Ультразвуково вироблені ліпосоми показують дуже високу ефективність захоплення, високу вантажопідйомність і рівномірно малий сферичний розмір. Таким чином, ультразвукові ліпосоми пропонують чудову біодоступність. Hielscher Ultrasonics пропонує ультразвукові апарати для надійного виробництва ліпосом фармацевтичного класу в пакетному та безперервному режимі.

Переваги виробництва ультразвукових Ліпоме

Ультразвукова інкапсуляція ліпосом - це техніка, яка використовується для інкапсуляції ліків або інших терапевтичних агентів у ліпосомах за допомогою ультразвукової енергії. У порівнянні з іншими методами інкапсуляції ліпосом, ультразвукова інкапсуляція має ряд переваг, які роблять її чудовою технікою виробництва.

• Високе завантаження, висока ефективність захоплення: Ультразвукове виробництво ліпосом, як відомо, виробляє ліпосоми з високим навантаженням активних інгредієнтів, наприклад, вітаміну С, молекул ліків тощо. У той же час метод ультразвукової обробки показує високу ефективність захоплення. Це означає, що високий відсоток активної речовини інкапсулюється ультразвуком. На закінчення, це робить ультразвукове дослідження високоефективним методом виробництва ліпосом.
• Рівномірно малі ліпосоми: Однією з переваг ультразвукової інкапсуляції ліпосом є її здатність виробляти високооднорідні ліпосоми з вузьким розподілом розмірів. Ультразвукова енергія може бути використана для розбиття більших ліпосом або ліпідних агрегатів на менші, більш однорідні ліпосоми. Це призводить до більшої узгодженості в розмірі і формі ліпосом, що може бути важливо для застосування в області доставки ліків, де розмір частинок може впливати на їх фармакокінетику і ефективність.
• Застосуємо до будь-яких молекул: Ще однією перевагою ультразвукової інкапсуляції ліпосом є її здатність інкапсулювати широкий спектр препаратів та інших терапевтичних засобів. Методика може бути використана для інкапсуляції як гідрофільних, так і гідрофобних препаратів, що може бути важко зробити іншими методами. Крім того, ультразвукова енергія може бути використана для інкапсуляції макромолекул і наночастинок, які можуть бути занадто великими для інкапсуляції іншими методами.
• Швидко і надійно: Ультразвукова інкапсуляція ліпосом також є відносно простим і швидким процесом. Він не вимагає використання агресивних хімічних речовин або високих температур, які можуть бути згубними для інкапсульованих лікарських засобів.
• Масштабування: Крім того, техніку можна легко масштабувати для великомасштабного виробництва, що робить її економічно ефективним варіантом для застосування доставки ліків.

Таким чином, ультразвукова інкапсуляція ліпосом є чудовою технікою інкапсуляції ліпосом завдяки своїй здатності виробляти однорідні ліпосоми з вузьким розподілом розмірів, інкапсулювати широкий спектр терапевтичних агентів, а також його простоту і масштабованість.

Підготовка ультразвукової ліпосоми для фармацевтики та косметики

Ліпосоми (бульбашки на основі ліпідів), трансферосоми (ультрадеформовані ліпосоми), етосоми (ультрадеформовані везикули з високим вмістом алкоголю) і ніосоми (синтетичні везикули) - це мікроскопічні везикули, які можуть бути штучно підготовлені як глобулярні носії, в які можуть бути інкапсульовані активні молекули. Ці везикули діаметром від 25 до 5000 нм часто використовуються як носії ліків у фармацевтичній та косметичній промисловості, таких як пероральна або місцева доставка ліків, генна терапія та імунізація. Ультразвукове дослідження є науково доведеним методом високоефективного виробництва ліпосом. Ультразвукові апарати Hielscher виробляють ліпосоми з високим завантаженням активних інгредієнтів та чудовою біодоступністю.

Ліпосоми і ліпосомальні формулювання

Ліпосоми являють собою уніламеллярну, оліголамельярную або багатоламеллярную везикулярну системи і складаються з того ж матеріалу, що і клітинна мембрана (ліпідний бішар). Що стосується їх складу і розміру, ліпосоми диференціюються наступним чином:

• багатопластинчасті бульбашки (MLV, 0,1-10 мкм)
• малі однопластинчасті бульбашки (SUV, <100 нм)
• великі однопластинчасті везикули (LUV, 100–500 нм)
• гігантські однопластинчасті бульбашки (ГІФ, ≥1 мкм)

Основна структура ліпосом складається з фосфоліпідів. Фосфоліпіди мають гідрофільну головну групу і гідрофобну хвостову групу, яка складається з довгої вуглеводневої ланцюга.
Ліпосомальна мембрана має дуже схожий склад, як шкірний бар'єр, так що їх легко можна інтегрувати в шкіру людини. Оскільки ліпосоми з'єднуються зі шкірою, вони можуть розвантажувати втягнуті агенти безпосередньо в пункт призначення, де активи можуть виконувати свої функції. Таким чином, ліпосоми створюють посилення проникності / проникності шкіри для захвачених фармацевтичних та косметичних засобів. Крім того, ліпосоми без інкапсульованих агентів, вакантні везикули, є потужними активами для шкіри, оскільки фосфатидилхолін містить дві основні речовини, які людський організм не може виробляти самостійно: лінолева кислота та холін.
Ліпосоми використовують як біосумісні носії лікарських засобів, пептидів, білків, плазмових ДНК, антисмислових олігонуклеотидів або рибозимів, для фармацевтичних, косметичних та біохімічних цілей. Величезна універсальність у розмірах частинок та фізичних параметрах ліпідів дає привабливий потенціал для конструювання спеціальних автомобілів для широкого кола застосувань. (Ульріх 2002)

Формування ультразвукових ліпосом

Ліпосоми можуть утворюватися за допомогою ультразвуку. Основним матеріалом для підготовки ліпосом є амфілові молекули, отримані або засновані на ліпідів біологічних мембран. Для утворення малих однолінійних пухирців (позашляховиків), ліпідні дисперсії піддаються ультразвуковій обробці – наприклад, з портативним ультразвуковим пристроєм UP50H (50 Вт, 30 кГц), VialTweeter або ультразвуковим реактором CupHorn – на крижаній бані. Тривалість такого ультразвукового лікування триває приблизно. 5 - 15 хвилин. Іншим способом одержання малих однолінійних пухирців є ультразвукова обробка багатопластинних везикул ліпосом.
Діну-Пірву та ін. (2010) повідомляє про одержання трансферсомонів сонікаючими МЛЗ при кімнатній температурі.
Hielscher Ultrasonics пропонує різні ультразвукові пристрої, сонотроди та аксесуари і, таким чином, може забезпечити найбільш підходящу ультразвукову установку для високоефективної інкапсуляції ліпосом у будь-якому масштабі.

Ультразвукова інкапсуляція активних речовин у ліпосоми

Ліпосоми працюють як носії активних інгредієнтів, таких як вітаміни, терапевтичні молекули, пептиди тощо. Ультразвук є ефективним засобом для підготовки і формування ліпосом для захоплення активними речовинами. Одночасно ультразвукова обробка допомагає процесу інкапсуляції та захоплення, так що утворюються ліпосоми з високим завантаженням активних інгредієнтів. Перед інкапсуляцією ліпосоми мають тенденцію утворювати кластери через поверхневу взаємодію заряд-заряд фосфоліпідних полярних голів (пор. Míckova et al. 2008), крім того, вони повинні бути відкриті. Наприклад, Zhu et al. (2003) описують інкапсуляцію порошку біотину в ліпосомах ультразвуком. Оскільки порошок біотину був доданий у розчин суспензії везикули, розчин був ультразвуковим. Після такого лікування біотин потрапив у ліпосоми.

Ліпосомальні емульсії з ультразвуком

Для поліпшення ефекту вирощування зволожуючих або проти старіння кремів, лосьйонів, гелів та інших косметичних композицій, емульгатор додають до ліпосомальних дисперсій для стабілізації більшої кількості ліпідів. Але дослідження показали, що здатність ліпосом загалом обмежена. З додаванням емульгаторів цей ефект з'явиться раніше, а додаткові емульгатори викликають ослаблення бар'єрної спорідненості фосфатидилхоліну. Наночастинки – що складається з фосфатидилхоліну та ліпідів - це відповідь на цю проблему. Ці наночастинки утворюються масляною краплею, яка покрита монослоєм фосфатидилхоліну. Використання наночастинок дозволяє створювати композиції, здатні поглинати більше ліпідів і залишатися стабільними, тому додаткових емульгаторів не потрібні.
Ультразвукове випромінювання є перевіреним методом виробництва наноеммульсій та нанодисперсій. Високо інтенсивний ультразвук забезпечує потужність, необхідну для розсіювання рідкої фази (дисперсної фази) у невеликих крапель на другій фазі (безперервна фаза). В зоні розсіювання, розмивання кавітаційних бульбашок викликає інтенсивні ударні хвилі в навколишній рідині і призводить до утворення рідких струменів з високою швидкістю рідини. Для стабілізації новосформованих крапель дисперсної фази проти коалесценції в емульсію додають емульгатори (поверхневі діючі речовини, поверхнево-активні речовини) та стабілізатори. Оскільки коалесценція крапель після розриву впливає на кінцевий розподіл розміру крапель, ефективно стабілізуючі емульгатори використовуються для підтримки остаточного розподілу розмірів крапель на рівні, рівному розподілу відразу після розбиття крапель у зоні ультразвукової дисперсії.

Ліпосомальні дисперсії за допомогою ультразвуку

Ліпосомальна дисперсія, яка базується на ненасичених фосфатидилхлориді, не має стійкості до окислення. Стабілізація дисперсії може бути досягнута антиоксидантами, такими як комплекс вітамінів С і Е.
Ortan et al. (2002) досягнуто в їх дослідженні щодо ультразвукової підготовки ефірного масла Anethum graveolens в ліпосомах хороших результатів. Після ультразвукової обробки розмір ліпосом був між 70-150 нм, а для МЛО - від 230-475 нм; ці значення були приблизно постійними ще через 2 місяці, але після 12 місяців, особливо після розсіювання позашляховиків (див. гістограми нижче). Вимірювання стійкості щодо втрат ефірного масла та розподілу розмірів також показали, що ліпосомальна дисперсія зберігає вміст летючого масла. Це свідчить про те, що захоплення ефірного масла в ліпосомах збільшило стабільність нафти.

Ортан та ін. (2009): Стабільність розсіювання MLV і позашляховиків через 1 рік. Ліпосомальні рецептури зберігалися при 4±1 ºC.

Ультразвукові процесори Hielscher є ідеальними пристроями для застосування в косметичній та фармацевтичній промисловості. Системи, що складаються з декількох ультразвукових процесорів потужністю до 16 000 Вт кожен, забезпечують потужність, необхідну для перетворення цього лабораторного застосування в ефективний метод виробництва для отримання тонкодисперсних емульсій в безперервному потоці або в партії – досягнення результатів, порівнянних з найкращими доступними сьогодні гомогенізаторами високого тиску, такими як вихідні клапани. На додаток до цієї високої ефективності в безперервному емульгуванні, ультразвукові пристрої Hielscher вимагають дуже низького обслуговування і дуже прості в експлуатації та очищенні. Ультразвук фактично підтримує очищення та полоскання. Ультразвукова потужність регулюється і може бути адаптована до певних продуктів та вимог до емульгування. Також доступні спеціальні реактори проточних клітин, що відповідають передовим вимогам CIP (clean-in-place) та SIP (sterilize-in-place).

Література / Довідники