Producția de vitamina C lipozomală cu ultrasunete
Formulările de vitamine lipozomale sunt cunoscute pentru biodisponibilitatea și rata de absorbție mai ridicate. Vitamina C, un antioxidant, este un supliment frecvent utilizat în medicamente nutriționale și medicale pentru susținerea sistemului imunitar al organismului uman. Ultrasonicarea este o metodă fiabilă și sigură pentru producerea de lipozomi și nanolipozomi de înaltă calitate. Procesul de încapsulare cu ultrasunete produce lipozomi cu o încărcătură ridicată de substanțe active, precum vitamina C.
Vitamina C lipozomală produsă prin ultrasonicare
Avantajul vitaminelor lipozomale este că acestea nu sunt administrate sub formă convențională de tabletă sau pulbere, ci ca formulare lichidă cu biodisponibilitate crescută. Aceasta înseamnă că vitaminele sunt încapsulate în miezul unor celule fosfolipidice sferice, așa-numiții lipozomi. Deoarece lipozomii au o compoziție fosfolipidică similară cu cea a membranelor lipidice ale celulelor umane, aceștia sunt absorbiți semnificativ mai bine în celulele organismului. Prin urmare, lipozomii sunt utilizați în formulări medicinale și produse farmaceutice, suplimente și nutraceutice, cosmeceutice și produse cosmetice. Ultrasonicarea este o metodă extrem de eficace pentru încapsularea moleculelor, precum agenții terapeutici, în lipozomi. Producția de lipozomi cu ultrasunete se caracterizează printr-o eficiență ridicată de înglobare, ceea ce înseamnă că un procent ridicat de ingrediente active (de ex., vitamina C) este încapsulat în lipozomi. Simultan, sonicarea asigură o dimensiune uniform mică a lipozomilor, care pot fi absorbiți cu ușurință de celulele umane. Prin urmare, lipozomii de vitamina C încapsulați cu ultrasunete oferă o biodisponibilitate și o eficacitate foarte ridicate. În ansamblu, formarea lipozomilor cu ultrasunete este extrem de eficientă și oferă o calitate superioară a lipozomilor!
UIP1000hdT cu reactor de flux din sticlă pentru producția de lipozomi
Instrucțiuni pas cu pas pentru încapsularea cu ultrasunete a vitaminei C în lipozomi
Vitamina C lipozomală este o formă de administrare a vitaminei C care îmbunătățește absorbția și biodisponibilitatea. Ultrasonicarea cu sondă este o metodă eficientă și fiabilă pentru producerea lipozomilor.
Protocolul următor prezintă etapele generale pentru producerea vitaminei C lipozomale folosind un ultrasonicator cu sondă:
- Amestecați pulberea de vitamina C cu o cantitate mică de apă distilată pentru a forma o soluție.
- Adăugați soluția de vitamina C la o soluție de fosfolipide (precum lecitina de soia) într-un raport de 1:10 (vitamina C:fosfolipide) în volum.
- Puneți amestecul într-un pahar de laborator din sticlă și introduceți sonotroda ultrasonicatorului, de ex. UP200Ht cu S26d14, în soluție.
- Ultrasonicați amestecul folosind ultrasonicatorul cu sondă timp de 5–10 minute, la o setare de putere de aprox. 200W (frecvență 26 kHz). Sonotroda ultrasonicatorului trebuie deplasată ușor prin soluție în timpul procesului de sonicare. Evitați contactul sonotrodei cu peretele paharului (deoarece paharele din sticlă se pot sparge).
- După sonicare, lăsați amestecul să stea 10–15 minute pentru a permite formarea lipozomilor.
- Păstrați într-un flacon din sticlă închisă la culoare și, de preferință, la frigider, pentru stabilitate pe termen lung.
Este important de reținut că protocolul exact poate varia în funcție de ultrasonicatorul specific și de materialele utilizate. În plus, stabilitatea și calitatea lipozomilor pot fi influențate de factori precum pH-ul, temperatura și prezența altor substanțe, de aceea este important să controlați cu atenție aceste variabile în timpul procesului de producție.
Lipozomii preparați cu ultrasunete contribuie la depășirea timpului de înjumătățire scurt, a permeabilității reduse prin membrana celulară și a biodisponibilității orale slabe cauzate de degradarea gastrică și enzimatică a acestor compuși bioactivi. Încapsularea într-un dublu strat fosfolipidic protejează ingredientele active împotriva degradării și crește rata de absorbție în celule.
Ultrasonicatorul UP200Ht pentru înglobarea eficientă a vitaminei C în lipozomi.
Formarea lipozomilor cu ultrasunete
Deoarece formarea lipozomilor și a nanolipozomilor nu are loc ca proces spontan, este necesară o sursă de energie pentru a promova procesul de încapsulare. Lipozomii sunt vezicule lipidice care se formează atunci când fosfolipidele, de ex. lecitina, sunt adăugate în apă, unde formează structuri în dublu strat atunci când se aplică suficientă energie, de ex. prin sonicare. Ultrasonicarea facilitează aranjarea moleculelor lipidice, astfel încât se obține o fază apoasă stabilă termodinamic. Sonicarea nu doar promovează formarea lipozomilor, ci reduce și dimensiunea acestora, rezultând nanolipozomi. Dimensiunea lipozomilor este un factor important în ceea ce privește biodisponibilitatea și rata de absorbție, deoarece lipozomii mai mici pot penetra mai ușor membranele celulare.
Reducerea dimensiunii lipozomilor cu ultrasunete
Dispersarea cu ultrasunete este o metodă simplă și eficientă pentru reducerea dimensiunii lipozomilor și fabricarea nanolipozomilor. Pentru a prepara lipozomi mai mici, veziculele hidratate sunt sonicate timp de câteva minute cu un ultrasonicator cu sondă într-un reactor cu temperatură controlată. Fiind o metodă non-termică, pur mecanică, reducerea dimensiunii cu ultrasunete nu degradează nici fosfolipidele, nici compușii bioactivi.
După formarea unui film lipidic și rehidratarea ulterioară, sonicarea este utilizată pentru a promova înglobarea ingredientelor active în lipozom. În plus, sonicarea permite obținerea dimensiunii dorite a lipozomilor.
UP400St, un omogenizator cu ultrasunete puternic de 400 wați, pentru producția de lipozomi
Procesoare cu ultrasunete pentru producția de lipozomi
Sistemele Hielscher Ultrasonics sunt utilizate pe scară largă în producția farmaceutică și de suplimente pentru formularea de lipozomi de înaltă calitate încărcați cu vitamine, antioxidanți, peptide, polifenoli și alți compuși bioactivi. Pentru a satisface cerințele clienților săi, Hielscher furnizează ultrasonicatoare de la omogenizatorul de laborator compact, ținut în mână, și ultrasonicatoarele de banc până la sisteme cu ultrasunete complet industriale pentru producția de volume mari de formulări lipozomale. O gamă largă de sonotrode și reactoare cu ultrasunete este disponibilă pentru a asigura o configurație optimă pentru producția dumneavoastră de lipozomi. Robustețea sonicatoarelor Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim de sarcină grea și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre:
| Volumul lotului | Debit | Dispozitive recomandate |
|---|---|---|
| 1 până la 500mL | 10 până la 200mL/min | UP100H |
| 10 până la 2000mL | 20 până la 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 până la 20L | 0,2 până la 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 până la 100L | 2 până la 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 până la 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | mai mare | cluster de UIP16000 |
Contactați-ne! / Întrebați-ne!
Literatură/Referințe
- Marco Paini, Sean Ryan Daly, Bahar Aliakbarian, Ali Fathi, Elmira Arab Tehrany, Patrizia Perego, Fariba Dehghani, Peter Valtchev (2015): An efficient liposome based method for antioxidants encapsulation. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 136, 2015. 1067-1072.
- Yao, X., Bunt, C., Cornish, J., Quek, S.-Y. and Wen, J. (2014): Preparation, Optimization and Characterization of Bovine Lactoferrin-loaded Liposomes and Solid Lipid Particles Modified by Hydrophilic Polymers Using Factorial Design. Chemical Biology and Drug Design 83, 2014. 560-575.
- Seyedeh Parinaz Akhlaghi, Iris Renata Ribeiro, Ben J. Boyd, Watson Loh (2016): Impact of preparation method and variables on the internal structure, morphology, and presence of liposomes in phytantriol-Pluronic® F127 cubosomes. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, Volume 145, 2016. 845-853.
- Christopher W. Shade (2016): Liposomes as Advanced Delivery Systems for Nutraceuticals. Integr Med (Encinitas). 2016 Mar; 15(1): 33–36.
- Domenico Lombardo, Pietro Calandra, Maria Teresa Caccamo, Salvatore Magazù, Mikhail Alekseyevich Kiselev (2019): Colloidal stability of liposomes. AIMS Materials Science, 2019, 6(2): 200-213.
- M.E. Barbinta-Patrascu, N. Badea, M. Constantin, C. Ungureanu, C. Nichita, , S.M. Iordache, A. Vlad, S. Antohe (2018): Bio-Activity of Organic/Inorganic Photo-Generated Composites in Bio-Inspired Systems. Romanian Journal of Physics 63, 702 (2018)
Fapte utile de știut
Vitamina C
Vitamina C, cunoscută și ca acid L-ascorbic sau ascorbat, este un antioxidant hidrosolubil cu formula chimică C6H8O6. Ca antioxidant, vitamina C acționează ca donor de electroni în diverse reacții enzimatice și neenzimatice. În plus, vitamina C este un cofactor în multe reacții enzimatice care reglează funcții biologice esențiale, precum vindecarea rănilor și sinteza colagenului. Scorbutul este cea mai cunoscută formă de deficit sever de vitamina C, care apare din cauza afectării sintezei colagenului.
Ca vitamină, acidul ascorbic este esențial pentru organismul uman, ceea ce înseamnă că organismul nu poate sintetiza vitamina C, ci aceasta trebuie consumată prin alimentație. Alimentele bogate în vitamina C includ citricele, camu camu, acerola, varza kale, măceșele, coacăzele negre, guava, precum și alte fructe și legume.
O dietă bine echilibrată furnizează cu ușurință cantități adecvate de vitamina C. Cu toate acestea, suplimentele alimentare precum picăturile de vitamine, capsulele, tabletele, pulberile și jeleurile sunt utilizate frecvent pentru a asigura un aport suficient de vitamine. Aportul zilnic recomandat de vitamina C de către Autoritatea Europeană pentru Siguranța Alimentară este de 110 mg/zi pentru bărbații adulți și 95 mg/zi pentru femeile adulte.
În medicină, vitamina C este administrată în doze mari sub supraveghere medicală pentru a susține tratamentele împotriva cancerului și pentru a întări sistemul imunitar. De exemplu, studiile au constatat că un aport regulat de suplimente de vitamina C reduce durata și severitatea răcelii și gripei.
Ce este un lipozom?
Lipozomii sunt vezicule sferice de dimensiuni microscopice, care pot varia de la 30nm la câțiva micrometri. O modalitate fiabilă de a sintetiza lipozomi în condiții controlate este încapsularea cu ultrasunete. În majoritatea cazurilor, lipozomii sunt compuși din fosfolipide, în special fosfatidilcolină, dar pot include și alți compuși lipidici, precum fosfatidiletanolamina din ou.
Fiind vezicule formate din fosfolipide, lipozomii acționează ca microcontainere care încapsulează compuși bioactivi precum vitamine, antioxidanți, polifenoli, peptide, substanțe medicamentoase (de ex., vaccinuri, compuși medicinali). Dublul strat fosfolipidic încapsulează substanța bioactivă și o transportă în celule. Deoarece straturile duble ale lipozomilor sunt formate din fosfolipide similare cu cele ale membranelor celulare, lipozomii pot traversa cu ușurință membranele celulare și pot livra substanțele bioactive în celule. Acest lucru face din lipozomi un purtător de medicamente extrem de puternic, cu o biodisponibilitate și o rată de absorbție ridicate. Proprietățile amfifile ale straturilor duble fosfolipidice fac lipozomii solubili atât în lichide apoase, cât și în lichide polare.
Hielscher Ultrasonics fabrică omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță de la scară de laborator până la scară industrială.