Ultrasonication este bine cunoscut a fi extrem de eficient în pregătirea formulărilor liposomale. Formulările lipozomilor tipici încapsulează vitamina C, CBD, curcumina, quercitina, astaxantina, peptidele și alți compuși bioactivi manifiold folosind ultrasonication. Încapsularea lipozomilor cu ultrasunete este o tehnică simplă, rapidă și eficientă, care permite producerea de vezicule stabile, foarte încărcate. Nutrienții încapsulați cu ultrasunete excelează cu biodisponibilitate superioară.

Ce sunt Lipozomi și care sunt beneficiile lor?

Lipozomii sunt vezicule constând dintr-un miez apos închis în unul sau mai multe bistraturi fosfolipide. Deoarece lipozomii au un miez apos înconjurat de un strat lipidic și un înveliș exterior hidrofil, lipozomii sunt solubili în apă și pot transporta compuși solubili în apă și solubili în grăsimi în compartimentele respective ale veziculei. Acest lucru face lipozomii un sistem de livrare extrem de eficient pentru moleculele active terapeutic. Lipozomii sunt formate prin perturbarea membranelor biologice, un proces care este promovat și intensificat prin ultrasonication. Lipozomii sunt cel mai adesea compuse din fosfolipide, în special fosfatidilcolină, dar pot include, de asemenea, alte lipide, ar fi fosphatidyletanolamină ou, atâta timp cât acestea sunt compatibile cu structura bistrat lipidic. Lipozomii se formează spontan atunci când fosfolipidele sunt hidratate. În primul pas – faza de hidratare – sonicare este utilizat pentru a nano-emulsifica lipidele și faza apoasă, în scopul de a promova formarea de vezicule multi-lamelare foarte încărcate (MLV). Ulterior, sonificarea poate fi folosit pentru a reduce dimensiunea lipozomi, dacă este necesar. Pentru a obține o dimensiune veziculă mai mică, sonicare se aplică pentru a dispersa și reduce dimensiunea lipozomilor la veziculele mari uni-lamelare mono-dispersate (LUVs) sau vezicule mici uni-lamelare (SUV-uri).
Tehnica cu ultrasunete de formare lipozomi și reducerea dimensiunii liposomale este fiabilă, rapidă, eficientă, ușoară și sigură. Lipozomii produși prezintă o sarcină mare de substanțe bioactive, stabilitate ridicată și biodisponibilitate superioară.

De ce sunt băi de curățare cu ultrasunete nu sunt capabile să producă lipozomi de înaltă calitate?

Producția de lipozomi necesită un dispozitiv cu ultrasunete care poate furniza suficientă energie pentru a crea particule uniforme, de dimensiuni nano. Lipozomii de casă care utilizează un produs de curățare a bijuteriilor cu ultrasunete sunt, de obicei, în general ineficienți, deoarece lipozomii pregătiți nu prezintă nici dimensiunea nano necesară, nici nu încapsulează substanțele nutritive bioactive într-un mod eficient și stabil pe termen lung. Pentru a pregăti lipozomi de înaltă calitate, un ultrasonicator de tip sondă este tehnologia preferată, deoarece sonda (sonotrode) poate transmite energia acustică intensă necesară pentru formarea lipozomilor eficienți foarte încărcați în mediu. În general, lipozomii produși cu o sondă cu ultrasunete au o distribuție a dimensiunii particulelor de 100-500nm, care este optimă pentru încărcări mari și biodisponibilitate superioară.
Utilizarea unui reactor cu ultrasunete cu celule de flux permite să se pregătească lipozomi într-un mediu fără oxigen pentru a preveni degradarea oxidativă.
Sonda de tip ultrasonicators furniza energia necesară pentru a produce lipozomi care sunt:

Liposomal încapsulate molecule cu ultrasunete

Lista de mai jos oferă o indicație care substanțe au deja încapsulate cu succes în formulări lipozomi folosind calea de preparare cu ultrasunete.

• antioxidanti, ar fi glutation, vitamina C, vitamine metilate B, resveratrol, CoQ10 etc.
• fenolice: flavonoide, ar fi fisetina, quercitina, proantocianidine oligomerice (OPC); saponine, ar fi astralgaloside; Alcaloizi
• minerale, ar fi chelații de magneziu (de exemplu, treonat de magneziu, orotat de magneziu), zinc, cupru etc.
• terpene, ar fi astaxantina, limonenul, pinenul, humulenul, linaloolul, beta-caryophyllene, fitolul, geraniolul, terpinolene etc.
• lipide, ar fi omega-3 acizi grași EPA și DHA; dipalmitoil-fosfatidilcolină (DPPC) etc.
• aminoacizi, ar fi creatina, glicina, 5-HTP (5-hidroxitriptofan), fenilalanina, L-theanine, GABA (acid gamma-aminobutiric), taurina, N-acetilcisteina (NAC), L-tirozină, etc.
• peptide, de exemplu oxitocină, peptide de colagen etc.
• polizaharide, ar fi acidul hialuronic, polizaharide ciuperci etc.
• canabinoide, ar fi CBD, CBG, THC
• nootropics, medicamente inteligente, și potențiatori cognitive, care pot include substanțe menționate mai sus, precum și alte molecule

Formularea liposomală nano-îmbunătățită a moleculelor bioactive oferă o rată de absorbție mai mare, biodisponibilitate superioară și poate permite substanțelor să traverseze bariera hemato-encefalică.
Sistemele alternative de livrare a medicamentelor pe bază de lipide sunt nanoemulgile și purtătorii coloidali pe bază de lipide, ar fi nanoparticulele lipidice solide (SLN) și purtătorii de lipide nanostructurate (NLC). Toate acestea, nanoemulemile, SLN-urile și NLC-urile pot fi formate și încărcate în mod fiabil sub sonicare.

Factorii care influențează lipozomi de calitate

Liposome quality is determined by uniformity in particle size and lamellarity, entrapment efficiency (%EE) / encapsulation load, and stability. Preparation method, processing conditions, raw materials, and storage are important factors that contribute to the quality and thereby potency of liposomal formulations. The SEM image left shows the ultrasonically prepared liposomes loaded with DHA and EPA fatty acids using a Hielscher ultrasonicator UP200S (Studiu și imagine: Hadian et al. 2014).
Pregătirea cu ultrasunete a lipozomilor este o tehnică fiabilă, care oferă o dimensiune mică, uniformă a particulelor liposomale, cu o încărcare ridicată a moleculelor bioactive. Parametrii de proces cu ultrasunete (astfel de amplitudine, energie totală, timp, pulsație, temperatură, presiune) sunt exact reglabile. Ca tehnică de prelucrare non-termică, principiul de lucru al sonificării se bazează pe forfecare pur mecanică. Creșterea temperaturii în lichidul sonicat trebuie explicată prin a doua lege a termodinamicii, care prevede că orice energie aplicată în cele din urmă este transformată în căldură. Pentru a menține o temperatură scăzută stabilă a mediului liposomal, Hielscher Ultrasonics oferă soluții sofisticate de răcire, ar fi băi de gheață, precum și reactoare și celule de flux cu jachete de răcire. Rezultatele producției de lipozomi cu ultrasunete sunt reproductibile, ceea ce este important pentru un proces standardizat și o calitate continuă ridicată a produsului.
Fosfolipidele de înaltă calitate care prezintă un procent ridicat de fosfatidilcolină și fosfatidilatolamina oferă o coajă lipozomi stabilă care previne scurgerea de nutrienți. O coajă puternică fosfolipide protejează, de asemenea, nutrienții încapsulați împotriva degradării oxidative și termice. Prin urmare, un raport echilibrat de fosofolipide la faza apoasă la nutrienți încapsulați (molecule bioactive) este esențial.

Ultrasonicators de înaltă performanță pentru producția lipozomilor

Hielscher Ultrasonics "sisteme sunt mașini de încredere utilizate în producția farmaceutică și supliment pentru a formula lipozomi de înaltă calitate încărcate cu vitamine, antioxidanti, flavonoide, peptide, polifenoli și alți compuși bioactivi / nutrienti. Pentru a satisface cerințele clienților săi, Hielscher furnizează ultrasonicators de la omogenizator de laborator compact de mână și ultrasonicators banc-top la sisteme cu ultrasunete complet industriale pentru producția de volume mari de formulări liposomale. Formularea lipozomi cu ultrasunete poate fi rulat ca lot sau ca proces continuu inline folosind un reactor cu ultrasunete flow-through. O gamă largă de sonotrodes cu ultrasunete (sonde) și vasele reactorului sunt disponibile pentru a asigura o configurare optimă pentru producția de liposome. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante.
Controlul precis asupra tuturor parametrilor de proces importanți, ar fi amplitudinea, presiunea, temperatura și timpul de sonicare face procesul cu ultrasunete fiabile și reproductibile. Hielscher Ultrasonics știe de importanța calității continue ridicate a produsului și sprijină producătorii de suplimente și terapeutice pentru a pune în aplicare standardizarea proceselor și GMP (Bune practici de fabricație) prin software inteligent și înregistrarea automată a datelor. Omogenizatoarele noastre digitale cu ultrasunete înregistrează automat toți parametrii procesului cu ultrasunete pe un card SD încorporat. Afișajele tactile digitale și telecomanda browserului permit monitorizarea continuă a proceselor și permit ajustarea parametrilor procesului exact ori de câte ori este necesar. Acest lucru facilitează în mod semnificativ monitorizarea proceselor și controlul calității.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: