Producția cu ultrasunete a acizilor grași omega-3 lipozomali

Nanolipozomii sunt purtători de medicamente foarte eficienți, utilizați pentru a îmbunătăți biodisponibilitatea compușilor bioactivi precum acizii grași omega-2, vitaminele și alte substanțe. Încapsularea cu ultrasunete a compușilor bioactivi este o tehnică rapidă și simplă de preparare a nanolipozomilor cu încărcări ridicate de medicament. Încapsularea cu ultrasunete în lipozomi îmbunătățește stabilitatea și biodisponibilitatea compușilor.

Acizi grași omega-3 lipozomali

Acizii grași omega-3, precum acidul eicosapentaenoic (EPA) și acidul docosahexaenoic (DHA), joacă un rol vital în buna desfășurare a numeroase reacții biochimice vitale din corpul uman. EPA și DHA se găsesc în principal în peștele de apă rece, în ficatul de cod și în fructele de mare cu cochilie. Deoarece nu toată lumea consumă cele două porții de pește recomandate pe săptămână, uleiul de pește este adesea utilizat sub formă de suplimente alimentare. În plus, acizii grași omega-3, precum EPA și DHA, sunt utilizați ca agenți terapeutici în tratamentul bolilor cardiovasculare și cerebrale, precum și în terapia cancerului. Pentru a îmbunătăți biodisponibilitatea și rata de absorbție, încapsularea cu ultrasunete în lipozomi este o tehnică utilizată pe scară largă și cu succes.

Încapsularea cu ultrasunete a acizilor grași omega-3 în lipozomi

Încapsularea cu ultrasunete este o tehnică de preparare fiabilă pentru formarea lipozomilor cu o încărcătură ridicată de substanțe active. Nanoemulsionarea cu ultrasunete dezintegrează straturile duble fosfolipidice și introduce energie pentru a favoriza asamblarea veziculelor amfifile de formă sferică, cunoscute sub numele de lipozomi.
Ultrasonicarea permite controlul dimensiunii lipozomilor în timpul procesului de preparare cu ultrasunete: dimensiunea lipozomilor scade odată cu creșterea energiei ultrasonice. Lipozomii mai mici oferă o bioaccesibilitate mai mare și pot transporta moleculele de acizi grași cu o rată de succes mai mare către locurile țintă, deoarece dimensiunea mai mică facilitează permeabilitatea prin membranele celulare.
Lipozomii sunt cunoscuți ca purtători puternici de medicamente, care pot fi încărcați atât cu substanțe lipofile, cât și cu substanțe hidrofile, datorită structurii amfifile a straturilor lor duble. Un alt avantaj al lipozomilor este posibilitatea de a-i modifica chimic prin includerea în formulare a unor polimeri legați de lipide, astfel încât absorbția moleculelor încapsulate în țesutul țintă este îmbunătățită, iar eliberarea medicamentului și, prin urmare, timpul său de înjumătățire sunt prelungite. De asemenea, încapsularea lipozomală protejează compușii bioactivi împotriva degradării oxidative, un factor important pentru acizii grași polinesaturați precum EPA și DHA, care sunt predispuși la oxidare.
Hadia et al. (2014) au constatat că încapsularea cu ultrasunete a DHA și EPA folosind ultrasonicatorul cu sondă UP200S a oferit o eficiență de încapsulare (%EE) superioară, de 56,9 ± 5,2% pentru DHA și 38,6 ± 1,8% pentru EPA. %EE pentru DHA și EPA din lipozomi a crescut semnificativ prin ultrasonicare (valoarea p mai mică de 0,05; valori semnificative statistic).

Lipozomi preparați cu ultrasunete, încărcați cu acizii grași DHA și EPA.
Studiu și imagine: Hadian et al. 2014

Comparație de eficiență: încapsularea cu ultrasunete vs. extrudarea lipozomilor

Comparând încapsularea cu ultrasunete cu sondă cu sonicarea în baie și tehnica de extrudare, formarea superioară a lipozomilor se obține prin sonicarea cu sondă.
Hadia et al. (2014) au comparat sonicarea cu sondă (UP200S), sonicarea în baie și extrudarea ca tehnici de preparare a lipozomilor din ulei de pește omega-3. Lipozomii preparați prin sonicare cu sondă au avut formă sferică și și-au menținut o integritate structurală ridicată. Studiul a concluzionat că sonicarea cu sondă a lipozomilor preformați facilitează prepararea lipozomilor cu încărcare ridicată de DHA și EPA. Prin sonicare cu sondă, acizii grași omega-3 DHA și EPA au fost încapsulați în membrana nanolipozomală. Încapsularea face ca acizii grași omega-3 să fie foarte biodisponibili și îi protejează împotriva degradării oxidative.

Factori importanți pentru lipozomi de înaltă calitate

După prepararea lipozomilor, stabilizarea și depozitarea formulărilor lipozomale joacă un rol crucial pentru obținerea unei formulări-purtător stabile pe termen lung și foarte eficiente.
Factorii critici care afectează stabilitatea lipozomilor includ valoarea pH-ului, temperatura de depozitare și materialele recipientelor de depozitare.
Pentru o formulare finită, o valoare a pH-ului de aprox. 6,5 este considerată ideală, deoarece la pH 6,5 hidroliza lipidelor este redusă la cea mai scăzută rată.
Deoarece lipozomii se pot oxida și își pot pierde încărcătura de substanță încapsulată, se recomandă o temperatură de depozitare de aprox. 2–8 °C. Lipozomii încărcați nu trebuie supuși condițiilor de congelare și decongelare, deoarece stresul de congelare–decongelare favorizează scurgerea compușilor bioactivi încapsulați.
Recipientele de depozitare și sistemele lor de închidere ar trebui selectate cu atenție, deoarece lipozomii nu sunt compatibili cu anumite materiale plastice. Pentru a preveni degradarea lipozomilor, suspensiile lipozomale injectabile ar trebui depozitate în fiole de sticlă, mai degrabă decât în flacoane de injecție cu dop. Compatibilitatea cu dopurile din elastomer ale flacoanelor de injecție trebuie testată. Pentru a evita fotooxidarea compozitelor lipidice, depozitarea ferită de lumină, de exemplu folosind o sticlă de culoare închisă și păstrarea într-un loc întunecat, este foarte importantă. Pentru formulările lipozomale perfuzabile, trebuie asigurată compatibilitatea suspensiilor lipozomale cu tubulatura intravenoasă (fabricată din plastic sintetic). Condițiile de depozitare și compatibilitatea materialelor ar trebui specificate pe eticheta formulării lipozomale. [cf. Kulkarni și Shaw, 2016]

După formarea unui film lipidic și rehidratarea ulterioară, sonicarea este utilizată pentru a favoriza încapsularea ingredientelor active în lipozom. În plus, sonicarea permite obținerea dimensiunii dorite a lipozomilor.

Ultrasonicatoare de înaltă performanță pentru formulări lipozomale

Sonicatoarele Hielscher sunt aparate fiabile, utilizate în industria farmaceutică și în producția de suplimente pentru formularea de lipozomi de înaltă calitate încărcați cu acizi grași, 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 ultrasonice complet industriale pentru producția de volume mari de formulări lipozomale. Formularea lipozomilor cu ultrasunete poate fi realizată ca proces discontinuu (batch) sau ca proces continuu în linie. Este disponibilă o gamă largă de sonotrode ultrasonice (sonde) și vase de reactor pentru a asigura o configurație optimă pentru producția dumneavoastră de lipozomi. Robustețea sonicatoarelor Hielscher permite funcționarea 24/7 în regim greu și în medii solicitante.
Tabelul de mai jos vă oferă o indicație privind capacitatea aproximativă de procesare a ultrasonicatoarelor noastre: