Liposomer framställda genom indunstning i omvänd fas med ultraljudsbehandling

Liposomer är mångsidiga nanobärare som används för läkemedelstillförsel tack vare sin biokompatibilitet och förmåga att kapsla in både hydrofila och hydrofoba läkemedel. Metoden med indunstning i omvänd fas (även kallad emulgeringsmetoden eller lösningsmedelsindunstningsmetoden) är en framträdande teknik för framställning av liposomer som ger hög inkapslingseffektivitet. Denna artikel fokuserar på framställning av liposomer genom indunstning i omvänd fas, förbättrad med ultraljudsbehandling med sond, och belyser metodens steg, fördelar och potentiella tillämpningar i system för läkemedelstillförsel.

Liposomer är vesikulära strukturer som består av ett eller flera lipiddubbelskikt och kan kapsla in hydrofila och hydrofoba föreningar. Deras unika struktur gör dem idealiska för riktad läkemedelstillförsel. Metoden med indunstning i omvänd fas (även kallad emulgeringsmetoden eller lösningsmedelsindunstningsmetoden) är en väletablerad teknik för framställning av liposomer. I följande stycken presenterar vi fördelarna med indunstning i omvänd fas med ultraljudsbehandling med sond, som är känd för att förbättra emulgeringen, inkapslingseffektiviteten och minskningen av liposomernas storlek.

Metodik för framställning av liposomer genom indunstning i omvänd fas

Bildning av liposomer genom omvänd indunstning med ultraljudsbehandling innebär att lipider löses i en organisk lösningsmedelsblandning av kloroform och metanol (2:1 v/v), vilket främjar bildningen av omvända miceller. Därefter tillsätts en vattenbaserad buffert till denna blandning. Den kombinerade lösningen ultraljudsbehandlas, exempelvis med en ultraljudsapparat med sond som UP400ST, för att skapa en vatten-i-olja-mikroemulsion. Det organiska lösningsmedlet indunstas sedan med en rotationsindunstare, vilket ger en viskös gel som till slut kollapsar och bildar liposomer. Den stora vattenhaltiga kärnan i mikroemulsionens bubblor främjar inneslutningen av hydrofila molekyler, vilket ger liposomala geler med kontrollerad frisättning och en god permeationsprofil. Slutligen minskas liposomernas storlek till en enhetlig storlek med ultraljudsapparaten.

Bildning av liposomer genom omvänd indunstning med ultraljudsbehandling

Protokoll / stegvisa instruktioner:

1. Väg upp och lös lipiderna:
   Väg noggrant upp totalt 40 mg L-α-fosfatidylkolin och kolesterol i ett massförhållande på antingen 4:1 eller 7:3.
   Lös de uppvägda lipiderna i 10 mL av en kloroform/metanolblandning (4:1 v/v) i en rundkolv.
2. Bilda en lipidfilm:
   Anslut rundkolven till en rotationsindunstare.
   Rotera kolven vid 8 x g och 40°C under vakuum tills en tunn lipidfilm bildas på kolvens väggar.
3. Avlägsna lösningsmedelsångorna:
   Avlägsna de återstående ångorna från lösningsmedelsblandningen genom att spola kolven med kvävgas.
4. Lös upp lipidfilmen på nytt:
   Lös upp lipidfilmen på nytt i 10 mL dietyleter för att bilda vesiklar med omvänd fas.
5. Bered vattenfasen:
   Blanda 5 mL PBS-buffert (0,1 M, pH 7,4) som innehåller den aktiva substans som ska kapslas in och 20 mg Tween 80 med den organiska fasen (dietyleter med lösta lipider).
6. Ultraljudsbehandla emulsionen:
   Placera vatten-i-olja-emulsionen i ett isbad.
   Ultraljudsbehandla emulsionen med ultraljudsapparaten UP200Ht med sond vid 26 kHz, i 50% pulsläge (0,5 cykler = 30 sek PÅ / 30 sek AV) och med 50% amplitud i 1 minut.
7. Indunsta för att bilda en gel:
   För tillbaka den ultraljudsbehandlade emulsionen till rotationsindunstaren.
   Indunsta vid atmosfärstryck och 40°C tills en gel erhålls.
8. Bilda liposomer:
   Indunsta gelen ytterligare så att den bryts upp till en halvgenomskinlig vätska, vilket indikerar att liposomer bildas.
9. Slutlig liposomsuspension:
   Tillsätt ytterligare 5 mL PBS-buffert (0,1 M, pH 7,4) till liposomsuspensionen.
   Blanda försiktigt med en vortexblandare.
   Avlägsna de återstående dietyleterångorna med kvävgas.
10. Förvaring:
    Förvara den slutliga liposomsuspensionen i kylskåp vid 4°C tills den behövs.

Dessa instruktioner beskriver steg för steg hur liposomer framställs med omvänd fas-avdunstningsmetoden och ultraljudshomogenisering, vilket säkerställer en stor mängd vattenfas i liposomernas inre och effektiv inkapsling av den aktiva substansen.
Omvänd fas-avdunstningsmetoden, särskilt med ultraljudsbehandling med sond, är en allmänt använd teknik för framställning av liposomer, framför allt när målet är en stor mängd vattenfas i liposomernas inre. Denna metod har fördelar jämfört med den traditionella tunnfilmshydreringsmetoden eftersom den kan innesluta en större mängd vattenfas i liposomerna.

Fördelar med ultraljudsbehandling med sond för liposombildning

• Ökad homogenitet: Ultraljudsbehandling med sond ger en jämn energitillförsel, vilket resulterar i en mer enhetlig storleksfördelning hos liposomerna.
• Förbättrad inkapsling: De mekaniska krafterna under ultraljudsbehandlingen förbättrar inkapslingen av läkemedel, särskilt för hydrofila föreningar.
• Skalbarhet: Metoderna är lätta att skala upp, vilket gör dem lämpliga för storskalig liposomproduktion.

Användning av liposomer för läkemedelsleverans

Liposomer som framställs med emulgerings- och lösningsmedelsavdunstningsmetoderna med ultraljudsbehandling med sond är lämpliga för olika tillämpningar inom läkemedelsleverans, däribland:

1. Riktad läkemedelsleverans: Funktionalisering av liposomer med specifika ligander möjliggör riktad leverans till bestämda vävnader eller celler.
2. Kontrollerad frisättning: Lipiddubbelskiktets struktur möjliggör kontrollerad läkemedelsfrisättning, vilket förbättrar den terapeutiska effekten.
3. Mångsidighet: Dessa metoder kan användas för ett brett spektrum av terapeutiska substanser, från små molekyler till större biomolekyler som proteiner och nukleinsyror.

Omvänd fas-avdunstningsmetoden är särskilt känd för att ge en större mängd vattenfas i liposomernas inre jämfört med tunnfilmshydreringsmetoden. Denna egenskap är fördelaktig för tillämpningar som kräver omfattande inkapsling av hydrofila läkemedel eller andra terapeutiska substanser.
Omvänd fas-avdunstningsmetoden med ultraljudsbehandling med sond är en robust och effektiv teknik för liposomframställning. Dess förmåga att åstadkomma en större mängd vattenfas i liposomernas inre gör den till en föredragen metod i farmaceutiska tillämpningar där det är avgörande att maximera inkapslingen av hydrofila substanser. Noggrann kontroll av lösningsmedelsavdunstningen och användning av ultraljudsbehandling är avgörande för att denna metod ska lyckas och leder till framställning av liposomer av hög kvalitet som är lämpliga för olika terapeutiska ändamål.

Hitta rätt ultraljudsapparat för din liposomproduktion

Hielscher Ultrasonics erbjuder ett brett produktsortiment av ultraljudsapparater med sond för effektiv liposomproduktion som ger hög inkapslingseffektivitet och hög kapacitet för inlagring av bioaktiva molekyler.
Du kan använda Hielschers ultraljudsapparater för olika metoder för liposomframställning, såsom den här beskrivna omvända fas-avdunstningstekniken, emulgeringsmetoden och tunnfilmsmetoden.
Läs mer om liposomframställning med ultraljud via tunnfilmsmetoden!
Läs mer om ultraljudsframställda liposomer som kapslar in

• C-vitamin
• DHA och EPA (fiskolja)
• allicin
• GLP-1-peptider (t.ex. semaglutid)

Konstruktion, tillverkning och rådgivning – kvalitet tillverkad i Tyskland

Hielschers ultraljudsapparater är välkända för sina högsta kvalitets- och designstandarder. Robusthet och enkel användning gör att våra ultraljudsapparater smidigt kan integreras i industrianläggningar. Hielschers ultraljudsapparater klarar enkelt tuffa förhållanden och krävande miljöer.

Hielscher Ultrasonics är ett ISO-certifierat företag och lägger särskild vikt vid högpresterande ultraljudsapparater med den senaste tekniken och hög användarvänlighet. Självklart är Hielschers ultraljudsapparater CE-kompatibla och uppfyller kraven i UL, CSA och RoHs.

Tabellen nedan ger en uppfattning om den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: