Ліпосомальні інкапсульовані біологічно активні молекули за допомогою ультразвуку

Ультразвукова терапія добре відома своєю високою ефективністю при приготуванні ліпосомальних складів. Типові ліпосомні склади містять вітамін С, КБД, куркумін, кверцитин, астаксантин, пептиди та інші біологічно активні сполуки за допомогою ультразвуку. Ультразвукова інкапсуляція ліпосом – це проста, швидка та ефективна методика, яка дозволяє виробляти стабільні, високонавантажені везикули. Ультразвуково інкапсульовані поживні речовини вирізняються чудовою біодоступністю.

Огляд: Ліпосомальна інкапсуляція біологічно активних сполук з використанням ультразвуку

Ультразвукова інкапсуляція пропонує високоефективний і контрольований метод включення біологічно активних сполук в ліпосоми, підвищуючи їх стабільність, біодоступність і функціональні характеристики. Акустична кавітація, що генерується високоінтенсивним ультразвуком, сприяє швидкій гідратації ліпідів, зменшенню розміру везикул та рівномірній дисперсії, що дозволяє формувати невеликі, однорідні ліпосоми з вузьким розподілом розмірів. Ця методика сприяє високій ефективності інкапсуляції як для гідрофільних, так і для ліпофільних сполук, мінімізуючи при цьому потребу в органічних розчинниках або суворих умовах обробки. Крім того, ультразвукова обробка дозволяє точно контролювати розмір і пластинчастість частинок, які є критично важливими параметрами для оптимізації контрольованого вивільнення, клітинного поглинання і довгострокової стабільності чутливих біоактивних речовин у фармацевтиці, нутрицевтиці та косметиці.

Що таке ліпосоми і в чому їх переваги?

Ліпосоми - це везикули, що складаються з водного ядра, укладеного в один або кілька фосфоліпідних бішарів. Оскільки ліпосоми мають водне ядро, оточене ліпідним шаром, і гідрофільну зовнішню оболонку, ліпосоми водорозчинні і можуть транспортувати водорозчинні і жиророзчинні сполуки у відповідних компартментах везикули. Це робить ліпосоми високоефективною системою доставки терапевтично активних молекул. Ліпосоми утворюються шляхом руйнування біологічних мембран, процес, який прискорюється та посилюється ультразвуком. Ліпосоми найчастіше складаються з фосфоліпідів, особливо фосфатидилхоліну, але можуть також включати інші ліпіди, такі як фосфатидилетаноламін яєць, якщо вони сумісні з ліпідною двошаровою структурою. Ліпосоми утворюються спонтанно при гідратації фосфоліпідів. На першому етапі – Фаза гідратації – Ультразвук використовується для наноемульгування ліпідів і водної фази з метою сприяння утворенню високонавантажених мультиламелярних везикул (MLV). Згодом соніфікація може бути використана для зменшення розміру ліпосоми при необхідності. Щоб отримати менший розмір везикули, застосовується ультразвукова діагностика для розсіювання та зменшення розміру ліпосоми до монодисперсних великих одноламелярних везикул (LUV) або малих одноламелярних везикул (SUV).
Ультразвукова методика формування ліпосом і зменшення ліпосомальних розмірів є надійною, швидкою, ефективною, легкою і безпечною. Утворені ліпосоми демонструють високе навантаження біологічно активними речовинами, високу стабільність і чудову біодоступність.

Чому ванни з ультразвуковою чисткою не здатні виробляти якісні ліпосоми?

Для виробництва ліпосом потрібен ультразвуковий пристрій, який може доставити достатньо енергії для створення однорідних нанорозмірних частинок. Домашні ліпосоми з використанням ультразвукового очищувача ювелірних виробів зазвичай неефективні, оскільки підготовлені ліпосоми не демонструють необхідного нанорозміру і не інкапсулюють біологічно активні поживні речовини ефективним і довгостроковим стабільним способом. Для приготування високоякісних ліпосом ультразвуковий апарат зондового типу є кращою технологією, оскільки зонд (сонотроде) може передавати в середовище інтенсивну акустичну енергію, необхідну для формування високонавантажених ефективних ліпосом. Загалом ліпосоми, отримані за допомогою ультразвукового зонда, мають розподіл частинок за розміром 100-500 нм, що є оптимальним для високих навантажень та чудової біодоступності.
Використання ультразвукового реактора з проточною коміркою дозволяє готувати ліпосоми в безкисневому середовищі для запобігання окислювальної деградації.
Ультраакукатори зондового типу забезпечують необхідну енергію для виробництва високоякісних ліпосом, які є:

Після утворення ліпідної плівки і подальшої регідратації, ультразвукова обробка використовується для сприяння захопленню активних інгредієнтів в ліпосоми. Крім того, ультразвукова обробка досягає бажаного розміру ліпосом.

Ліпосомальні інкапсульовані молекули з ультразвуком

Наведений нижче список дає уявлення про те, які речовини вже успішно інкапсульовані в ліпосомні композиції за допомогою ультразвукового способу підготовки.

• антиоксиданти, такі як глутатіон, вітамін С, метильовані вітаміни групи В, ресвератрол, коензим Q10 тощо.
• феноли: флавоноїди, такі як фізетин, кверцитин, олігомерні проантоціанідини (ОПК); сапоніни, такі як астралгалозид; Алкалоїди
• мінерали, такі як хелати магнію (наприклад, треонат магнію, оротат магнію), цинк, мідь тощо.
• терпени, такі як астаксантин, лімонен, пінен, гумулен, ліналоол, бета-каріофіллен, фітол, гераніол, терпінолен та ін.
• ліпіди, такі як омега-3 жирні кислоти EPA і DHA; діпальмітоїл-фосфатидилхолін (DPPC) та ін.
• амінокислоти, такі як креатин, гліцин, 5-HTP (5-гідрокситриптофан), фенілаланін, L-теанін, ГАМК (гамма-аміномасляна кислота), таурин, N-ацетилцистеїн (NAC), L-тирозин та ін.
• пептиди, наприклад, окситоцин, колаген, Пептиди GLP-1 і т.д.
• полісахариди, такі як гіалуронова кислота, грибні полісахариди та ін.
• канабіноїди, такі як КБД, КБГ, ТГК
• ноотропи, розумні ліки та когнітивні підсилювачі, які можуть включати речовини, згадані вище, а також інші молекули

Нанопосилена ліпосомальна формула біологічно активних молекул забезпечує вищу швидкість всмоктування, чудову біодоступність і може дозволити речовинам проникати через гематоенцефалічний бар'єр.
Альтернативними системами доставки ліків на основі ліпідів є наноемульсії та колоїдні носії на основі ліпідів, такі як тверді ліпідні наночастинки (SLN) та наноструктуровані ліпідні носії (NLC). Всі вони, наноемульсії, СЛН і НЛК, можуть бути надійно сформовані і завантажені під ультразвуком.
Дізнайтеся більше про ультразвуково екстрагований і нанокапсульований алое вера!

Виберіть бажаний метод формування ліпосом

Ультразвукова обробка широко використовується в різних методах підготовки та обробки ліпосом, оскільки вона підтримує як формування ліпосом, так і контроль після обробки. Вона може застосовуватися під час прямого формування ліпосом шляхом диспергування лецитину (фосфоліпідів) у водній фазі для сприяння швидкому утворенню везикул, а також широко використовується у встановлених методах, таких як випаровування зворотної фази та гідратація тонкої плівки для поліпшення диспергування ліпідів та прискорення утворення везикул. Крім початкової підготовки, ультразвукова обробка часто використовується для завантаження попередньо сформованих (порожніх) ліпосом за допомогою сонопорації, що дозволяє ефективно включати біологічно активні сполуки, і це стандартний інструмент для зменшення розміру ліпосом, виробляючи менші, більш рівномірні везикули з більш вузьким розподілом розмірів для поліпшення стабільності та продуктивності доставки.
Дізнайтеся більше про різні методи виробництва ліпосом за допомогою ультразвуку:

• Формування ультразвукових ліпосом з використанням лецитину
• Ультразвуковий метод зворотного фазового випаровування
• Ультразвукова гідратація тонкої плівки

Фактори, що впливають на якість ліпосоми

Якість ліпосоми визначається однорідністю розміру та пластинчастості частинок, ефективністю захоплення (�) / навантаженням на інкапсуляцію, а також стабільністю. Спосіб приготування, умови обробки, сировина та зберігання є важливими факторами, які впливають на якість і, отже, ефективність ліпосомальних складів. На зображенні SEM зліва показані ультразвуково підготовлені ліпосоми, завантажені жирними кислотами DHA та EPA за допомогою ультразвукового апарату Hielscher UP200S (Дослідження та зображення: Hadian та ін., 2014).
Ультразвукове препарування ліпосом – це надійна методика, яка дає невеликий рівномірний розмір ліпосомальних частинок з високим навантаженням біоактивними молекулами. Параметри ультразвукового процесу (такі амплітуда, загальна енергія, час, пульсація, температура, тиск) точно регулюються. Як нетермічна техніка обробки, принцип роботи соніфікації заснований на чисто механічному зсуві. Підвищення температури в ультразвуковій рідині слід пояснити другим законом термодинаміки, який стверджує, що будь-яка прикладена енергія перетворюється в теплоту. Щоб підтримувати стабільну низьку температуру ліпосомального середовища, компанія Hielscher Ultrasonics пропонує складні рішення для охолодження, такі як крижані ванни, а також реактори та проточні комірки з охолоджувальними сорочками. Результати виробництва ультразвукових ліпосом відтворюються, що важливо для стандартизованого процесу та стабільно високої якості продукції.
Високоякісні фосфоліпіди з високим відсотком фосфатидилхоліну та фосфатидилетаноламіну забезпечують стабільну ліпосомну оболонку, яка запобігає витоку поживних речовин. Міцна фосфоліпідна оболонка також захищає інкапсульовані поживні речовини від окисного та термічного розкладання. Тому важливе значення має збалансоване співвідношення фософоліпідів у водній фазі до інкапсульованих поживних речовин (біологічно активних молекул).

Високоефективні ультразвукові апарати для виробництва ліпосом

Hielscher Ultrasonics’ системи - це надійне обладнання, яке використовується у фармацевтиці та виробництві харчових добавок для формування високоякісних ліпосом, наповнених вітамінами, антиоксидантами, флавоноїдами, пептидами, поліфенолами та іншими біологічно активними сполуками/поживними речовинами. Назустріч своїм клієнтам’ вимоги, Hielscher постачає ультразвукові прилади від компактного ручного лабораторного гомогенізатора та настільних ультразвукових приладів до повністю промислових ультразвукових систем для виробництва великих обсягів ліпосомальних формулювань. Ультразвукова формулювання ліпосом може бути запущена як партія або як безперервний вбудований процес з використанням ультразвукового потоку через реактор. Широкий спектр ультразвукових сонотродів (зондів) і реакторних судин доступні для забезпечення оптимального налаштування для вашого виробництва ліпосом. Надійність ультразвукового обладнання Hielscher дозволяє працювати в режимі 24/7 у важких умовах і в складних середовищах.
Точний контроль за всіма важливими параметрами процесу, такими як амплітуда, тиск, температура та час ультразвуку, робить ультразвуковий процес надійним та відтворюваним. Hielscher Ultrasonics усвідомлює важливість постійно високої якості продукції та підтримує виробників харчових добавок та терапевтичних засобів у впровадженні стандартизації процесів та GMP (належної виробничої практики) за допомогою інтелектуального програмного забезпечення та автоматичного запису даних. Наші цифрові ультразвукові гомогенізатори автоматично записують всі параметри ультразвукового процесу на вбудовану SD-карту. Цифрові сенсорні дисплеї та пульт дистанційного керування браузера дозволяють здійснювати безперервний моніторинг процесу та точно регулювати параметри процесу, коли це необхідно. Це значно полегшує моніторинг та контроль якості.
Наведена нижче таблиця дає уявлення про приблизну потужність обробки наших ультразвукових апаратів: