowodnych, wątrobie dorsza i rybach skorupiakach. Ponieważ nie każdy spożywa zalecane dwie porcje ryb tygodniowo, olej rybny jest często stosowany w postaci suplementów diety. Ponadto kwasy tłuszczowe omega-3, takie jak EPA i DHA, są stosowane jako środki terapeutyczne w leczeniu chorób układu krążenia i mózgu, a także w terapii nowotworów. W celu poprawy biodostępności i szybkości wchłaniania, ultradźwiękowe kapsułkowanie w liposomach jest szeroko i z powodzeniem stosowaną techniką.
Ultradźwiękowe kapsułkowanie kwasów tłuszczowych omega-3 w liposomach
Enkapsulacja ultradźwiękowa jest niezawodną techniką przygotowania do tworzenia liposomów o dużym obciążeniu substancjami czynnymi. Nanoemulsyfikacja ultradźwiękowa zakłóca dwuwarstwy fosfolipidowe i wprowadza energię w celu promowania montażu pęcherzyków amfifilowych o kulistym kształcie, znanych jako liposomy.
Ultradźwięki pozwalają kontrolować wielkość liposomów w procesie przygotowania ultradźwiękowego: Rozmiar liposomu zmniejsza się wraz ze wzrostem energii ultradźwięków. Mniejsze liposomy oferują wyższą biodostępność i mogą transportować cząsteczki kwasów tłuszczowych z wyższym wskaźnikiem sukcesu do miejsc docelowych, ponieważ mniejszy rozmiar ułatwia przepuszczalność przez błony komórkowe.
Liposomy są znane jako silne nośniki leków, które mogą być ładowane zarówno substancjami lipofilowymi, jak i hydrofilowymi ze względu na amfifilową strukturę ich dwuwarstw. Kolejną zaletą liposomów jest zdolność do chemicznej modyfikacji liposomów poprzez włączenie do formulacji polimerów związanych z lipidami, dzięki czemu poprawia się wchłanianie uwięzionych cząsteczek w docelowej tkance, a uwalnianie leku, a tym samym jego okres półtrwania, są wydłużone. Enkapsulacja liposomalna chroni również związki bioaktywne przed degradacją oksydacyjną, co jest ważnym czynnikiem w przypadku wielonienasyconych kwasów tłuszczowych, takich jak EPA i DHA, które są podatne na utlenianie.
Hadia et al. (2014) stwierdzili, że ultradźwiękowe kapsułkowanie DHA i EPA przy użyciu ultrasonografu typu sonda UP200S dały doskonałą skuteczność enkapsulacji (�) z 56,9 ± 5,2% dla DHA i 38,6 ± 1,8% dla EPA. � dla DHA i EPA liposomów znacznie wzrosła przy użyciu ultradźwięków (p wartość mniejsza niż 0,05; wartości istotne statystycznie).

Ultradźwiękowo przygotowane liposomy obciążone kwasami tłuszczowymi DHA i EPA.
badanie i zdjęcie: Hadian et al. 2014
Porównanie wydajności: Enkapsulacja ultradźwiękowa a wytłaczanie liposomów
Porównując enkapsulację typu sondy ultradźwiękowej z sonikacją kąpieli i techniką wytłaczania, lepsze tworzenie liposomów uzyskuje się przez sonikację sondy.
Hadia et al. (2014) porównali sonikację sondy (UP200S), sonikacja w kąpieli i wytłaczanie są technikami stosowanymi w celu przygotowania liposomów oleju rybnego omega-3. Liposomy przygotowane za pomocą sonikacji typu sondowego miały kulisty kształt i zachowywały wysoką integralność strukturalną. W badaniu stwierdzono, że sonikacja typu sondy wstępnie uformowanych liposomów ułatwia przygotowanie wysoko obciążonych liposomów DHA i EPA. Poprzez sonikację typu sondy, kwasy tłuszczowe omega-3 DHA i EPA zostały zamknięte w błonie nanoliposomalnej. Enkapsulacja sprawia, że kwasy tłuszczowe omega-3 są wysoce biodostępne i chronią je przed degradacją oksydacyjną.
Ważne czynniki wpływające na wysoką jakość liposomów
Po przygotowaniu liposomów, stabilizacja i przechowywanie preparatów liposomalnych odgrywają kluczową rolę w celu uzyskania długotrwałego, stabilnego i silnie działającego nośnika.
Krytyczne czynniki wpływające na stabilność liposomów obejmują wartość pH, temperaturę przechowywania i materiały, z których wykonane są pojemniki do przechowywania.
Dla gotowej formulacji wartość pH około 6,5 jest uważana za idealną, ponieważ przy pH 6,5 hydroliza lipidów jest zredukowana do najniższego poziomu.
Ponieważ liposomy mogą się utleniać i tracić swój ładunek substancji, zaleca się przechowywanie ich w temperaturze ok. 2-8°C. Załadowane liposomy nie mogą być poddawane zamrażaniu i rozmrażaniu, ponieważ stres związany z zamrażaniem i rozmrażaniem sprzyja wyciekowi zamkniętych związków bioaktywnych.
Pojemnik do przechowywania i jego zamknięcie powinny być starannie dobrane, ponieważ liposomy nie są kompatybilne z niektórymi tworzywami sztucznymi. Aby zapobiec degradacji liposomów, zawiesiny liposomów do wstrzykiwań powinny być przechowywane w szklanych ampułkach, a nie w zakorkowanych fiolkach do wstrzykiwań. Należy przetestować kompatybilność z elastomerowymi korkami fiolek iniekcyjnych. Aby uniknąć fotoutleniania kompozytów lipidowych, bardzo ważne jest przechowywanie w miejscu chronionym przed światłem, np. przy użyciu ciemnej szklanej butelki i przechowywanie w ciemnym miejscu. W przypadku preparatów liposomowych do infuzji należy zapewnić zgodność zawiesin liposomowych z rurkami dożylnymi (wykonanymi z syntetycznego plastiku). Kompatybilność przechowywania i materiałów powinna być określona na etykiecie preparatu liposomowego. [Kulkarni i Shaw, 2016].

Po utworzeniu filmu lipidowego, a następnie nawodnieniu, stosuje się sonikację w celu promowania uwięzienia składników aktywnych w liposomie. Dodatkowo, sonikacja osiąga pożądany rozmiar liposomu.
Wysokowydajne ultradźwięki do preparatów liposomalnych
Sonikatory Hielscher to niezawodne urządzenia stosowane w produkcji farmaceutycznej i suplementacyjnej do tworzenia wysokiej jakości liposomów zawierających kwasy tłuszczowe, witaminy, przeciwutleniacze, peptydy, polifenole i inne związki bioaktywne. Aby sprostać wymaganiom klientów, Hielscher dostarcza ultradźwięki z kompaktowego ręcznego homogenizatora laboratoryjnego i ultarsonicatorów stołowych do w pełni przemysłowych systemów ultradźwiękowych do produkcji dużych ilości preparatów liposomowych. Ultradźwiękowy preparat liposomowy może być prowadzony jako wsadowy lub ciągły proces inline. Szeroka gama ultradźwiękowych sonotrod (sond) i naczyń reaktora jest dostępna, aby zapewnić optymalną konfigurację do produkcji liposomów. Wytrzymałość sonikatorów Hielscher pozwala na pracę w trybie 24/7 przy dużym obciążeniu i w wymagających środowiskach.
Poniższa tabela przedstawia przybliżoną wydajność przetwarzania naszych ultradźwiękowców:
Wielkość partii | natężenie przepływu | Polecane urządzenia |
---|---|---|
1 do 500mL | 10-200mL/min | UP100H |
10 do 2000mL | 20-400mL/min | UP200Ht, UP400St |
0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
10-100L | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
b.d. | 10-100L/min | UIP16000 |
b.d. | większe | klaster UIP16000 |
Skontaktuj się z nami! / Zapytaj nas!

Wysokiej mocy homogenizatory ultradźwiękowe od laboratorium do pilot i Przemysł skala.
Literatura / Referencje
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach. Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Zahra Hadian (2016): A Review of Nanoliposomal Delivery System for Stabilization of Bioactive Omega-3 Fatty Acids. Electron Physician. 2016 Jan; 8(1): 1776–1785.
- Joanna Kopecka, Giuseppina Salzano, PharmDa, Ivana Campia, Sara Lusa, Dario Ghigo, Giuseppe De Rosa, Chiara Riganti (2013): Insights in the chemical components of liposomes responsible for P-glycoprotein inhibition. Nanomedicine: Nanotechnology, Biology, and Medicine 2013.
- Vitthal S. Kulkarni., Charles Shaw (2016): Formulating Creams, Gels, Lotions, and Suspensions. In: Essential Chemistry for Formulators of Semisolid and Liquid Dosages, 2016. 29-41.
Fakty, które warto znać
Czym są liposomy?
Liposom to kulisty pęcherzyk posiadający co najmniej jedną dwuwarstwę lipidową. Liposomy są znane jako doskonałe nośniki leków i są używane jako nośniki do podawania składników odżywczych, suplementów i leków farmaceutycznych do docelowej tkanki.
Liposomy są zwykle wytwarzane z fosfolipidów, zwłaszcza fosfatydylocholiny, ale mogą również zawierać inne lipidy, takie jak fosfatydyloetanoloamina jaja, o ile są one zgodne ze strukturą dwuwarstwy lipidowej.
Liposom składa się z wodnego rdzenia, który jest otoczony hydrofobową membraną w postaci dwuwarstwy lipidowej; hydrofilowe substancje rozpuszczone w rdzeniu są uwięzione i nie mogą łatwo przejść przez dwuwarstwę. Cząsteczki hydrofobowe mogą być przechowywane w dwuwarstwie. Liposom może być zatem wypełniony cząsteczkami hydrofobowymi i/lub hydrofilowymi. Aby dostarczyć cząsteczki do miejsca docelowego, dwuwarstwa lipidowa może łączyć się z innymi dwuwarstwami, takimi jak błona komórkowa, dostarczając w ten sposób substancje zamknięte w liposomie do komórek.
Ponieważ strumień krwi ssaków opiera się na wodzie, liposomy skutecznie transportują hydrofobową substancję przez organizm do docelowych komórek. Liposomy są zatem stosowane w celu zwiększenia biodostępności cząsteczek nierozpuszczalnych w wodzie (np. CBD, kurkuminy, cząsteczek leków).
Liposomy są z powodzeniem przygotowywane przez ultradźwiękową nano-emulsyfikację i enkapsulację.

Struktura liposomu: Wodny rdzeń i dwuwarstwa fosfolipidowa z hydrofilowymi głowami i hydrofobowymi/lipofilowymi ogonami.
kwasy tłuszczowe omega-3
Kwasy tłuszczowe omega-3 (ω-3) i omega-6 (ω-6) są wielonienasyconymi kwasami tłuszczowymi (PUFA) i przyczyniają się do wielu funkcji w organizmie człowieka. Szczególnie kwasy tłuszczowe omega-3 są znane ze swoich właściwości przeciwzapalnych i prozdrowotnych.
Kwas eikozapentaenowy lub EPA (20:5n-3) działa jako prekursor prostaglandyny-3 (która hamuje agregację płytek krwi), tromboksanu-3 i leukotrienu-5 eikozanoidów i odgrywa kluczową rolę dla zdrowia układu sercowo-naczyniowego i mózgu.
Kwas dokozaheksaenowy lub DHA (22:6n-3) jest głównym składnikiem strukturalnym ośrodkowego układu nerwowego ssaków. DHA jest najobficiej występującym kwasem tłuszczowym omega-3 w mózgu i siatkówce, a oba narządy, mózg i siatkówka, zależą od spożycia DHA w diecie w celu prawidłowego funkcjonowania. DHA wspiera szeroki zakres właściwości błon komórkowych i sygnalizacji komórkowej, szczególnie w istocie szarej mózgu, a także w zewnętrznych segmentach komórek fotoreceptorów siatkówki, które są bogate w błony.
Źródła kwasów tłuszczowych omega-3 w żywności
Niektóre ze źródeł ω-3 w żywności to ryby (np. ryby zimnowodne, takie jak łosoś, sardynki, makrela), olej z wątroby dorsza, skorupiaki, kawior, algi morskie, olej z wodorostów, siemię lniane, nasiona konopi, nasiona chia i orzechy włoskie.
Standardowa zachodnia dieta zazwyczaj zawiera duże ilości kwasów tłuszczowych omega-6 (ω-6), ponieważ pokarmy takie jak zboża, oleje z nasion roślin, drób i jaja są bogate w lipidy omega-6. Z drugiej strony, kwasy tłuszczowe omega-3 (ω-3), które znajdują się głównie w rybach zimnowodnych, są spożywane w znacznie mniejszych ilościach, przez co stosunek omega-3:omega-6 jest często całkowicie niezrównoważony.
Dlatego też stosowanie suplementów diety omega-3 jest często zalecane przez lekarzy i pracowników służby zdrowia.
niezbędne kwasy tłuszczowe
Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT) to kwasy tłuszczowe, które ludzie i zwierzęta muszą spożywać z pożywieniem, ponieważ organizm potrzebuje ich do prawidłowego funkcjonowania, ale nie może ich syntetyzować. Ogólnie rzecz biorąc, niezbędne kwasy tłuszczowe i ich pochodne mają kluczowe znaczenie dla mózgu i układu nerwowego, stanowiąc 15%-30% suchej masy mózgu. Niezbędne kwasy tłuszczowe dzielą się na nasycone, nienasycone i wielonienasycone kwasy tłuszczowe. Dla ludzi tylko dwa kwasy tłuszczowe są niezbędne, a mianowicie kwas alfa-linolenowy, który jest kwasem tłuszczowym omega-3, oraz kwas linolowy, który jest kwasem tłuszczowym omega-6. Istnieje kilka innych kwasów tłuszczowych, które można sklasyfikować jako “warunkowo niezbędny”kwas dokozaheksaenowy, który jest kwasem tłuszczowym omega-3, oraz kwas gamma-linolenowy, który jest kwasem tłuszczowym omega-6.