Ultrasonik lipozom hazırlama

Ultrasonik olarak üretilen lipozomlar, çok yüksek bir tuzak verimliliği, yüksek yükleme kapasitesi ve düzgün bir şekilde küçük küresel boyut gösterir. Bu nedenle, ultrasonik lipozomlar mükemmel biyoyararlanım sunar. Hielscher Ultrasonics, toplu ve sürekli modda ilaç sınıfı lipozomların güvenilir üretimi için ultrasonicators sunar.

Ultrasonik Lipozom Üretiminin Avantajları

Ultrasonik lipozom kapsülleme, ultrasonik enerji kullanarak lipozomlar içindeki ilaçları veya diğer terapötik ajanları kapsüllemek için kullanılan bir tekniktir. Lipozom kapsülleme için diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında, ultrasonik kapsüllemenin üstün üretim tekniği haline getiren çeşitli avantajları vardır.

• Yüksek yükleme, yüksek sıkışma verimliliği: Ultrasonik lipozom üretiminin, C vitamini, ilaç molekülleri vb. gibi yüksek miktarda aktif bileşen yüklemesine sahip lipozomlar ürettiği iyi bilinmektedir. Aynı zamanda, sonikasyon yöntemi yüksek bir tuzak verimliliği gösterir. Bu, aktif maddenin yüksek bir yüzdesinin ultrasonikasyon ile kapsüllendiği anlamına gelir. Sonuç olarak, bu ultrasonikasyonu lipozom üretimi için oldukça verimli bir yöntem haline getirir.
• Düzgün küçük lipozomlar: Ultrasonik lipozom kapsüllemenin bir avantajı, dar bir boyut dağılımına sahip oldukça düzgün lipozomlar üretme yeteneğidir. Ultrasonik enerji, daha büyük lipozomları veya lipid agregatlarını daha küçük, daha düzgün lipozomlara ayırmak için kullanılabilir. Bu, lipozomların boyutunda ve şeklinde daha fazla tutarlılığa yol açar, bu da parçacıkların boyutunun farmakokinetiğini ve etkinliğini etkileyebileceği ilaç dağıtım uygulamaları için önemli olabilir.
• Herhangi bir moleküle uygulanabilir: Ultrasonik lipozom kapsüllemenin bir başka avantajı, çok çeşitli ilaçları ve diğer terapötik ajanları kapsülleme yeteneğidir. Teknik, hem hidrofilik hem de hidrofobik ilaçları kapsüllemek için kullanılabilir, bu da diğer yöntemlerle yapılması zor olabilir. Ek olarak, ultrasonik enerji, diğer yöntemlerle kapsüllenemeyecek kadar büyük olabilen makromolekülleri ve nanopartikülleri kapsüllemek için kullanılabilir.
• Hızlı ve güvenilir: Ultrasonik lipozom kapsülleme de nispeten basit ve hızlı bir işlemdir. Kapsüllenen terapötik ajanlar için zararlı olabilecek sert kimyasalların veya yüksek sıcaklıkların kullanılmasını gerektirmez.
• Ölçek büyütme: Ek olarak, teknik, büyük ölçekli üretim için kolayca ölçeklendirilebilir ve bu da onu ilaç dağıtım uygulamaları için uygun maliyetli bir seçenek haline getirir.

Özetle, ultrasonik lipozom kapsülleme, dar bir boyut dağılımına sahip tek tip lipozomlar üretme, çok çeşitli terapötik ajanları kapsülleme ve basitliği ve ölçeklenebilirliği nedeniyle lipozom kapsülleme için üstün bir tekniktir.

Bir lipit film oluşumundan sonra rehidrasyon, lipozomdaki aktif bileşenlerin sıkışmasını teşvik etmek için sonikasyon kullanılır. Ek olarak, sonikasyon istenen lipozom boyutuna ulaşır.

İlaç ve Kozmetik için Ultrasonik Lipozom Hazırlama

Lipozomlar (lipid bazlı veziküller), transferozomlar (ultra deforme olabilen lipozomlar), etozomlar (yüksek alkol içerikli ultra deforme olabilen veziküller) ve niozomlar (sentetik veziküller), aktif moleküllerin kapsüllenebileceği küresel taşıyıcılar olarak yapay olarak hazırlanabilen mikroskobik veziküllerdir. Çapları 25 ila 5000 nm arasında olan bu veziküller, oral veya topikal ilaç dağıtımı, genterapi ve bağışıklama gibi ilaç ve kozmetik endüstrisinde sıklıkla ilaç taşıyıcıları olarak kullanılır. Ultrasonikasyon, yüksek verimli lipozom üretimi için bilimsel olarak kanıtlanmış bir yöntemdir. Hielscher ultrasonicators yüksek aktif bileşen yüklemeleri ve üstün biyoyararlanım ile lipozomlar üretir.

Lipozomlar ve Lipozomal Formülasyon

Lipozomlar unilamellar, oligolameller veya multilameller veziküler sistemlerdir ve bir hücre zarı (lipid çift tabakası) ile aynı malzemeden oluşurlar. Bileşimleri ve büyüklükleri ile ilgili olarak, lipozomlar aşağıdaki gibi ayırt edilir:

• çok katmanlı veziküller (MLV, 0.1-10μm)
• küçük unilamellar veziküller (SUV, <100 nm)
• büyük unilamellar veziküller (LUV, 100–500 nm)
• dev unilamellar veziküller (GUV, ≥1 μm)

Lipozomların ana yapısı fosfolipidlerden oluşur. Fosfolipitler, uzun bir hidrokarbon zincirinden oluşan hidrofilik bir baş grubuna ve hidrofobik bir kuyruk grubuna sahiptir.
Lipozom zarı, cilt bariyeri ile çok benzer bir bileşime sahiptir, böylece insan cildine kolayca entegre edilebilirler. Lipozomlar cilt ile füzyon yaptıkça, sıkışmış ajanları doğrudan aktiflerin işlevlerini yerine getirebilecekleri hedefe boşaltabilirler. Böylece, lipozomlar, sıkışmış farmasötik ve kozmetik ajanlar için cilt penetrabilitesinde / geçirgenliğinde bir artış yaratır. Ayrıca, kapsüllenmiş ajanlar içermeyen lipozomlar, boş veziküller, cilt için güçlü aktiflerdir, çünkü fosfatidilkolin, insan organizmasının kendi başına üretemediği iki temel maddeyi içerir: linoleik asit ve kolin.
Lipozomlar, farmasötik, kozmetik ve biyokimyasal amaçlar için ilaçların, peptitlerin, proteinlerin, plazmik DNA'nın, antisens oligonükleotidlerin veya ribozimlerin biyouyumlu taşıyıcıları olarak kullanılır. Partikül boyutundaki ve lipitlerin fiziksel parametrelerindeki muazzam çok yönlülük, çok çeşitli uygulamalar için özel yapım araçlar üretmek için çekici bir potansiyel sağlar. (Ulrich 2002)

Ultrasonik Lipozom Oluşumu

Ultrasonik kullanımı ile lipozomlar oluşturulabilir. Lipozom hazırlığı için temel malzeme, biyolojik membran lipidlerinden türetilen veya bunlara dayanan amfilik moleküllerdir. Küçük unilamellar veziküllerin (SUV) oluşumu için, lipit dispersiyonu nazikçe sonikleştirilir – örneğin el tipi ultrasonik cihaz UP50H (50W, 30kHz), VialTweeter veya ultrasonik reaktör CupHorn ile – bir buz banyosunda. Böyle bir ultrasonik tedavinin süresi yaklaşık 5 – 15 dakika sürer. Küçük unilamellar veziküller üretmenin bir başka yöntemi, çok katmanlı veziküllerin, lipozomların sonikasyonudur.
Dinu-Pirvu ve ark. (2010), MLV'leri oda sıcaklığında sonikleştirerek transferozomların elde edildiğini bildirmektedir.
Hielscher Ultrasonics, çeşitli ultrasonik cihazlar, sonotrodlar ve aksesuarlar sunar ve böylece herhangi bir ölçekte yüksek verimli bir lipozom kapsüllemesi için en uygun ultrasonik kurulumu sağlayabilir.

Aktif Maddelerin Lipozomlara Ultrasonik Kapsüllenmesi

Lipozomlar, vitaminler, terapötik moleküller, peptitler vb. gibi aktif bileşenler için taşıyıcı olarak çalışır. Ultrason, aktif ajanların yakalanması için lipozomları hazırlamak ve oluşturmak için etkili bir araçtır. Eşzamanlı olarak, sonikasyon, kapsülleme ve tuzak işlemine yardımcı olur, böylece yüksek miktarda aktif bileşen yüklemesine sahip lipozomlar üretilir. Kapsüllemeden önce, lipozomlar, fosfolipid kutup başlarının yüzey yük-yük etkileşimi nedeniyle kümeler oluşturma eğilimindedir (cf. Míckova ve ark. 2008), ayrıca açılmaları gerekir. Örnek olarak, Zhu ve ark. (2003), lipozomlarda biyotin tozunun ultrasonikasyon ile kapsüllenmesini tanımlar. Biyotin tozu vezikül süspansiyon çözeltisine eklendiğinden, çözelti sonikleştirilmiştir. Bu tedaviden sonra, biotin lipozomların içine hapsedildi.

Ultrasonikasyon ile Lipozomal Emülsiyonlar

Nemlendirici veya yaşlanma karşıtı kremlerin, losyonların, jellerin ve diğer kozmesötik formülasyonların besleyici etkisini arttırmak için, daha yüksek miktarlarda lipitleri stabilize etmek için lipozomal dispersiyonlara emülgatör eklenir. Ancak araştırmalar, lipozomların kapasitesinin genellikle sınırlı olduğunu göstermiştir. Emülgatörlerin eklenmesiyle, bu etki daha erken ortaya çıkacak ve ek emülgatörler, fosfatidilkolinin bariyer afinitesi üzerinde bir zayıflamaya neden olacaktır. Nanopartiküller – fosfatidilkolin ve lipitlerden oluşur - bu sorunun cevabıdır. Bu nanopartiküller, tek bir fosfatidilkolin tabakası ile kaplanmış bir yağ damlası tarafından oluşturulur. Nanopartiküllerin kullanımı, daha fazla lipit emebilen ve stabil kalabilen formülasyonlara izin verir, böylece ek emülgatörlere ihtiyaç duyulmaz.
Ultrasonikasyon, nanoemülsiyonların ve nanodispersiyonların üretimi için kanıtlanmış bir yöntemdir. Son derece yoğun ultrason, bir sıvı fazı (dağınık faz) ikinci bir fazda (sürekli faz) küçük damlacıklar halinde dağıtmak için gereken gücü sağlar. Dağılma bölgesinde, patlayan kavitasyon kabarcıkları, çevredeki sıvıda yoğun şok dalgalarına neden olur ve yüksek sıvı hızında sıvı jetlerinin oluşumuna neden olur. Dispers fazın yeni oluşan damlacıklarını birleşmeye karşı stabilize etmek için, emülsiyona emülgatörler (yüzey aktif maddeler, yüzey aktif maddeler) ve stabilizatörler eklenir. Bozulmadan sonra damlacıkların birleşmesi, nihai damlacık boyutu dağılımını etkilediğinden, ultrasonik dağıtma bölgesindeki damlacık bozulmasından hemen sonra dağılıma eşit bir seviyede nihai damlacık boyutu dağılımını korumak için verimli bir şekilde stabilize edici emülgatörler kullanılır.

Ultrasonication kullanarak Lipozomal Dispersiyonlar

Doymamış fosfatidilklor bazlı lipozomal dispersiyonlar, oksidasyona karşı stabiliteden yoksundur. Dispersiyonun stabilizasyonu, bir C ve E vitamini kompleksi gibi antioksidanlar ile sağlanabilir.
 

Sonikasyon kullanarak Ters Faz Buharlaştırma Yöntemi ile Lipozom Oluşumu

 
Ortan ve ark. (2002) Anethum graveolens esansiyel yağının lipozomlarda ultrasonik olarak hazırlanması ile ilgili çalışmalarında iyi sonuçlar elde etmişlerdir. Sonikasyondan sonra, lipozomların boyutu 70-150 nm arasında ve MLV için 230-475 nm arasındaydı; bu değerler 2 ay sonra da yaklaşık olarak sabitti, ancak 12 ay sonra, özellikle SUV dağılımında azaldı (aşağıdaki histogramlara bakın). Esansiyel yağ kaybı ve boyut dağılımı ile ilgili stabilite ölçümü, lipozomal dispersiyonların uçucu yağ içeriğini koruduğunu da göstermiştir. Bu, esansiyel yağın lipozomlarda hapsedilmesinin yağ stabilitesini arttırdığını göstermektedir.

Ortan ve ark. (2009): 1 yıl sonra MLV ve SUV dağılımlarının kararlılığı. Lipozomal formülasyonlar 4±1 ºC'de saklandı.

Hielscher ultrasonik işlemciler, kozmetik ve ilaç endüstrisindeki uygulamalar için ideal cihazlardır. Her biri 16.000 watt'a kadar olan birkaç ultrasonik işlemciden oluşan sistemler, bu laboratuvar uygulamasını sürekli akışta veya bir parti halinde ince dağılmış emülsiyonlar elde etmek için verimli bir üretim yöntemine dönüştürmek için gereken kapasiteyi sağlar – orifis vanaları gibi günümüzün en iyi yüksek basınçlı homojenizatörleri ile karşılaştırılabilir sonuçlar elde etmek. Sürekli emülsifikasyondaki bu yüksek verimliliğe ek olarak, Hielscher ultrasonik cihazlar çok az bakım gerektirir ve kullanımı ve temizlenmesi çok kolaydır. Ultrason aslında temizlik ve durulamayı destekler. Ultrasonik güç ayarlanabilir ve belirli ürünlere ve emülsifikasyon gereksinimlerine uyarlanabilir. Gelişmiş CIP (yerinde temizlik) ve SIP (yerinde sterilizasyon) gereksinimlerini karşılayan özel akış hücreli reaktörler de mevcuttur.

Lipozomlar Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

Hangi Tip Lipozomlar Farklılaştırılır?

Lipozomlar, boyutlarına ve içerdikleri çift katman sayısına göre farklı tiplere ayrılır. Bu kategoriler şunları içerir:

• Küçük Tek Katmanlı Veziküller (SUV): Bunlar, tek bir lipit çift tabakasına sahip en küçük lipozomlardır.
• Büyük Unilamellar Veziküller (LUV): SUV'lardan daha büyük olan bu modellerin tek bir çift katmanı da vardır.
• Çok Katmanlı Veziküller (MLV): Bunlar birden fazla eşmerkezli çift katman içerir.
• Multiveziküler Veziküller (MVV): Bunlar, daha büyük bir vezikül içinde çok sayıda küçük vezikülden oluşur.

 
Diğer özel türler şunları içerir:

• PEGile Lipozitler: Stabiliteyi ve dolaşım süresini artırmak için polietilen glikol (PEG) ile modifiye edilmiş lipozomlar.
• Nanolipozomlar: Tipik olarak hedefe yönelik ilaç dağıtımı için kullanılan çok küçük lipozomlar.

Lipozomlar Hangi Vezikül Yapılarını Sergileyebilir?

Lipozomlar ayrıca vezikül yapılarına göre yedi ana tipe ayrılır:

• Çok Katmanlı Büyük Veziküller (MLV): Birden çok çift katman içerir.
• Oligolamellar Veziküller (OLV): Birkaç çift katmanınız olsun.
• Küçük Tek Katmanlı Veziküller (SUV): Tek bir çift katmanlı en küçüğü.
• Orta Boy Unilamellar Veziküller (MUV): Tek bir çift katmanlı orta boyut.
• Büyük Unilamellar Veziküller (LUV): Tek bir çift katmanlı ile daha büyük.
• Dev Unilamellar Veziküller (GUV): Tek bir çift katmanlı ile çok büyük.
• Multiveziküler Veziküller (MVV): Tek bir büyük vezikül içinde birden fazla vezikül.

Lipozomlar ve Niozomlar Arasındaki Farklar Nelerdir?

Lipozomlar ve niozomlar esas olarak bileşimlerinde farklılık gösterir:
Lipozomlar: Nötr veya yüklü olabilen çift zincirli fosfolipidlerden yapılmıştır.
Niozomlar: Yüksüz tek zincirli yüzey aktif maddelerden ve kolesterolden yapılmıştır.
Her iki yapı da iki katmanlı veziküllerin montajını destekleyen sonikasyon yoluyla oluşturulur.

Bir Lipozomun İdeal Boyutu Nedir?

Terapötik uygulama için, bir lipozomun ideal boyutu teorik olarak 50 ila 200 nanometre çapındadır. Bu boyut aralığı, stabiliteyi ve biyoyararlanımı optimize eder. Sonikasyon, vezikülü istenen boyuta indirmek için yaygın olarak kullanılır.

Lipozomlar Hidrofilik İlaçlar Taşıyabilir mi?

Evet, lipozomlar hidrofilik ilaçlar taşıyabilir. Hem hidrofobik hem de hidrofilik ajanları kapsülleme yetenekleri nedeniyle biyomedikal uygulamalarda değerlidirler. Ek olarak, yüksek biyouyumluluk ve biyolojik olarak parçalanabilirlik sunarlar, bu da onları etkili dağıtım sistemleri haline getirir.

Lipozomlar Nasıl Yapılır?

Lipozom hazırlamanın en yaygın teknikleri İnce film yöntemi ve Ters Faz buharlaştırma yöntemidir.
İnce Film Hidrasyon Yöntemi:

1. Lipitleri organik bir çözücü içinde çözün.
2. İnce bir lipit filmi oluşturmak için çözücüyü buharlaştırın.
3. Çok katmanlı veziküller oluşturmak için filmi sonikasyon kullanarak sulu bir çözelti ile nemlendirin.

Ters Faz Buharlaştırma Yöntemi:

1. Lipitleri su ve etanol içinde çözün.
2. Bir lipit macunu oluşturmak için çözeltiyi 60 ° C'de yaklaşık 10 dakika sonikleştirin.
3. Lipid bulamacını soğutun ve karıştırırken damla damla su veya tampon ekleyin.
4. Çok katmanlı veziküller oluşturmak için süspansiyonu 1 saat nemlendirin.
5. Daha fazla sonikasyon ile lipozom boyutunu azaltın.

Arkeozomlar nelerdir?

Arkeozomlar, stabiliteleri ve aşırı koşullara dirençleri ile bilinen arkeal lipitlerden yapılan lipozomlardır. Bu özellikler, arkeozomları zorlu ortamlarda ilaç dağıtımı ve aşı geliştirme için özellikle yararlı kılar.

Arkeozomlar nasıl hazırlanır?

Pise'ye (2022) göre sonikasyon prosedürü: Arkeozomlar polar lipid fraksiyonundan yapılabilir “PLF (Kamu Hizmetleri)” Sulfolobussolfataricus'un harici lipid ikmaline ihtiyaç duymadan 60 ° C'de sonikasyon yoluyla. 0 ° C'de, Sulfolobusacidocaldarius'tan gelen polar lipitler, arkeozomlar oluşturmak için etkili bir şekilde sonikleştirildi. BMD yüklü arkeozomlar ve konvansiyonel lipozomların yanı sıra Archaea H. salinarum'dan izole edilen ve fosfatidilkolin ile zenginleştirilmiş arkeal lipitler, sonikasyon teknikleri kullanılarak yapılmıştır. Sonikasyonlu veziküller, bir Hielscher UP50H prob tipi sonikatör kullanılarak 4 dakika boyunca yüzde 80 genlikte MLV dispersiyonlarını sonikleştirerek topikal dağıtım için oluşturuldu (soldaki resme bakın).

Literatür/Referanslar