Moléculas bioativas encapsuladas lipossomais com ultrassom

A ultrassonografia é bem conhecida por ser altamente eficiente na preparação de formulações lipossomais. As formulações típicas de lipossomas encapsulam vitamina C, CBD, curcumina, quercitina, astaxantina, peptídeos e outros compostos bioativos usando ultrassom. O encapsulamento ultrassônico de lipossomas é uma técnica simples, rápida e eficaz que permite produzir vesículas estáveis e altamente carregadas. Os nutrientes encapsulados por ultrassom se destacam com biodisponibilidade superior.

O que são lipossomas e quais são seus benefícios?

Os lipossomas são vesículas que consistem em um núcleo aquoso envolto em uma ou mais bicamadas fosfolipídicas. Como os lipossomas têm um núcleo aquoso cercado por uma camada lipídica e uma camada externa hidrofílica, os lipossomas são solúveis em água e podem transportar compostos solúveis em água e lipossolúveis nos respectivos compartimentos da vesícula. Isso torna os lipossomas um sistema de entrega altamente eficaz para moléculas terapeuticamente ativas. Os lipossomas são formados pela ruptura das membranas biológicas, um processo que é promovido e intensificado pela ultrassonização. Os lipossomas são mais frequentemente compostos de fosfolipídios, especialmente fosfatidilcolina, mas também podem incluir outros lipídios, como a fosfatidiletanolamina do ovo, desde que sejam compatíveis com a estrutura da bicamada lipídica. Os lipossomas se formam espontaneamente quando os fosfolipídios são hidratados. Na primeira etapa – A fase de hidratação – a sonicação é usada para nanoemulsionar os lipídios e a fase aquosa, a fim de promover a formação de vesículas multilamelares (MLVs) altamente carregadas. Posteriormente, a sonificação pode ser usada para reduzir o tamanho do lipossomo, se necessário. Para obter um tamanho de vesícula menor, a sonicação é aplicada para dispersar e reduzir o tamanho do lipossomo para grandes vesículas unilamelares monodispersas (LUVs) ou pequenas vesículas unilamelares (SUVs).
A técnica ultrassônica de formação de lipossomas e redução do tamanho lipossomal é confiável, rápida, eficiente, fácil e segura. Os lipossomas produzidos apresentam alta carga de substâncias bioativas, alta estabilidade e biodisponibilidade superior.

Por que os banhos de limpeza ultrassônica não são capazes de produzir lipossomas de alta qualidade?

A produção de lipossomas requer um dispositivo ultrassônico que possa fornecer energia suficiente para criar partículas uniformes e nanométricas. Os lipossomas caseiros que usam um limpador de joias ultrassônico geralmente são ineficazes, pois os lipossomas preparados não exibem o tamanho nanométrico necessário nem encapsulam os nutrientes bioativos de maneira eficaz e estável a longo prazo. Para preparar lipossomas de alta qualidade, um ultrassônico do tipo sonda é a tecnologia preferida, pois a sonda (sonotrodo) pode transmitir a intensa energia acústica necessária para a formação de lipossomas eficazes altamente carregados para o meio. Em geral, os lipossomas produzidos com uma sonda ultrassônica têm uma distribuição de tamanho de partícula de 100-500 nm, o que é ideal para altas cargas e biodisponibilidade superior.
O uso de um reator de célula de fluxo ultrassônico permite preparar os lipossomas em um ambiente livre de oxigênio para evitar a degradação oxidativa.
Os ultrassônicos do tipo sonda fornecem a energia necessária para produzir lipossomas que são:

Após a formação de um filme lipídico, a reidratação subsequente é usada para promover o aprisionamento de ingredientes ativos no lipossoma. Além disso, a sonicação atinge o tamanho desejado do lipossomo.

Moléculas Encapsuladas Lipossomais com Ultrassom

A lista abaixo fornece uma indicação de quais substâncias já foram encapsuladas com sucesso em formulações de lipossomas usando a rota de preparação ultrassônica.

• antioxidantes como glutationa, vitamina C, vitaminas B metiladas, resveratrol, CoQ10 etc.
• fenólicos: flavonóides como fisetina, quercitina, proantocianidinas oligoméricas (OPC); saponinas como astralgaloside; Alcalóides
• minerais como quelatos de magnésio (por exemplo, treonato de magnésio, orotato de magnésio), zinco, cobre, etc.
• terpenos como astaxantina, limoneno, pineno, humuleno, linalol, beta-cariofileno, fitol, geraniol, terpinoleno etc.
• lipídios como os ácidos graxos ômega-3 EPA e DHA; dipalmitoil-fosfatidilcolina (DPPC) etc.
• aminoácidos como creatina, glicina, 5-HTP (5-hidroxitriptofano), fenilalanina, L-teanina, GABA (ácido gama-aminobutírico), taurina, N-acetilcisteína (NAC), L-tirosina, etc.
• peptídeos, por exemplo, ocitocina, peptídeos de colágeno, etc.
• polissacarídeos, como ácido hialurônico, polissacarídeos de cogumelos, etc.
• canabinóides como CBD, CBG, THC
• nootrópicos, drogas inteligentes e intensificadores cognitivos, que podem incluir substâncias mencionadas acima, bem como outras moléculas

A formulação lipossomal nano-aprimorada de moléculas bioativas oferece uma taxa de absorção mais alta, biodisponibilidade superior e pode permitir que as substâncias atravessem a barreira hematoencefálica.
Os sistemas alternativos de administração de medicamentos à base de lipídios são nanoemulsões e transportadores coloidais à base de lipídios, como nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) e transportadores lipídicos nanoestruturados (NLC). Todos eles, nanoemulsões, SLNs e NLCs podem ser formados e carregados de forma confiável sob sonicação.
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Fatores que influenciam a qualidade do lipossoma

A qualidade do lipossoma é determinada pela uniformidade no tamanho e lamelaridade das partículas, eficiência de aprisionamento (�) / carga de encapsulamento e estabilidade. O método de preparação, as condições de processamento, as matérias-primas e o armazenamento são fatores importantes que contribuem para a qualidade e, portanto, a potência das formulações lipossomais. A imagem SEM à esquerda mostra os lipossomas preparados por ultrassom carregados com ácidos graxos DHA e EPA usando um ultrassônico Hielscher UP200S (estudo e imagem: Hadian et al. 2014).
A preparação ultrassônica de lipossomas é uma técnica confiável, que fornece um tamanho de partícula lipossomal pequeno e uniforme com uma alta carga de moléculas bioativas. Os parâmetros do processo ultrassônico (como amplitude, energia total, tempo, pulsação, temperatura, pressão) são exatamente ajustáveis. Como uma técnica de processamento não térmico, o princípio de funcionamento da sonificação é baseado em cisalhamento puramente mecânico. O aumento da temperatura no líquido sonicado deve ser explicado pela segunda lei da termodinâmica, que afirma que qualquer energia aplicada finalmente é convertida em calor. Para manter uma baixa temperatura estável do meio lipossomal, a Hielscher Ultrasonics fornece soluções sofisticadas de resfriamento, como banhos de gelo, reatores e células de fluxo com camisas de resfriamento. Os resultados da produção de lipossomas ultrassônicos são reprodutíveis, o que é importante para um processo padronizado e uma qualidade de produto continuamente alta.
Os fosfolipídios de alta qualidade com uma alta porcentagem de fosfatidilcolina e fosfatidiletanolamina fornecem uma casca de lipossomas estável que evita o vazamento de nutrientes. Uma forte casca de fosfolipídios também protege os nutrientes encapsulados contra a degradação oxidativa e térmica. Portanto, uma proporção equilibrada de fosofofípidos para a fase aquosa para nutrientes encapsulados (moléculas bioativas) é essencial.

Ultrassônicos de alto desempenho para produção de lipossomas

Os sistemas Hielscher Ultrasonics são máquinas confiáveis usadas na produção farmacêutica e de suplementos para formular lipossomas de alta qualidade carregados com vitaminas, antioxidantes, flavonóides, peptídeos, polifenóis e outros compostos / nutrientes bioativos. Para atender às demandas de seus clientes, a Hielscher fornece ultrassônicos desde o homogeneizador de laboratório portátil compacto e ultrassônicos de bancada até sistemas ultrassônicos totalmente industriais para a produção de grandes volumes de formulações lipossomais. A formulação ultrassônica de lipossomas pode ser executada como lote ou como processo contínuo em linha usando um reator ultrassônico de fluxo. Uma ampla gama de sonotrodos ultrassônicos (sondas) e vasos de reatores estão disponíveis para garantir uma configuração ideal para sua produção de lipossomas. A robustez do equipamento ultrassônico da Hielscher permite operação 24 horas por dia, 7 dias por semana, em ambientes pesados e exigentes.
O controle preciso sobre todos os parâmetros importantes do processo, como amplitude, pressão, temperatura e tempo de sonicação, torna o processo ultrassônico confiável e reprodutível. A Hielscher Ultrasonics sabe da importância da alta qualidade contínua do produto e apoia os fabricantes de suplementos e terapêuticas a implementar a padronização de processos e GMP (Boas Práticas de Fabricação) por software inteligente e registro automático de dados. Nossos homogeneizadores ultrassônicos digitais registram automaticamente todos os parâmetros do processo ultrassônico em um cartão SD integrado. Os monitores digitais sensíveis ao toque e o controle remoto do navegador permitem o monitoramento contínuo do processo e permitem ajustar os parâmetros do processo com precisão sempre que necessário. Isso facilita significativamente o monitoramento do processo e o controle de qualidade.
A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos: