Ултразвучна производња липозомалних омега-3 масних киселина

Нанолипозоми су високоефикасни носачи лекова који се користе за повећање биорасположивости биоактивних једињења као што су омега-2 масне киселине, витамини и друге супстанце. Ултразвучна инкапсулација биоактивних једињења је брза и једноставна техника за припрему нанолипозома са високим садржајем лека. Ултразвучна инкапсулација у липозоме повећава стабилност и биорасположивост једињења.

Липозомалне омега-3 масне киселине

Омега-3 масне киселине, као што су еикозапентаенска киселина (EPA) и докозахексаенска киселина (DHA), имају виталну улогу у правилном одвијању многих виталних биохемијских реакција у људском телу. EPA и DHA се углавном налазе у рибама хладних вода, јетри бакалара и шкољкама. Пошто не конзумирају сви препоручене две порције рибе недељно, рибље уље се често користи у облику додатака исхрани. Поред тога, омега-3 масне киселине као што су EPA и DHA користе се као терапијска средства за лечење кардиоваскуларних болести и болести мозга, као и у терапији рака. Ултразвучна инкапсулација у липозоме је техника која се широко и успешно користи за побољшање биорасположивости и брзине апсорпције.

Ултразвучна инкапсулација омега-3 масних киселина у липозоме

Ултразвучна инкапсулација је поуздана техника припреме липозома са високим садржајем активних супстанци. Ултразвучна наноемулзификација нарушава фосфолипидне двослојеве и уноси енергију како би подстакла формирање амфифилних везикула сферног облика, познатих као липозоми.
Ултразвучна обрада омогућава контролу величине липозома током поступка ултразвучне припреме: величина липозома се смањује са повећањем ултразвучне енергије. Мањи липозоми пружају већу биоприступачност и могу успешније да преносе молекуле масних киселина до циљних места јер мања величина олакшава пролазак кроз ћелијске мембране.
Липозоми су познати као делотворни носачи лекова, који се могу напунити како липофилним тако и хидрофилним супстанцама захваљујући амфифилној структури својих двослојева. Још једна предност липозома је могућност њихове хемијске модификације укључивањем полимера везаних за липиде у формулацију, чиме се побољшава преузимање заробљених молекула у циљном ткиву и продужава ослобађање лека, а тиме и његово време полуживота. Липозомална инкапсулација такође штити биоактивна једињења од оксидативне разградње, што је важан фактор за полинезасићене масне киселине као што су EPA и DHA, које су подложне оксидацији.
Hadia и сар. (2014) утврдили су да је ултразвучна инкапсулација DHA и EPA помоћу ултразвучног уређаја са сондом UP200S дала већу ефикасност инкапсулације (%EE), са 56,9 ± 5,2% за DHA и 38,6 ± 1,8% за EPA. %EE за DHA и EPA у липозомима значајно се повећао применом ултразвучне обраде (вредност p мања од 0,05; статистички значајне вредности).

Ултразвучно припремљени липозоми напуњени масним киселинама DHA и EPA.
Студија и слика: Hadian и сар. 2014

Поређење ефикасности: ултразвучна инкапсулација и екструзија липозома

При поређењу ултразвучне инкапсулације помоћу сонде са ултразвучном обрадом у купатилу и техником екструзије, ултразвучном обрадом помоћу сонде постиже се боље формирање липозома.
Hadia и сар. (2014) упоредили су ултразвучну обраду помоћу сонде (UP200S), ултразвучну обраду у купатилу и екструзију као технике за припрему липозома са омега-3 масним киселинама из рибљег уља. Липозоми припремљени ултразвучном обрадом помоћу сонде били су сферног облика и задржали су висок структурни интегритет. У студији је закључено да ултразвучна обрада претходно формираних липозома помоћу сонде олакшава припрему липозома са високим садржајем DHA и EPA. Ултразвучном обрадом помоћу сонде омега-3 масне киселине DHA и EPA инкапсулиране су у нанолипозомалну мембрану. Инкапсулација обезбеђује високу биорасположивост омега-3 масних киселина и штити их од оксидативне разградње.

Важни фактори за висококвалитетне липозоме

Након припреме липозома, стабилизација и чување липозомалних формулација имају кључну улогу у добијању дуготрајно стабилне формулације носача високе делотворности.
Критични фактори који утичу на стабилност липозома обухватају pH вредност, температуру чувања и материјале амбалаже за чување.
За готову формулацију идеалном се сматра pH вредност од приближно 6,5, јер је при pH 6,5 брзина хидролизе липида сведена на најнижу вредност.
Пошто липозоми могу да оксидирају и изгубе садржај инкапсулираних супстанци, препоручује се температура чувања од приближно 2–8 °C. Липозоми са инкапсулираним супстанцама не смеју се излагати замрзавању и одмрзавању, јер стрес услед замрзавања и одмрзавања подстиче цурење инкапсулираних биоактивних једињења.
Амбалажу за чување и њене затвараче треба пажљиво одабрати, јер липозоми нису компатибилни са одређеним пластичним материјалима. Да би се спречила разградња липозома, липозомалне суспензије за инјекциону примену треба чувати у стакленим ампулама уместо у инјекционим бочицама са чеповима. Компатибилност са еластомерним чеповима инјекционих бочица мора се испитати. Да би се избегла фотооксидација липидних композита, веома је важно чување уз заштиту од светлости, нпр. коришћењем бочице од тамног стакла и чувањем на тамном месту. За липозомалне формулације за инфузиону примену мора се обезбедити компатибилност липозомалних суспензија са цевчицама за интравенску примену (израђеним од синтетичке пластике). Услови чувања и компатибилност са материјалима треба да буду наведени на етикети липозомалне формулације. [cf. Kulkarni and Shaw, 2016]

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

Ултразвучни уређаји високих перформанси за липозомалне формулације

Hielscher соникатори су поуздани уређаји који се користе у производњи фармацеутских препарата и додатака исхрани за формулисање висококвалитетних липозома са инкапсулираним масним киселинама, витаминима, антиоксидансима, пептидима, полифенолима и другим биоактивним једињењима. 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. Ултразвучно формулисање липозома може се обављати шаржно или као континуирани проточни процес. Доступан је широк избор ултразвучних сонотрода (сонди) и реакторских посуда како би се обезбедила оптимална конфигурација за вашу производњу липозома. Робусност Hielscher соникатора омогућава рад 24/7 при великим оптерећењима и у захтевним окружењима.
Табела у наставку даје оријентационе податке о приближном капацитету обраде наших ултразвучних уређаја: