Ultraljud produktion av liposomala omega-3 fettsyror

Nanoliposomer är mycket effektiva läkemedelsbärare som används för att förbättra biotillgängligheten av bioaktiva föreningar som omega-2-fettsyror, vitaminer och andra ämnen. Ultraljudsinkapsling av bioaktiva föreningar är en snabb och enkel teknik för att framställa nanoliposomer med höga läkemedelsbelastningar. Ultraljud inkapsling i liposomer förbättrar föreningarnas stabilitet och biotillgänglighet.

Liposomala omega-3-fettsyror

Omega-3-fettsyror som eikosapentaensyra (EPA) och dokosahexaensyra (DHA) spelar en viktig roll för att många viktiga biokemiska reaktioner i människokroppen ska fungera korrekt. EPA och DHA finns främst i kallvattenfisk, torsklever och skaldjur. Eftersom inte alla konsumerar de rekommenderade två portionerna fisk per vecka används fiskolja ofta i form av kosttillskott. Dessutom används omega-3-fettsyror som EPA och DHA som terapeutiska medel för att behandla hjärt- och kärlsjukdomar och hjärnsjukdomar samt vid cancerbehandling. För att förbättra biotillgängligheten och absorptionshastigheten är ultraljudsinkapsling i liposomer en allmänt och framgångsrik teknik.

Ultraljud inkapsling av omega-3-fettsyror i liposomer

Ultraljudsinkapsling är en pålitlig preparationsteknik för att bilda liposomer med en hög belastning av aktiva substanser. Ultraljud nano-emulgering stör fosfolipid dubbelskikt och introducerar energi för att främja sammansättningen av amfifila vesiklar av sfärisk form, kända som liposomer.
Ultraljud gör det möjligt att kontrollera liposomstorleken ultraljudsförberedelseprocessen: Liposomstorleken minskar med ökande ultraljudsenergi. Mindre liposomer erbjuder en högre biotillgänglighet och kan transportera fettsyramolekylerna med högre framgångsfrekvens till målställena eftersom den mindre storleken underlättar permeabiliteten genom cellmembran.
Liposomer är kända som potenta läkemedelsbärare, som kan laddas med lipofila såväl som hydrofila ämnen på grund av den amfifila strukturen hos dess dubbellager. En annan fördel med liposomer är förmågan att kemiskt modifiera liposomer genom att inkludera lipidbundna polymerer i formuleringen, så att upptaget av instängda molekyler i riktad vävnad förbättras och läkemedelsfrisättningen och därmed dess halveringstid förlängs. Den liposomala inkapslingen skyddar de bioaktiva föreningarna även mot oxidativ nedbrytning, vilket är en viktig faktor för fleromättade fettsyror som EPA och DHA, som är benägna att oxidera.
Hadia et al. (2014) fann att ultraljudsinkapsling av DHA och EPA med hjälp av ultraljudsapparat av sondtyp UPP 200-TALET gav överlägsen inkapslingseffektivitet (�) med 56,9 ± 5,2 % för DHA och 38,6 ± 1,8 % för EPA. Den � för DHA och EPA av liposomer ökade signifikant med hjälp av ultraljud (p värde som är mindre än 0,05; statistiskt signifikanta värden).

Ultraljudspreparerade liposomer laddade med DHA- och EPA-fettsyror.
studie och bild: Hadian et al. 2014

Effektivitetsjämförelse: Ultraljudsinkapsling vs liposomextrudering

Jämföra ultraljud sond typ inkapsling med bad sonikering och extrudering teknik, överlägsen liposombildning uppnås genom sond-sond.
Hadia et al. (2014) jämförde sond ultraljudsbehandling (UPP 200-TALET), bad ultraljudsbehandling, och extrudering är som tekniker för att förbereda omega-3 fiskolja liposomer. Liposomer framställda genom sond-typ ultraljudsbehandling var sfäriska till formen och bibehöll en hög strukturell integritet. Studien drog slutsatsen att sond-typ ultraljudsbehandling av förformade liposomer underlättar framställningen av högt belastade DHA- och EPA-liposomer. Genom sond-typ ultraljudsbehandling, omega-3 fettsyrorna DHA och EPA var inkapslade i nanoliposomal membran. Inkapslingen gör omega-3-fettsyrorna mycket biotillgängliga och sparar dem mot oxidativ nedbrytning.

Viktiga faktorer för liposomer av hög kvalitet

Efter liposompreparation spelar stabilisering och lagring av liposomala formuleringar en avgörande roll för att erhålla en långsiktigt stabil och mycket potent bärarformulering.
Kritiska faktorer som påverkar liposomernas stabilitet inkluderar pH-värdet, lagringstemperaturen och lagringsbehållarmaterial.
För en färdig formulering anses pH-värdet på ca 6,5 vara idealiskt, eftersom vid pH 6,5 reduceras lipidhydrolys till sin lägsta hastighet.
Eftersom liposomer kan oxidera och förlora sin instängda ämnesbelastning rekommenderas en lagringstemperatur på ca 2-8 °C. Laddade liposomer får inte utsättas för frys- och upptiningsförhållanden eftersom frys-upptiningsstress främjar läckage av inkapslade bioaktiva föreningar.
Förslutningar för förvaringsbehållare och förvaringsbehållare bör väljas noggrant, eftersom liposomer inte är kompatibla med vissa plastmaterial. För att förhindra liposomnedbrytning bör injicerbara liposomsuspensioner förvaras i glasampuller i stället för i injektionsflaskor med propp. Kompatibilitet med elastomerpropparna i injektionsflaskor måste testas. För att undvika fotooxidation av lipidkompositerna är det mycket viktigt att förvara dem skyddade från ljus, t.ex. genom att använda en mörk glasflaska och förvara dem på en mörk plats. För osmältbara liposomformuleringar måste kompatibiliteten hos liposomsuspensionerna med intravenösa slangar (tillverkade av syntetisk plast) säkerställas. Förvaring och materialkompatibilitet bör anges på etiketten för liposomformuleringen. [jfr Kulkarni och Shaw, 2016]

Efter bildandet av en lipidfilm efterföljande rehydrering, ultraljudsbehandling används för att främja infångning av aktiva ingredienser i liposomen. Dessutom uppnår ultraljudsbehandling den önskade liposomstorleken.

Högpresterande ultraljudsapparater för liposomala formuleringar

Hielscher sonikator är pålitliga maskiner som används i läkemedels- och kosttillskottsproduktionen för att formulera högkvalitativa liposomer laddade med fettsyror, vitaminer, antioxidanter, peptider, polyfenoler och andra bioaktiva föreningar. För att möta sina kunders krav levererar Hielscher ultraljudsapparater från den kompakta handhållna laboratoriehomogenisatorn och bänkmonterade ultarsonatorer till helt industriella ultraljudssystem för produktion av stora volymer av liposomala formuleringar. Ultraljud liposom formulering kan köras som batch eller som kontinuerlig inline process. Ett brett utbud av ultraljudssonotroder (sonder) och reaktorkärl finns tillgängliga för att säkerställa en optimal inställning för din liposomproduktion. Robustheten hos Hielscher sonikatorer möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer.
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater: