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Lipossomas via método de evaporação de fase reversa usando sonicação

Os lipossomas são nanocarreadores versáteis usados na administração de medicamentos devido à sua biocompatibilidade e capacidade de encapsular medicamentos hidrofílicos e hidrofóbicos. O método de evaporação de fase reversa (também conhecido como método de emulsificação ou método de evaporação de solvente) é uma técnica proeminente para a preparação de lipossomas, oferecendo alta eficiência de encapsulamento. Este artigo enfoca a preparação de lipossomas por meio do método de evaporação de fase reversa aprimorado por sonicação do tipo sonda, destacando as etapas processuais, benefícios e possíveis aplicações em sistemas de administração de medicamentos.

As sondas ultrassônicas usam as forças da cavitação acústica para encapsular compostos bioativos em nanolipossomas. Os lipossomas são estruturas vesiculares constituídas por uma ou mais bicamadas lipídicas, capazes de encapsular compostos hidrofílicos e hidrofóbicos. Sua estrutura única os torna ideais para a administração direcionada de medicamentos. O método de evaporação de fase reversa (também conhecido como emulsificação ou método de evaporação por solvente) é uma técnica bem estabelecida para a preparação de lipossomas. Nos parágrafos a seguir, apresentamos os benefícios do método de evaporação de fase reversa usando sonicação do tipo sonda, que é conhecido por melhorar a emulsificação, a eficiência do encapsulamento e a redução do tamanho lipossomal.

O sonicador tipo sonda UP400St opera a 24kHz e pode fornecer 400 watts de potência de ultrassom

Sonicador tipo sonda UP400St para preparação de lipossomas

Metodologia de Preparação de Lipossomas via Método de Evaporação de Fase Reversa

A formação de lipossomas pelo método de evaporação reversa usando sonicação envolve a dissolução de lipídios em uma mistura de solvente orgânico de clorofórmio e metanol (2:1 v/v), o que favorece a formação de micelas invertidas. Um tampão aquoso é então adicionado a esta mistura. A solução combinada é sonicada, por exemplo, usando um sonicador do tipo sonda como o UP400ST, para criar uma microemulsão de água em óleo. O solvente orgânico é então evaporado usando um evaporador rotativo, resultando em um gel viscoso que eventualmente colapsa para formar lipossomas. O grande núcleo aquoso das bolhas de microemulsão promove o aprisionamento de moléculas hidrofílicas, levando a géis lipossomais que exibem liberação controlada e um bom perfil de permeação. Finalmente, os lipossomas são reduzidos a um tamanho uniforme usando o sonicador.

A sonicação é uma etapa essencial durante a formulação de lipossomas por meio do método de evaporação de fase reversa. A Hielscher Ultrasonics fabrica e fornece os melhores sonicadores para a produção de lipossomas.

Formação de lipossomas via método de evaporação reversa usando sonicação

Protocolo / Instruções passo a passo:

  1. Pesar e dissolver lipídios:
    Pesar com precisão um total de 40 mg de L-α-fosfatidilcolina e colesterol em uma proporção de massa de 4:1 ou 7:3.
    Dissolver os lípidos pesados em 10 ml de uma mistura de clorofórmio/metanol (4:1 v/v) num balão de fundo redondo.
  2. Forma de filme lipídico:
    Encaixar o balão de fundo redondo a um evaporador rotativo.
    Girar o balão a 8 x g a 40 °C em condições de vácuo até formar uma fina película lipídica nas paredes do frasco.
  3. Remova os vapores do solvente:
    Evacuar os fumos remanescentes da mistura de solventes lavando o balão com gás azoto.
  4. Redissolver o filme lipídico:
    Dissolva novamente o filme lipídico em 10 mL de éter dietílico para formar vesículas de fase reversa.
  5. Prepare a fase aquosa:
    Misture 5 mL de tampão PBS (0,1 M, pH 7,4) contendo o ingrediente ativo para encapsulamento e 20 mg de Tween 80 com a fase orgânica (éter dietílico com lipídios dissolvidos).
  6. Sonicar a emulsão:
    Coloque a emulsão sem emulsão em um banho de gelo.
    Sonicar a emulsão usando um sonicador tipo sonda UP200Ht a 26 kHz e 50% do modo de pulso (0,5 ciclos = 30 seg ON / 30 seg OFF) e 50% de amplitude por 1 minuto.
  7. Evaporar para formar gel:
    Retorne a emulsão sonicada ao evaporador rotativo.
    Evaporar sob pressão atmosférica a 40°C até obter um gel.
  8. Forma de lipossomas:
    Evaporar ainda mais o gel, quebrando-o em um líquido semitransparente, indicando a formação de lipossomas.
  9. Suspensão final do lipossomo:
    Adicione mais 5 mL de tampão PBS (0,1 M, pH 7,4) à suspensão de lipossomas.
    Agite suavemente a mistura.
    Evacuar os fumos remanescentes de éter dietílico com gás azoto.
  10. Armazenamento:
    Conservar a suspensão final de lipossomas a 4°C no frigorífico até ser necessário.

 

Estas instruções descrevem o processo passo a passo para a preparação de lipossomas usando o método de evaporação de fase reversa com homogeneização ultrassônica, garantindo alta carga aquosa interna e encapsulamento eficiente do ingrediente ativo.
O método de evaporação de fase reversa, particularmente usando sonicação do tipo sonda, é uma técnica amplamente adotada para a preparação de lipossomas, especialmente quando se visa alta carga aquosa interna. Este método é vantajoso em relação ao método tradicional de hidratação por filme fino devido à sua capacidade de incorporar uma maior quantidade de fase aquosa dentro dos lipossomas.

Sonicador industrial para produção de lipossomas em larga escala

Sonicador industrial UIP2000hdT para produção de lipossomas em larga escala

Pedido de Informação







Vantagens da sonicação tipo sonda para formação de lipossomas

  • Homogeneidade aprimorada: A sonicação do tipo sonda fornece entrada de energia consistente, resultando em uma distribuição de tamanho mais uniforme dos lipossomas.
  • Encapsulamento aprimorado: As forças mecânicas durante a sonicação aumentam o encapsulamento de medicamentos, particularmente para compostos hidrofílicos.
  • Escalabilidade: Os métodos são facilmente escaláveis, tornando-os adequados para a produção de lipossomas em larga escala.

Aplicações de lipossomas na administração de medicamentos

Os lipossomas preparados por meio dos métodos de emulsificação e evaporação de solvente com sonicação do tipo sonda são adequados para várias aplicações de administração de medicamentos, incluindo:

  1. Entrega de medicamentos direcionados: A funcionalização de lipossomas com ligantes específicos permite a entrega direcionada a tecidos ou células específicos.
  2. Liberação controlada: A estrutura da bicamada lipídica permite a liberação controlada do fármaco, aumentando a eficácia terapêutica.
  3. Versatilidade: Esses métodos acomodam uma ampla gama de agentes terapêuticos, desde pequenas moléculas até biomoléculas maiores, como proteínas e ácidos nucléicos.

 

O método de evaporação de fase reversa é particularmente conhecido por sua maior carga aquosa interna em comparação com o método de hidratação de filme fino. Essa característica é benéfica para aplicações que requerem encapsulamento substancial de drogas hidrofílicas ou outros agentes terapêuticos.
O método de evaporação de fase reversa usando sonicação do tipo sonda é uma técnica robusta e eficiente para a preparação de lipossomas. Sua capacidade de atingir maior carga aquosa interna o torna um método preferido em aplicações farmacêuticas onde a maximização do encapsulamento de substâncias hidrofílicas é crucial. O controle cuidadoso da evaporação do solvente e o uso de sonicação são fundamentais para o sucesso desse método, levando à produção de lipossomas de alta qualidade adequados para vários fins terapêuticos.

Encontre o sonicador certo para sua produção de lipossomas

A Hielscher Ultrasonics oferece uma ampla gama de produtos de sonicadores do tipo sonda para a produção eficiente de lipossomas, resultando em uma alta capacidade de aprisionamento, eficiente e alta capacidade de carga de moléculas bioativas.
Você pode usar sonicadores Hielscher para várias rotas de preparação de lipossomas, como a técnica de evaporação de fase reversa descrita aqui, o método de emulsificação e o método de filme fino.
Leia mais sobre a preparação ultrassônica de lipossomas através do método de filme fino!
Leia mais sobre encapsulamento de lipossomas preparados por ultrassom

Por que Hielscher Ultrasonics?

  • Alta eficiência
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  • Baixa manutenção
  • CIP (limpeza no local)

Projeto, Fabricação e Consultoria – Qualidade Made in Germany

Os ultrassônicos Hielscher são conhecidos por seus mais altos padrões de qualidade e design. A robustez e a fácil operação permitem a integração suave de nossos ultrasonicadores em instalações industriais. Condições adversas e ambientes exigentes são facilmente manuseados pelos ultrassônicos Hielscher.

A Hielscher Ultrasonics é uma empresa certificada pela ISO e dá ênfase especial aos ultrassônicos de alto desempenho com tecnologia de ponta e facilidade de uso. Obviamente, os ultrassônicos Hielscher são compatíveis com CE e atendem aos requisitos da UL, CSA e RoHs.

A tabela abaixo fornece uma indicação da capacidade aproximada de processamento de nossos ultrassônicos:

Volume do lote Vazão Dispositivos recomendados
0.5 a 1,5mL n.a. VialTweeter
1 a 500mL 10 a 200mL/min UP100H
10 a 2000mL 20 a 400mL/min UP200Ht, UP400St
0.1 a 20L 0.2 a 4L/min UIP2000hdT
10 a 100L 2 a 10L/min UIP4000hdT
15 a 150L 3 a 15L/min UIP6000hdT
15 a 150L 3 a 15L/min UIP6000hdT
n.a. 10 a 100L/min UIP16000
n.a. maior cluster de UIP16000

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Os homogeneizadores ultrassônicos de alto cisalhamento são usados em laboratório, bancada, piloto e processamento industrial.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho para aplicações de mistura, dispersão, emulsificação e extração em escala laboratorial, piloto e industrial.



Literatura / Referências

Fatos, vale a pena conhecer

O que são lipossomas?

Os lipossomas são vesículas esféricas com uma bicamada lipídica usada para encapsular compostos. Eles são preparados em uma solução contendo o composto a ser capturado. Para compostos hidrofílicos como proteínas, uma solução aquosa é usada, enquanto moléculas hidrofóbicas são encapsuladas usando soluções em solventes orgânicos misturados com lipídios. Essa versatilidade torna os lipossomas valiosos para a administração de medicamentos e outras aplicações biomédicas.

O que é o método de evaporação de fase reversa para preparação de lipossomas?
O método de evaporação de fase reversa para preparação de lipossomas envolve a dissolução de lipídios em uma mistura de clorofórmio / metanol e a formação de um filme lipídico fino por evaporação rotativa. Este filme é então dissolvido em éter dietílico para criar vesículas de fase reversa. Uma fase aquosa contendo o ingrediente ativo e Tween 80 é misturada com a fase orgânica, formando uma emulsão de água em óleo. A emulsão é sonicada usando um sonicador do tipo sonda, seguida por mais evaporação rotativa para produzir um gel, que eventualmente forma lipossomas após evaporação adicional. A suspensão final é completada pela adição de tampão PBS e remoção de solventes residuais com gás nitrogênio, resultando em lipossomas que são armazenados a 4 ° C.

Qual é o efeito da sonicação nos lipossomas?

A sonicação afeta os lipossomas usando ondas ultrassônicas para interromper e misturar as fases lipídica e aquosa, promovendo a formação de uma dispersão homogênea. Esse processo ajuda a controlar o tamanho e a uniformidade dos lipossomas e evita o superaquecimento, permitindo rajadas intermitentes de energia. A cavitação controlada causada pela sonicação garante o encapsulamento eficiente dos ingredientes ativos dentro dos lipossomas.

O que é transição de fase em lipossomas?

A transição de fase em lipossomas refere-se à mudança induzida pela temperatura no estado físico do lipídio. A temperatura de transição de fase é a temperatura específica na qual os lipídios mudam da fase de gel ordenada, onde as cadeias de hidrocarbonetos são totalmente estendidas e compactadas, para a fase cristalina líquida desordenada, onde as cadeias de hidrocarbonetos se tornam orientadas aleatoriamente e fluidas. Essa transição afeta a estabilidade, a permeabilidade e a interação dos lipossomas com substâncias encapsuladas.

O que é o método de extrusão de preparação de lipossomas?

Às vezes, o método de hidratação de filme fino também é chamado de método de extrusão, pois a etapa de hidratação de filme fino é seguida por uma etapa de extrusão. Durante a extrusão, os lipossomas são extrudados através de membranas de policarbonato para obter pequenos lipossomas homogêneos. Alternativamente à extrusão, os lipossomas são frequentemente reduzidos por sonicação.

Qual é o método de sonicação dos lipossomas?

A sonicação é aplicada em vários métodos de formação de lipossomas. A sonicação é aplicada para a emulsificação de lipídios e solventes, para reidratação do filme lipídico e redução do tamanho dos lipossomas. Para o método de evasão de fase reversa, os lipídios são emulsionados por ultrassom com uma fase aquosa. Para o método de filme fino, um filme lipídico seco é reidratado usando um sonicador para criar uma suspensão de vesícula multilamelar. Múltiplas técnicas de preparação de lipossomas usam sonicação para a redução subsequente de lipossomas formados. Aqui, a sonicação resulta em lipossomas uniformemente pequenos e estáveis, adequados para várias aplicações.


Ultrassom de alto desempenho! A linha de produtos Hielscher cobre todo o espectro, desde o ultrassônico compacto de laboratório, passando por unidades de bancada, até sistemas ultrassônicos totalmente industriais.

A Hielscher Ultrasonics fabrica homogeneizadores ultrassônicos de alto desempenho de labrador Para tamanho industrial.

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