Липозомско инкапсулирање биоактивних молекула ултразвуком

Познато је да је ултразвучна обрада веома ефикасна у припреми липозомских формулација. У типичним липозомским формулацијама ултразвучном обрадом инкапсулирају се витамин C, CBD, куркумин, кверцетин, астаксантин, пептиди и многа друга биоактивна једињења. Ултразвучно липозомско инкапсулирање је једноставна, брза и делотворна техника која омогућава производњу стабилних везикула са високим садржајем инкапсулираних супстанци. Ултразвучно инкапсулирани нутријенти одликују се супериорном биорасположивошћу.

Преглед: липозомско инкапсулирање биоактивних једињења соникацијом

Ултразвучно инкапсулирање представља веома ефикасну методу уградње биоактивних једињења у липозоме која омогућава контролу процеса и побољшава њихову стабилност, биорасположивост и функционална својства. Акустична кавитација настала дејством ултразвука високог интензитета поспешује брзу хидратацију липида, смањење величине везикула и равномерно дисперговање, омогућавајући формирање малих, хомогених липозома са уском расподелом величина. Ова техника омогућава високу ефикасност инкапсулирања и хидрофилних и липофилних једињења, уз свођење потребе за органским растварачима или оштрим условима обраде на најмању меру. Поред тога, ултразвучна обрада омогућава прецизну контролу величине честица и ламеларности, што су кључни параметри за оптимизацију контролисаног ослобађања, ћелијског усвајања и дугорочне стабилности осетљивих биоактивних супстанци у фармацеутској, нутрацеутској и козметичкој примени.

Шта су липозоми и које су њихове предности?

Липозоми су везикуле које се састоје од воденог језгра окруженог једним или више фосфолипидних двослојева. Пошто липозоми имају водено језгро окружено липидним слојем и хидрофилни спољашњи омотач, растворљиви су у води и могу да преносе једињења растворљива у води и једињења растворљива у мастима у одговарајућим одељцима везикуле. Због тога су липозоми веома ефикасан систем за испоруку терапијски активних молекула. Липозоми се формирају нарушавањем биолошких мембрана, а ултразвучна обрада поспешује и интензивира тај процес. Липозоми се најчешће састоје од фосфолипида, нарочито фосфатидилхолина, али могу да садрже и друге липиде, као што је фосфатидилетаноламин из јаја, све док су компатибилни са структуром липидног двослоја. Липозоми се спонтано формирају када се фосфолипиди хидратишу. У првом кораку – фази хидратације – соникација се користи за наноемулговање липида и водене фазе како би се поспешило формирање мултиламеларних везикула (MLVs) са високим садржајем инкапсулираних супстанци. Након тога, ултразвучна обрада може да се користи за смањење величине липозома ако је потребно. Да би се добиле мање везикуле, соникација се примењује за дисперговање и смањење величине липозома до монодисперзних великих униламеларних везикула (LUVs) или малих униламеларних везикула (SUVs).
Ултразвучна техника формирања липозома и смањења њихове величине је поуздана, брза, ефикасна, једноставна и безбедна. Произведени липозоми имају висок садржај биоактивних супстанци, високу стабилност и супериорну биорасположивост.

Зашто ултразвучне каде за чишћење не могу да произведу висококвалитетне липозоме?

Производња липозома захтева ултразвучни уређај који може да испоручи довољно енергије за стварање уједначених честица нанометарских димензија. Липозоми направљени у кућним условима помоћу ултразвучног уређаја за чишћење накита углавном су неефикасни јер припремљени липозоми нити имају потребне нанометарске димензије нити инкапсулирају биоактивне хранљиве материје на ефикасан и дугорочно стабилан начин. За припрему висококвалитетних липозома, ултразвучни уређај са сондом представља пожељну технологију јер сонда (сонотрода) може да пренесе у медијум интензивну акустичку енергију потребну за формирање ефикасних липозома са високим садржајем инкапсулираних материја. Уопштено, липозоми произведени ултразвучном сондом имају расподелу величине честица од 100–500nm, што је оптимално за висок садржај инкапсулираних материја и супериорну биорасположивост.
Употреба ултразвучног реактора са проточном ћелијом омогућава припрему липозома у окружењу без кисеоника ради спречавања оксидативне разградње.
Ултразвучни уређаји са сондом обезбеђују потребну енергију за производњу висококвалитетних липозома који су:

Након формирања липидног филма и накнадне рехидратације, соникација се користи за подстицање заробљавања активних састојака у липозомима. Поред тога, соникацијом се постиже жељена величина липозома.

Молекули инкапсулирани у липозоме помоћу ултразвука

Списак у наставку даје преглед супстанци које су већ успешно инкапсулиране у липозомске формулације применом ултразвучног поступка припреме.

• антиоксиданси као што су глутатион, витамин C, метиловани витамини групе B, ресвератрол, CoQ10 итд.
• фенолна једињења: флавоноиди као што су физетин, кверцетин, олигомерни проантоцијанидини (OPC); сапонини као што је астрагалозид; алкалоиди
• минерали као што су хелати магнезијума (нпр. магнезијум-треонат, магнезијум-оротат), цинк, бакар итд.
• терпени као што су астаксантин, лимонен, пинен, хумулен, линалол, бета-кариофилен, фитол, гераниол, терпинолен итд.
• липиди као што су омега-3 масне киселине EPA и DHA; дипалмитоил-фосфатидилхолин (DPPC) итд.
• аминокиселине као што су креатин, глицин, 5-HTP (5-хидрокситриптофан), фенилаланин, L-теанин, GABA (гама-аминобутерна киселина), таурин, N-ацетилцистеин (NAC), L-тирозин итд.
• пептиди, нпр. окситоцин, колаген, GLP-1 пептиди итд.
• полисахариди као што су хијалуронска киселина, полисахариди гљива итд.
• канабиноиди као што су CBD, CBG, THC
• ноотропици, паметни лекови и средства за побољшање когнитивних функција, који могу обухватати претходно наведене супстанце, као и друге молекуле

Липозомска формулација биоактивних молекула унапређена нанотехнологијом нуди већу стопу апсорпције, супериорну биорасположивост и може омогућити супстанцама да прођу кроз крвно-мождану баријеру.
Алтернативни системи за испоруку лекова на бази липида су наноемулзије и колоидни носачи на бази липида, као што су чврсте липидне наночестице (SLN) и наноструктурирани липидни носачи (NLC). Сви они, наноемулзије, SLN и NLC, могу се поуздано формирати и пунити применом соникације.
Прочитајте више о ултразвучно екстрахованој и наноинкапсулираној алоји вери!

Изаберите жељени метод формирања липозома

Соникација се широко користи у различитим методама припреме и обраде липозома јер подржава и формирање липозома и контролу њихових својстава након обраде. Може се применити током директног формирања липозома дисперговањем лецитина (фосфолипида) у воденој фази ради подстицања брзог настанка везикула, а често се користи и у устаљеним техникама као што су испаравање реверзне фазе и хидратација танког филма ради побољшања дисперговања липида и убрзавања формирања везикула. Поред почетне припреме, соникација се често примењује за пуњење претходно формираних (празних) липозома путем сонопорације, чиме се омогућава ефикасна уградња биоактивних једињења, а представља и стандардни поступак за смањење величине липозома, којим се добијају мање, уједначеније везикуле са ужом расподелом величина ради побољшања стабилности и ефикасности испоруке.
Сазнајте више о различитим методама производње липозома уз помоћ ултразвука:

• Ултразвучно формирање липозома помоћу лецитина
• Метода испаравања реверзне фазе уз помоћ ултразвука
• Хидратација танког филма уз помоћ ултразвука

Фактори који утичу на квалитет липозома

Квалитет липозома одређују уједначеност величине честица и ламеларности, ефикасност заробљавања (%EE) / количина инкапсулираних супстанци и стабилност. Метода припреме, услови обраде, сировине и складиштење важни су фактори који доприносе квалитету, а тиме и делотворности липозомских формулација. SEM снимак са леве стране приказује липозоме напуњене масним киселинама DHA и EPA, припремљене ултразвуком помоћу ултразвучног уређаја Hielscher UP200S (истраживање и снимак: Hadian et al. 2014).
Ултразвучна припрема липозома је поуздана техника којом се добијају мале липозомске честице уједначене величине, са високим садржајем биоактивних молекула. Параметри ултразвучног процеса (као што су амплитуда, укупна енергија, време, пулсирање, температура и притисак) могу се прецизно подесити. Као нетермичка техника обраде, соникација се заснива на искључиво механичком смицању. Пораст температуре у течности која се обрађује ултразвуком објашњава се другим законом термодинамике, према којем се сва примењена енергија на крају претвара у топлоту. Ради одржавања стабилне ниске температуре липозомског медијума, Hielscher Ultrasonics обезбеђује напредна решења за хлађење, као што су ледена купатила, као и реактори и проточне ћелије са расхладним омотачима. Резултати ултразвучне производње липозома су поновљиви, што је важно за стандардизован процес и стално висок квалитет производа.
Висококвалитетни фосфолипиди са високим уделом фосфатидилхолина и фосфатидилетаноламина обезбеђују стабилан омотач липозома који спречава цурење хранљивих материја. Чврст фосфолипидни омотач такође штити инкапсулиране хранљиве материје од оксидативне и термичке разградње. Због тога је уравнотежен однос фосфолипида, водене фазе и инкапсулираних хранљивих материја (биоактивних молекула) од суштинског значаја.

Ултразвучни уређаји високих перформанси за производњу липозома

Системи компаније Hielscher Ultrasonics су поуздани уређаји који се користе у фармацеутској производњи и производњи додатака исхрани за формулисање висококвалитетних липозома са инкапсулираним витаминима, антиоксидансима, флавоноидима, пептидима, полифенолима и другим биоактивним једињењима / хранљивим материјама. Да би задовољио захтеве својих купаца, Hielscher испоручује ултразвучне уређаје у распону од компактног ручног лабораторијског хомогенизатора и стоних ултразвучних уређаја до потпуно индустријских ултразвучних система за производњу великих количина липозомалних формулација. Ултразвучна припрема липозомалних формулација може се спроводити шаржно или као континуални процес у производној линији уз употребу ултразвучног проточног реактора. Доступан је широк избор ултразвучних сонотрода (сонди) и реакторских посуда како би се обезбедила оптимална конфигурација за вашу производњу липозома. Робусност ултразвучне опреме компаније Hielscher омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.
Прецизна контрола свих важних процесних параметара, као што су амплитуда, притисак, температура и време соникације, чини ултразвучни процес поузданим и поновљивим. Hielscher Ultrasonics препознаје значај стално високог квалитета производа и подржава произвођаче додатака исхрани и терапијских препарата у примени стандардизације процеса и GMP (добре произвођачке праксе) помоћу интелигентног софтвера и аутоматског бележења података. Наши дигитални ултразвучни хомогенизатори аутоматски бележе све параметре ултразвучног процеса на уграђену SD картицу. Дигитални екрани осетљиви на додир и даљинско управљање преко прегледача омогућавају непрекидно праћење процеса и прецизно подешавање процесних параметара кад год је то потребно. То знатно олакшава праћење процеса и контролу квалитета.
Табела у наставку даје преглед приближног капацитета обраде наших ултразвучних уређаја: