Liposomsko inkapsulirane bioaktivne molekule z ultrazvokom
Znano je, da je ultrasonication zelo učinkovit pri pripravi liposomskih formulacij. Tipične liposomske formulacije vključujejo vitamin C, CBD, kurkumin, kvercitin, astaksantin, peptide in manifiold druge bioaktivne spojine z uporabo ultrazvočne obdelave. Ultrazvočna inkapsulacija liposomov je preprosta, hitra in učinkovita tehnika, ki omogoča izdelavo stabilnih, visoko obremenjenih veziklov. Ultrazvočno inkapsulirana hranila se odlikujejo z vrhunsko biološko uporabnostjo.
Kaj so liposomi in kakšne so njihove prednosti?
Liposomi so vezikli, ki so sestavljeni iz vodnega jedra, zaprtega v eno ali več fosfolipidnih dvoplasti. Ker imajo liposomi vodno jedro, obdano z lipidno plastjo in hidrofilno zunanjo lupino, so liposomi topni v vodi in lahko prenašajo vodotopne in maščobne spojine v ustreznih predelih vezikla. Zaradi tega so liposomi zelo učinkovit sistem za dostavo terapevtsko aktivnih molekul. Liposomi nastanejo z motnjami bioloških membran, procesom, ki se spodbuja in krepi z ultrazvočno razvarjanjem. 
Liposomi so najpogosteje sestavljeni iz fosfolipidov, zlasti fosfatidilholina, lahko pa vključujejo tudi druge lipide, kot je jajčni fosfatidiletanolamin, če so združljivi s strukturo lipidnega dvosloja. Liposomi nastanejo spontano, ko so fosfolipidi hidrirani. V prvem koraku – faza hidracije – Sonikacija se uporablja za nano-emulgiranje lipidov in vodne faze, da bi spodbudili nastanek visoko obremenjenih multilamelarnih veziklov (MLV). Nato se lahko sonifikacija po potrebi uporabi za zmanjšanje velikosti liposoma. Da bi dobili manjšo velikost veziklov, se ultrazvočno razbijanje uporablja za razpršitev in zmanjšanje velikosti liposoma na mono-dispergirane velike enolamelarne vezikle (LUV) ali majhne enolamelarne vezikle (SUV).
Ultrazvočna tehnika nastajanja liposomov in zmanjšanja liposomske velikosti je zanesljiva, hitra, učinkovita, enostavna in varna. Proizvedeni liposomi kažejo visoko obremenitev bioaktivnih snovi, visoko stabilnost in vrhunsko biološko uporabnost.
UP400St, 400 vatov močan ultrazvočni homogenizator, za proizvodnjo nano-liposomov.
Zakaj ultrazvočne čistilne kopeli ne morejo proizvajati visokokakovostnih liposomov?
Proizvodnja liposomov zahteva ultrazvočno napravo, ki lahko zagotovi dovolj energije za ustvarjanje enotnih, nano-velikih delcev. Domači liposomi z ultrazvočnim čistilcem za nakit so običajno neučinkoviti, saj pripravljeni liposomi ne kažejo niti potrebne nano-velikosti niti ne zajemajo bioaktivnih hranil na učinkovit in dolgoročno stabilen način. Za pripravo visokokakovostnih liposomov je najprimernejša tehnologija ultrazvočni aparat tipa sonde, saj lahko sonda (sonotrode) prenaša intenzivno akustično energijo, potrebno za tvorbo visoko obremenjenih učinkovitih liposomov v medij. Na splošno imajo liposomi, proizvedeni z ultrazvočno sondo, porazdelitev velikosti delcev 100-500 nm, kar je optimalno za visoke obremenitve in vrhunsko biološko uporabnost.
Uporaba ultrazvočnega reaktorja pretočnih celic omogoča pripravo liposomov v okolju brez kisika, da se prepreči oksidativna razgradnja.
Ultrazvočni aparati tipa sonde zagotavljajo potrebno energijo za proizvodnjo liposomov, ki so:
- Zelo obremenjeno
- nano-velikosti
- hlev
- monodisperzija
- biološko razpoložljiva
- biokompatibilen
- Ponovljivo
Po nastanku lipidnega filma naknadno rehidracijo se ultrazvočna razbijanje uporablja za spodbujanje ujetja aktivnih sestavin v liposom. Poleg tega ultrazvočno razbijanje doseže želeno velikost liposomov.
Liposomsko inkapsulirane molekule z ultrazvokom
Spodnji seznam navaja, katere snovi so že uspešno inkapsulirane v liposomske formulacije z uporabo ultrazvočne priprave.
- antioksidanti, kot so glutation, vitamin C, metilirani vitamini B, resveratrol, CoQ10 itd.
- fenoli: flavonoidi, kot so fisetin, kvercitin, oligomerni proantocianidini (OPC); saponini, kot je astralgalozid; Alkaloidov
- minerali, kot so magnezijevi kelati (npr. magnezijev treonat, magnezijev orotat), cink, baker itd.
- terpeni, kot so astaksantin, limonen, pinen, humulen, linalool, beta-kariofilen, fitol, geraniol, terpinolen itd.
- lipidi, kot so omega-3 maščobne kisline EPA in DHA; dipalmitoil-fosfatidilholin (DPPC) itd.
- aminokisline, kot so kreatin, glicin, 5-HTP (5-hidroksitriptofan), fenilalanin, L-teanin, GABA (gama-aminobutirna kislina), taurin, N-acetilcistein (NAC), L-tirozin itd.
- peptidi, npr. oksitocin, kolagenski peptidi itd.
- polisaharidi, kot so hialuronska kislina, gobasti polisaharidi itd.
- kanabinoidi, kot so CBD, CBG, THC
- nootropiki, pametna zdravila in kognitivni ojačevalci, ki lahko vključujejo zgoraj omenjene snovi in druge molekule
Nano-izboljšana liposomska formulacija bioaktivnih molekul ponuja višjo stopnjo absorpcije, vrhunsko biološko uporabnost in lahko snovi omogoči, da prečkajo krvno-možgansko pregrado.
Alternativni sistemi za dostavo zdravil na osnovi lipidov so nanoemulzije in koloidni nosilci na osnovi lipidov, kot so trdni lipidni nanodelci (SLN) in nanostrukturirani lipidni nosilci (NLC). Vse to, nano-emulzije, SLN in NLC, se lahko zanesljivo oblikujejo in naložijo pod ultrazvočnim razbijanjem.
Preberite več o ultrazvočno ekstrahirani in nanokapsulirani Aloe Veri!
Ultrazvočni homogenizator UIP2000hdT (2kW) z neprekinjeno mešanim šaržnim reaktorjem
Dejavniki, ki vplivajo na kakovost liposomov
Kakovost liposoma je določena z enakomernostjo velikosti in lamelarnosti delcev, učinkovitostjo ujetja (% EE) / obremenitvijo kapsulacije in stabilnostjo. Način priprave, pogoji predelave, surovine in skladiščenje so pomembni dejavniki, ki prispevajo h kakovosti in s tem k moči liposomskih formulacij. Leva slika SEM prikazuje ultrazvočno pripravljene liposome, napolnjene z maščobnimi kislinami DHA in EPA z uporabo Hielscherjevega ultrazvočnega UP200S (študija in slika: Hadian et al. 2014).
Ultrazvočna priprava liposomov je zanesljiva tehnika, ki daje majhno, enakomerno velikost liposomskih delcev z visoko obremenitvijo bioaktivnih molekul. Ultrazvočni procesni parametri (kot so amplituda, skupna energija, čas, pulziranje, temperatura, tlak) so natančno nastavljivi. Kot tehnika netoplotne obdelave temelji načelo delovanja sonifikacije na čisto mehanskem striženju. Dvig temperature v ultrazvočni tekočini je treba razložiti z drugim zakonom termodinamike, ki pravi, da se vsaka uporabljena energija končno pretvori v toploto. Za vzdrževanje stabilne nizke temperature liposomskega medija Hielscher Ultrasonics ponuja prefinjene hladilne rešitve, kot so ledene kopeli ter reaktorji in pretočne celice s hladilnimi plašči. Rezultati ultrazvočne proizvodnje liposomov so ponovljivi, kar je pomembno za standardiziran proces in stalno visoko kakovost izdelkov.
Visoko kakovostni fosfolipidi z visokim odstotkom fosfatidilholina in fosfatidiletanolamina zagotavljajo stabilno liposomsko lupino, ki preprečuje uhajanje hranil. Močna fosfolipidna lupina ščiti tudi inkapsulirana hranila pred oksidativno in toplotno razgradnjo. Zato je bistvenega pomena uravnoteženo razmerje med fosofolipidi in vodno fazo in inkapsuliranimi hranili (bioaktivnimi molekulami).
- Visoka učinkovitost inkapsulacije / ujetja (% EE)
- Visoka biološka uporabnost
- Hiter & Učinkovito
- Dolgoletna stabilnost
- Za prehrano in farmacijo
- Varen & Enostaven za uporabo
Visoko zmogljivi ultrazvočni aparati za proizvodnjo liposomov
Sistemi Hielscher Ultrasonics so zanesljivi stroji, ki se uporabljajo v farmacevtski proizvodnji in proizvodnji prehranskih dopolnil za oblikovanje visokokakovostnih liposomov, napolnjenih z vitamini, antioksidanti, flavonoidi, peptidi, polifenoli in drugimi bioaktivnimi spojinami / hranili. Da bi izpolnil zahteve svojih strank, Hielscher dobavlja ultrazvočne aparate iz kompaktnega ročnega laboratorijskega homogenizatorja in ultrazvočnih ultrazvočnih naprav do popolnoma industrijskih ultrazvočnih sistemov za proizvodnjo velikih količin liposomskih formulacij. Ultrazvočna liposomska formulacija se lahko izvaja kot serija ali kot neprekinjen inline proces z uporabo ultrazvočnega pretočnega reaktorja. Na voljo je široka paleta ultrazvočnih sonotrod (sond) in reaktorskih posode, ki zagotavljajo optimalno nastavitev za vašo proizvodnjo liposomov. Robustnost Hielscherjeve ultrazvočne opreme omogoča 24/7 delovanje pri težkih obremenitvah in v zahtevnih okoljih.
Natančen nadzor nad vsemi pomembnimi procesnimi parametri, kot so amplituda, tlak, temperatura in čas ultrazvočne obdelave, naredi ultrazvočni proces zanesljiv in ponovljiv. Hielscher Ultrasonics se zaveda pomena stalno visoke kakovosti izdelkov in podpira proizvajalce dodatkov in terapevtikov pri izvajanju standardizacije procesov in GMP (dobre proizvodne prakse) z inteligentno programsko opremo in samodejnim beleženjem podatkov. Naši digitalni ultrazvočni homogenizatorji samodejno beležijo vse ultrazvočne procesne parametre na vgrajeno SD kartico. Digitalni zasloni na dotik in daljinski upravljalnik brskalnika omogočajo neprekinjeno spremljanje procesa in natančno prilagajanje procesnih parametrov, kadar koli je to potrebno. To bistveno olajša spremljanje procesov in nadzor kakovosti.
Spodnja tabela vam prikazuje približno zmogljivost obdelave naših ultrazvočnih aparatov:
| Obseg serije | Pretok | Priporočene naprave |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml / min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml / min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 00,2 do 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100L | 2 do 10 l/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 do 100 l/min | UIP16000 |
| n.a. | Večji | Grozd UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Vprašajte nas!
Ultrazvočni homogenizatorji visoke moči iz laboratorij k Pilot in industrijska lestvica.
Literatura / Reference
- Zahra Hadian, Mohammad Ali Sahari, Hamid Reza Moghimi; Mohsen Barzegar (2014): Formulation, Characterization and Optimization of Liposomes Containing Eicosapentaenoic and Docosahexaenoic Acids; A Methodology Approach.Iranian Journal of Pharmaceutical Research (2014), 13 (2): 393-404.
- Martina Asprea; Francesca Tatini; Vieri Piazzini; Francesca Rossi; Maria Camilla Bergonzi; Anna Rita Bilia (2019): Stable, Monodisperse, and Highly Cell-Permeating Nanocochleates from Natural Soy Lecithin Liposomes. Pharmaceutics 11(1):34, 2019.
- Liangfang Zhang; Steve Granick (2006): How to Stabilize Phospholipid Liposomes (Using Nanoparticles). Nano Letters. 2006 April, 6(4):694-8.
- Vassiliki Exarchou; Nikolaos Nenadis; Maria Tsimidou; Dimitrios Boskou (2002): Antioxidant Activities and Phenolic Composition of Extracts from Greek Oregano, Greek Sage, and Summer Savory. Journal of Agricultural and Food Chemistry 50(19). Oct. 2002. 5294-9.
- Khushwinder Kaur, Shivani Uppal, Ravneet Kaur, Jyoti Agarwal and Surinder Kumar Mehta (2015): Energy efficient, facile and cost effective methodology for formation of an inclusion complex of resveratrol with hp-β-CD. New J. Chem., 2015, 39, 8855.
Hielscher Ultrasonics proizvaja visoko zmogljive ultrazvočne homogenizatorje iz laboratorij k industrijska velikost.