Rozpúšťadle vyrobené lipozómy vykazujú veľmi vysokú účinnosť zachytenia, vysokú nosnosť a rovnomerne malú sférickú veľkosť. Tým ultrazvukové lipozómy ponúkajú vynikajúcu biologickú dostupnosť. Hielscher Ultrasonics ponúka ultrasonicators pre spoľahlivú výrobu farmaceutických lipozómov v dávkovom a kontinuálnom režime.

Výhody ultrazvukovej lipozómovej výroby

Ultrazvukové lipozómové zapuzdrenie je technika používaná na zapuzdrenie liekov alebo iných terapeutických činidiel v lipozómoch pomocou ultrazvukovej energie. V porovnaní s inými metódami lipozómového zapuzdrenia, ultrazvukové zapuzdrenie má niekoľko výhod, ktoré z neho robia vynikajúcu výrobnú techniku.

• Vysoké zaťaženie, vysoká účinnosť zachytenia: Ultrazvuková lipozómová produkcia je dobre známe, že produkuje lipozómy s vysokým zaťažením účinných látok, napr. vitamín C, molekuly liečiv atď. Súčasne metóda ultrazvukom vykazuje vysokú účinnosť zachytenia. To znamená, že vysoké percento účinnej látky je zapuzdrené ultrazvukom. Na záver, to robí ultrazvukom vysoko účinnú metódu produkcie lipozómov.
• Rovnomerne malé lipozómy: Jednou z výhod ultrazvukového lipozómového zapuzdrenia je jeho schopnosť produkovať vysoko jednotné lipozómy s úzkou distribúciou veľkosti. Ultrazvuková energia môže byť použitá na rozbitie väčších lipozómov alebo lipidových agregátov na menšie, rovnomernejšie lipozómy. To vedie k väčšej konzistencii vo veľkosti a tvare lipozómov, čo môže byť dôležité pre aplikácie podávania liekov, kde veľkosť častíc môže ovplyvniť ich farmakokinetiku a účinnosť.
• Použiteľné na akékoľvek molekuly: Ďalšou výhodou ultrazvukového lipozómového zapuzdrenia je jeho schopnosť zapuzdriť širokú škálu liekov a iných terapeutických činidiel. Táto technika sa môže použiť na zapuzdrenie hydrofilných aj hydrofóbnych liečiv, čo môže byť ťažké urobiť s inými metódami. Okrem toho, ultrazvuková energia môže byť použitá na zapuzdrenie makromolekúl a nanočastíc, ktoré môžu byť príliš veľké na zapuzdrenie inými metódami.
• Rýchle a spoľahlivé: Ultrazvukové lipozómové zapuzdrenie je tiež relatívne jednoduchý a rýchly proces. Nevyžaduje použitie drsných chemikálií alebo vysokých teplôt, ktoré môžu byť škodlivé pre zapuzdrené terapeutické činidlá.
• Rozšírenie: Okrem toho môže byť táto technika ľahko rozšírená pre veľkovýrobu, čo z nej robí nákladovo efektívnu možnosť pre aplikácie dodávania liekov.

Stručne povedané, ultrazvukové lipozómové zapuzdrenie je vynikajúca technika pre zapuzdrenie lipozómov vďaka svojej schopnosti produkovať jednotné lipozómy s úzkou distribúciou veľkosti, zapuzdriť širokú škálu terapeutických činidiel a jeho jednoduchosť a škálovateľnosť.

Ultrazvukový Liposome príprava na liečivá a kozmetika

Lipozómy (vezikuly na báze lipidov), transferozómy (ultradeformovateľné lipozómy), etozómy (ultradeformovateľné vezikuly s vysokým obsahom alkoholu) a niozómy (syntetické vezikuly) sú mikroskopické vezikuly, ktoré môžu byť umelo pripravené ako globulárne nosiče, do ktorých môžu byť zapuzdrené aktívne molekuly. Tieto vezikuly s priemerom medzi 25 a 5000 nm sa často používajú ako nosiče liekov vo farmaceutickom a kozmetickom priemysle, ako je orálne alebo lokálne podávanie liekov, geneterapia a imunizácia. Ultrazvukom je vedecky dokázaná metóda pre vysoko efektívnu produkciu lipozómov. Hielscher ultrasonicators produkujú lipozómy s vysokým zaťažením aktívnych zložiek a vynikajúcou biologickou dostupnosťou.

Lipozómy a lipozomálna formulácia

Lipozómy sú unilamelárne, oligolamelárne alebo multilamelárne vezikulárne systémy a sú zložené z rovnakého materiálu ako bunková membrána (lipidová dvojvrstva). Pokiaľ ide o ich zloženie a veľkosť, lipozómy sa rozlišujú nasledovne:

• multilamelárne vezikuly (MLV, 0,1-10μm)
• malé unilamelárne vezikuly (SUV, <100 nm)
• veľké unilamelárne vezikuly (LUV, 100–500 nm)
• obrovské unilamelárne vezikuly (GUV, ≥1 μm)

Hlavná štruktúra lipozómov pozostáva z fosfolipidov. Fosfolipidy majú hydrofilnú hlavnú skupinu a hydrofóbnu chvostovú skupinu, ktorá pozostáva z dlhého uhľovodíkového reťazca.
Lipozómová membrána má veľmi podobnú kompozíciu ako kožnú bariéru, aby sa mohli ľahko integrovať do ľudskej pokožky. Ako lipozómy fúzujú s pokožkou, môžu uvoľniť zabŕdnuť agenti priamo na miesto určenia, kde actives môžu plniť svoje funkcie. To znamená, že lipozómy vytvárajú zlepšenie prenikateľnosti kože/priepustnosti pre zakorenené farmaceutické a kozmetické činidlá. Tiež lipozómy bez zapuzdrených látok, voľných vezikúl, sú silnými actives pre kožu, pretože fosfatidylcholín obsahuje dve náležitosti, ktoré ľudský organizmus nemôže produkovať samo o sebe: kyselina linoleová a cholín.
Lipozómy sa používajú ako biologicky kompatibilné nosiče drog, peptidov, bielkovín, plazmatickej DNA, antisenzácia oligonukleotidov alebo ribozymes, na farmaceutické, kozmetické a biochemické účely. Obrovská všestrannosť veľkosti častíc a fyzikálnych parametrov lipidov poskytuje atraktívny potenciál pre výstavbu vozidiel na mieru pre široké spektrum aplikácií. (Ulrich 2002)

Ultrazvukové lipozómy formácie

Lipozómy môžu byť tvorené použitím ultrazvukom. Základným materiálom pre lipozómovú preperáciu sú molekuly obojky odvodené alebo na základe biologických membránových lipidov. Pre tvorbu malých unilamellárnych vezikúl (SUV) sa lipidovú disperziu sonicated jemne – napr. ručným ultrazvukovým zariadením UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter alebo ultrazvukovým reaktorom CupHorn – v ľadovom kúpeli. Trvanie takejto ultrazvukovej liečby trvá cca 5 – 15 minút. Ďalšou metódou na výrobu malých unilamelárnych vezikúl je ultrazvukom multi-lamelové vezikuly lipozómy.
Dinu-Pirvu et al. (2010) hlási získanie transferosómov sonicating MLVs pri izbovej teplote.
Hielscher Ultrasonics ponúka rôzne ultrazvukové zariadenia, sonotródy a príslušenstvo a môže tak poskytnúť najvhodnejšie ultrazvukové nastavenie pre vysoko účinné lipozómové zapuzdrenie v akomkoľvek meradle.

Ultrazvukové zapuzdrenie účinných látok do lipozómov

Lipozómy fungujú ako nosiče účinných látok, ako sú vitamíny, terapeutické molekuly, peptidy atď. Ultrazvuk je účinný nástroj na prípravu a tvorbu lipozómov na zachytenie účinných látok. Súčasne ultrazvukom pomáha procesu zapuzdrenia a zachytenia, takže sa produkujú lipozómy s vysokým zaťažením účinných látok. Pred enkapsuláciou majú lipozómy tendenciu vytvárať zhluky v dôsledku povrchovej interakcie náboja a náboja fosfolipidových polárnych hláv (porov. Míckova et al. 2008), ďalej sa musia otvoriť. Ako príklad, Zhu et al. (2003) opisujú zapuzdrenie biotínového prášku v lipozómoch ultrazvukom. Keď bol biotínový prášok pridaný do roztoku vezikulárnej suspenzie, roztok bol sonikovaný. Po tomto ošetrení bol biotín zachytený v lipozómoch.

Lipozomálne emulzie s ultrazvukom

Ak chcete zvýšiť ošetrujúci účinok hydratačné alebo anti-aging krémy, pleťové vody, gély a ďalšie cosmeceutical formulácie, emulgátor sa pridávajú do lipozomálnych disperzií stabilizovať vyššie množstvo lipidov. Vyšetrovanie však preukázalo, že schopnosť lipozómov je vo všeobecnosti obmedzená. S prídavkom emulgátory, tento efekt sa objaví skôr a ďalšie emulgátory spôsobujú oslabenie na bariérovú afinitu fosfatidylcholínu. Nanočastice – zložený z fosfatidylcholínu a lipidov – sú odpoveďou na tento problém. Tieto nanočastice sú tvorené kvapôčky oleja, ktorá je pokrytá jednovrstvová fosfatidylcholínu. Použitie nanočastíc umožňuje formulácie, ktoré sú schopné absorbovať viac lipidov a zostávajú stabilné, takže ďalšie emulgátory nie sú potrebné.
Ultrazvukom je osvedčený spôsob výroby nanoemulzií a nanodispersions. Vysoko intenzívny ultrazvuk dodáva silu potrebnú na rozptýliť kvapalnú fázu (rozptýlená fáza) v malých kvapôčok v druhej fáze (kontinuálna fáza). V rozptyľuje zóne, imploding kavitácie bubliny spôsobiť intenzívne nárazové vlny v okolitej tekutine a viesť k tvorbe kvapalných trysiek vysokej rýchlosti kvapaliny. S cieľom stabilizovať novovytvorené kvapôčky rozptýliť fázy proti Coalescence, emulgátory (povrchovo aktívnych látok, povrchovo aktívne látky) a stabilizátory sú pridané do emulzie. Ako Koalescencia kvapôčok po narušení ovplyvňuje konečnú distribúciu veľkosti kvapiek, efektívne stabilizujúce emulgátory sa používajú na udržanie konečného rozdelenia veľkosti kvapôčky na úrovni, ktorá sa rovná distribúcii bezprostredne po kvapôčky narušenia v ultrazvukovej rozptyľuje zóne.

Lipozomálne disperzie pomocou ultrazvukom

Lipozomálne disperzie, ktoré sú založené na nenasýtené fosfatidylchlór, nedostatok stability proti oxidácii. Stabilizácia disperzie možno dosiahnuť antioxidanty, ako je komplex vitamínov C a E.
Ortan et al. (2002) dosiahnuté vo svojej štúdii týkajúcej sa ultrazvukovej prípravy Anethum graveolens éterický olej v lipozómoch dobré výsledky. Po sonikácii bol rozmer lipozómov medzi 70-150 nm a pre MLV medzi 230-475 nm; Tieto hodnoty boli približne konštantné aj po 2 mesiacoch, ale prestali po 12 mesiacoch, najmä v disperzii SUV (pozri histogramy nižšie). Meranie stability, ktoré sa týka esenciálnej straty oleja a distribúcie veľkosti, tiež preukázalo, že lipozomálne disperzie udržovali obsah prchavých olejov. To naznačuje, že zachytenie éterického oleja v lipozómoch zvýšila stabilitu oleja.

Ortan et al. (2009): Stabilita MLV a SUV disperzií po 1 roku. Lipozomálne formulácie sa uchovávali pri teplote 4±1 °C.

Hielscher ultrazvukové procesory sú ideálne zariadenia pre aplikácie v kozmetickom a farmaceutickom priemysle. Systémy pozostávajúce z niekoľkých ultrazvukových procesorov až do 16,000 wattov každý, poskytujú kapacitu potrebnú na preklad tejto laboratórnej aplikácie do efektívnej výrobnej metódy na získanie jemne rozptýlených emulzií v kontinuálnom prietoku alebo v dávke – dosiahnutie výsledkov porovnateľných s dnešnými najlepšími dostupnými vysokotlakovými homogenizátormi, ako sú ventily s otvormi. Okrem tejto vysokej účinnosti v kontinuálnej emulgácii, Hielscher ultrazvukové zariadenia vyžadujú veľmi nízku údržbu a sú veľmi ľahko ovládateľné a čistiť. Ultrazvuk skutočne podporuje čistenie a oplachovanie. Ultrazvukový výkon je nastaviteľný a môže byť prispôsobený konkrétnym produktom a požiadavkám na emulgáciu. K dispozícii sú aj špeciálne reaktory s prietokovými článkami, ktoré spĺňajú pokročilé požiadavky CIP (clean-in-place) a SIP (sterilize-in-place).

Literatúra / Referencie