Produção ultrassónica de ácidos gordos ómega-3 lipossomais

Os nanolipossomas são transportadores de fármacos altamente eficazes, utilizados para aumentar a biodisponibilidade de compostos bioativos, como ácidos gordos ómega-2, vitaminas e outras substâncias. O encapsulamento ultrassónico de compostos bioativos é uma técnica rápida e simples para preparar nanolipossomas com cargas elevadas de fármacos. O encapsulamento ultrassónico em lipossomas aumenta a estabilidade e a biodisponibilidade dos compostos.

Ácidos gordos ómega-3 lipossomais

Os ácidos gordos ómega-3, como o ácido eicosapentaenoico (EPA) e o ácido docosa-hexaenoico (DHA), desempenham um papel vital no funcionamento adequado de muitas reações bioquímicas vitais no corpo humano. O EPA e o DHA encontram-se sobretudo em peixes de águas frias, fígado de bacalhau e marisco. Como nem todas as pessoas consomem as duas porções de peixe por semana recomendadas, o óleo de peixe é frequentemente utilizado sob a forma de suplementos alimentares. Além disso, os ácidos gordos ómega-3, como o EPA e o DHA, são utilizados como agentes terapêuticos para tratar doenças cardiovasculares e cerebrais, bem como na terapêutica oncológica. Para melhorar a biodisponibilidade e a taxa de absorção, o encapsulamento ultrassónico em lipossomas é uma técnica amplamente utilizada com sucesso.

Encapsulamento ultrassónico de ácidos gordos ómega-3 em lipossomas

O encapsulamento ultrassónico é uma técnica de preparação fiável para formar lipossomas com uma carga elevada de substâncias ativas. A nanoemulsificação ultrassónica rompe as bicamadas fosfolipídicas e fornece energia para promover a organização de vesículas anfifílicas de forma esférica, conhecidas como lipossomas.
A sonicação permite controlar o tamanho dos lipossomas durante o processo de preparação ultrassónica: o tamanho dos lipossomas diminui com o aumento da energia ultrassónica. Os lipossomas mais pequenos oferecem uma maior bioacessibilidade e podem transportar as moléculas de ácidos gordos para os locais-alvo com uma taxa de sucesso mais elevada, uma vez que o menor tamanho facilita a permeação através das membranas celulares.
Os lipossomas são conhecidos como potentes transportadores de fármacos, que podem ser carregados com substâncias tanto lipofílicas como hidrofílicas devido à estrutura anfifílica das suas bicamadas. Outra vantagem dos lipossomas é a possibilidade de os modificar quimicamente mediante a inclusão de polímeros ligados a lípidos na formulação, melhorando assim a captação das moléculas encapsuladas pelo tecido-alvo e prolongando a libertação do fármaco e, consequentemente, a sua semivida. O encapsulamento lipossomal também protege os compostos bioativos contra a degradação oxidativa, um fator importante para os ácidos gordos polinsaturados, como o EPA e o DHA, que são propensos à oxidação.
Hadia et al. (2014) verificaram que o encapsulamento ultrassónico de DHA e EPA utilizando o sonicador de sonda UP200S proporcionou uma eficiência de encapsulamento superior (%EE), com 56,9 ± 5,2% para o DHA e 38,6 ± 1,8% para o EPA. A %EE de DHA e EPA nos lipossomas aumentou significativamente com a utilização de sonicação (valor de p inferior a 0,05; valores estatisticamente significativos).

Lipossomas preparados por ultrassons e carregados com os ácidos gordos DHA e EPA.
Estudo e imagem: Hadian et al. 2014

Comparação da eficiência: encapsulamento ultrassónico vs. extrusão de lipossomas

Ao comparar o encapsulamento ultrassónico por sonda com a sonicação em banho e a técnica de extrusão, a sonicação por sonda permite obter uma formação de lipossomas superior.
Hadia et al. (2014) compararam a sonicação por sonda (UP200S), a sonicação em banho e a extrusão como técnicas para preparar lipossomas de óleo de peixe ómega-3. Os lipossomas preparados por sonicação por sonda tinham uma forma esférica e mantinham uma elevada integridade estrutural. O estudo concluiu que a sonicação por sonda de lipossomas pré-formados facilita a preparação de lipossomas com cargas elevadas de DHA e EPA. Através da sonicação por sonda, os ácidos gordos ómega-3 DHA e EPA foram encapsulados na membrana nanolipossomal. O encapsulamento torna os ácidos gordos ómega-3 altamente biodisponíveis e protege-os contra a degradação oxidativa.

Fatores importantes para lipossomas de elevada qualidade

Após a preparação dos lipossomas, a estabilização e o armazenamento das formulações lipossomais desempenham um papel crucial na obtenção de uma formulação transportadora estável a longo prazo e altamente potente.
Os fatores críticos que afetam a estabilidade dos lipossomas incluem o valor de pH, a temperatura de armazenamento e os materiais dos recipientes de armazenamento.
Para uma formulação final, considera-se ideal um valor de pH de aprox. 6,5, porque, a pH 6,5, a taxa de hidrólise dos lípidos é reduzida ao seu valor mais baixo.
Como os lipossomas podem oxidar e perder a sua carga de substâncias encapsuladas, recomenda-se uma temperatura de armazenamento de aprox. 2–8 °C. Os lipossomas carregados não devem ser sujeitos a condições de congelação e descongelação, uma vez que o stress de congelação–descongelação promove a fuga dos compostos bioativos encapsulados.
Os recipientes de armazenamento e os respetivos fechos devem ser cuidadosamente selecionados, uma vez que os lipossomas não são compatíveis com determinados materiais plásticos. Para prevenir a degradação dos lipossomas, as suspensões lipossomais injetáveis devem ser armazenadas em ampolas de vidro em vez de frascos para injetáveis com rolha. A compatibilidade com as rolhas de elastómero dos frascos para injetáveis deve ser testada. Para evitar a foto-oxidação dos compostos lipídicos, é muito importante armazená-los ao abrigo da luz, por exemplo, utilizando uma garrafa de vidro escuro e guardando-a num local escuro. Para formulações lipossomais destinadas a perfusão, deve ser assegurada a compatibilidade das suspensões lipossomais com os tubos intravenosos (feitos de plástico sintético). As condições de armazenamento e a compatibilidade dos materiais devem ser especificadas no rótulo da formulação lipossomal. [cf. Kulkarni and Shaw, 2016]

Após a formação de uma película lipídica e a subsequente reidratação, utiliza-se a sonicação para promover o encapsulamento de ingredientes ativos no lipossoma. Além disso, a sonicação permite obter o tamanho desejado dos lipossomas.

Sonicadores de elevado desempenho para formulações lipossomais

Os sonicadores Hielscher são máquinas fiáveis utilizadas na produção farmacêutica e de suplementos para formular lipossomas de elevada qualidade carregados com ácidos gordos, vitaminas, antioxidantes, péptidos, polifenóis e outros compostos bioativos. Para satisfazer as necessidades dos seus clientes, a Hielscher fornece sonicadores que vão desde o homogeneizador de laboratório compacto e de mão e os sonicadores de bancada até aos sistemas ultrassónicos totalmente industriais para a produção de grandes volumes de formulações lipossomais. A formulação ultrassónica de lipossomas pode ser realizada por lotes ou como processo contínuo em linha. Está disponível uma vasta gama de sonotrodos ultrassónicos (sondas) e recipientes de reação para assegurar uma configuração ideal para a sua produção de lipossomas. A robustez dos sonicadores Hielscher permite o funcionamento 24/7 em condições de trabalho intensivo e em ambientes exigentes.
A tabela abaixo apresenta uma indicação da capacidade de processamento aproximada dos nossos sonicadores: