Липосомы методом испарения обратной фазы с применением обработки ультразвуком

Липосомы – универсальные наноносители, используемые для доставки лекарственных средств благодаря своей биосовместимости и способности инкапсулировать как гидрофильные, так и гидрофобные препараты. Метод испарения обратной фазы (также известный как метод эмульгирования или метод испарения растворителя) является одним из ведущих методов получения липосом и обеспечивает высокую эффективность инкапсуляции. В этой статье рассматривается получение липосом методом испарения обратной фазы, эффективность которого повышается благодаря обработке ультразвуком с помощью зондового устройства; освещаются этапы процедуры, преимущества и потенциальные применения в системах доставки лекарственных средств.

Липосомы представляют собой везикулярные структуры, состоящие из одного или нескольких липидных бислоёв и способные инкапсулировать гидрофильные и гидрофобные соединения. Их уникальная структура делает их идеальными для адресной доставки лекарственных средств. Метод испарения обратной фазы (также известный как метод эмульгирования или испарения растворителя) – хорошо зарекомендовавший себя метод получения липосом. В следующих разделах мы познакомим вас с преимуществами метода испарения обратной фазы с обработкой ультразвуком с помощью зондового устройства, которая, как известно, улучшает эмульгирование, повышает эффективность инкапсуляции и способствует уменьшению размера липосом.

Методика получения липосом методом испарения обратной фазы

Формирование липосом методом обратного испарения с применением обработки ультразвуком включает растворение липидов в смеси органических растворителей – хлороформа и метанола (2:1 v/v), что способствует образованию обратных мицелл. Затем в эту смесь добавляют водный буферный раствор. Полученный раствор обрабатывают ультразвуком, например с помощью зондового ультразвукового устройства UP400St, для создания микроэмульсии типа «вода в масле». Затем органический растворитель испаряют с помощью роторного испарителя, в результате чего образуется вязкий гель, который в конечном итоге разрушается с образованием липосом. Крупное водное ядро пузырьков микроэмульсии способствует захвату гидрофильных молекул, что приводит к образованию липосомальных гелей, характеризующихся контролируемым высвобождением и хорошим профилем проникновения. Наконец, с помощью ультразвукового устройства размер липосом уменьшают до одинакового значения.

Формирование липосом методом обратного испарения с применением обработки ультразвуком

Протокол / Пошаговые инструкции:

1. Взвешивание и растворение липидов:
   Точно взвесьте L-α-фосфатидилхолин и холестерин общей массой 40 mg в массовом соотношении 4:1 или 7:3.
   Растворите взвешенные липиды в 10 mL смеси хлороформа и метанола (4:1 v/v) в круглодонной колбе.
2. Формирование липидной плёнки:
   Присоедините круглодонную колбу к роторному испарителю.
   Вращайте колбу при 8 x g и 40°C в условиях вакуума до образования тонкой липидной плёнки на стенках колбы.
3. Удаление паров растворителя:
   Удалите оставшиеся пары смеси растворителей, продувая колбу газообразным азотом.
4. Повторное растворение липидной плёнки:
   Повторно растворите липидную плёнку в 10 mL диэтилового эфира для образования везикул обратной фазы.
5. Подготовка водной фазы:
   Смешайте 5 mL буферного раствора PBS (0,1 M, pH 7,4), содержащего действующее вещество для инкапсуляции, и 20 mg Tween 80 с органической фазой (диэтиловым эфиром с растворёнными липидами).
6. Обработка эмульсии ультразвуком:
   Поместите эмульсию типа «вода в масле» в ледяную баню.
   Обрабатывайте эмульсию ультразвуком с помощью зондового ультразвукового устройства UP200Ht при частоте 26 kHz в импульсном режиме 50% (0,5 цикла = 30 sec ВКЛ. / 30 sec ВЫКЛ.) и амплитуде 50% в течение 1 минуты.
7. Испарение для образования геля:
   Верните обработанную ультразвуком эмульсию в роторный испаритель.
   Испаряйте при атмосферном давлении и 40°C до получения геля.
8. Формирование липосом:
   Продолжайте испарение геля, разрушая его до полупрозрачной жидкости, что указывает на образование липосом.
9. Конечная суспензия липосом:
   Добавьте к суспензии липосом ещё 5 mL буферного раствора PBS (0,1 M, pH 7,4).
   Осторожно перемешайте смесь на вортексном смесителе.
   Удалите оставшиеся пары диэтилового эфира с помощью газообразного азота.
10. Хранение:
    Храните конечную суспензию липосом в холодильнике при 4°C до использования.

Эти инструкции описывают пошаговый процесс получения липосом методом испарения обратной фазы с ультразвуковой гомогенизацией, обеспечивающий высокое содержание внутренней водной фазы и эффективную инкапсуляцию действующего вещества.
Метод испарения обратной фазы, особенно с обработкой ультразвуком с помощью зондового устройства, широко применяется для получения липосом, в частности когда требуется высокое содержание внутренней водной фазы. Этот метод имеет преимущество перед традиционным методом гидратации тонкой плёнки благодаря возможности включения большего количества водной фазы внутрь липосом.

Преимущества обработки ультразвуком с помощью зондового устройства при формировании липосом

• Повышенная однородность: Обработка ультразвуком с помощью зондового устройства обеспечивает равномерный подвод энергии, что приводит к более однородному распределению липосом по размерам.
• Улучшенная инкапсуляция: Механические силы, возникающие при обработке ультразвуком, улучшают инкапсуляцию лекарственных средств, особенно гидрофильных соединений.
• Масштабируемость: Эти методы легко масштабируются, что делает их подходящими для крупномасштабного производства липосом.

Применение липосом для доставки лекарственных средств

Липосомы, полученные методами эмульгирования и испарения растворителя с обработкой ультразвуком с помощью зондового устройства, подходят для различных применений в доставке лекарственных средств, включая:

1. Адресная доставка лекарственных средств: Функционализация липосом специфическими лигандами позволяет осуществлять адресную доставку в определённые ткани или клетки.
2. Контролируемое высвобождение: Структура липидного бислоя позволяет контролировать высвобождение лекарственных средств, повышая терапевтическую эффективность.
3. Универсальность: Эти методы подходят для широкого спектра терапевтических средств – от малых молекул до более крупных биомолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты.

Метод испарения обратной фазы особенно известен более высоким содержанием внутренней водной фазы по сравнению с методом гидратации тонкой плёнки. Эта характеристика полезна для применений, требующих инкапсуляции значительного количества гидрофильных лекарственных препаратов или других терапевтических средств.
Метод испарения обратной фазы с обработкой ультразвуком с помощью зондового устройства – надёжный и эффективный способ получения липосом. Его способность обеспечивать более высокое содержание внутренней водной фазы делает его предпочтительным методом для фармацевтических применений, в которых крайне важно максимально увеличить инкапсуляцию гидрофильных веществ. Тщательный контроль испарения растворителя и применение обработки ультразвуком – ключевые факторы успеха этого метода, позволяющие получать высококачественные липосомы, подходящие для различных терапевтических целей.

Подберите подходящее ультразвуковое устройство для производства липосом

Hielscher Ultrasonics предлагает широкий ассортимент зондовых ультразвуковых устройств для эффективного производства липосом, обеспечивающего высокую эффективность захвата и высокую ёмкость загрузки биоактивных молекул.
Вы можете использовать ультразвуковые устройства Hielscher для различных способов получения липосом, таких как описанный здесь метод испарения обратной фазы, метод эмульгирования и метод тонкой плёнки.
Узнайте больше об ультразвуковом получении липосом методом тонкой плёнки!
Узнайте больше о полученных с помощью ультразвука липосомах, инкапсулирующих

• витамин C
• DHA и EPA (рыбий жир)
• аллицин
• пептиды GLP-1 (например, семаглутид)

Проектирование, производство и консультации – качество из Германии

Ультразвуковые устройства Hielscher широко известны высочайшими стандартами качества и проектирования. Прочность и простота эксплуатации позволяют беспрепятственно интегрировать наши ультразвуковые устройства в промышленные объекты. Ультразвуковые устройства Hielscher легко справляются с тяжёлыми условиями и сложными рабочими средами.

Hielscher Ultrasonics – компания, сертифицированная по ISO, которая уделяет особое внимание высокопроизводительным ультразвуковым устройствам, отличающимся самыми современными технологиями и удобством использования. Разумеется, ультразвуковые устройства Hielscher соответствуют требованиям CE и удовлетворяют требованиям UL, CSA и RoHs.

Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности обработки наших ультразвуковых устройств: