Ультразвукове виробництво ліпосомальних омега-3 жирних кислот

Наноліпосоми є високоефективними носіями ліків, які використовуються для підвищення біодоступності біоактивних сполук, таких як омега-2 жирні кислоти, вітаміни та інші речовини. Ультразвукове інкапсулювання біоактивних сполук – це швидка та проста техніка для приготування наноліпосом із високим навантаженням ліків. Ультразвукове інкапсулювання в ліпосоми підвищує стабільність та біодоступність сполук.

Ліпосомальні омега-3 жирні кислоти

Омега-3 жирні кислоти, такі як ейкозапентаєнова кислота (EPA) та докозагексаєнова кислота (DHA), відіграють життєво важливу роль у правильному функціонуванні багатьох життєво важливих біохімічних реакцій в організмі людини. EPA та DHA переважно містяться у рибі холодних вод, риб’ячій печінці тріски та молюсках. Оскільки не всі споживають рекомендовані дві порції риби на тиждень, риб’ячу олію часто використовують у формі дієтичних добавок. Крім того, омега-3 жирні кислоти, такі як EPA та DHA, використовуються як терапевтичні засоби для лікування серцево-судинних та мозкових захворювань, а також у терапії раку. Для покращення біодоступності та швидкості всмоктування ультразвукове інкапсулювання в ліпосоми є широко та успішно застосованою технікою.

Ультразвукове інкапсулювання омега-3 жирних кислот у ліпосоми

Ультразвукове інкапсулювання – це надійна методика приготування для формування ліпосом із високим навантаженням активних речовин. Ультразвукова наноемульсифікація руйнує фосфоліпідні бішари та вносить енергію для сприяння збірки амфіфільних везикул сферичної форми, відомих як ліпосоми.
Ультразвукова обробка дозволяє контролювати розмір ліпосом під час процесу ультразвукового приготування: розмір ліпосом зменшується зі збільшенням ультразвукової енергії. Менші ліпосоми забезпечують вищу біодоступність і можуть транспортувати молекули жирних кислот із вищою часткою успіху до цільових ділянок, оскільки менший розмір сприяє проникності через клітинні мембрани.
Ліпосоми відомі як потужні носії ліків, які можуть бути навантажені як ліпофільними, так і гідрофільними речовинами завдяки амфіфільній структурі їхніх бішарів. Іншою перевагою ліпосом є здатність хімічно модифікувати ліпосоми шляхом включення ліпідно-зв’язаних полімерів у формулювання, так що поглинання інкапсульованих молекул у цільовій тканині покращується, а вивільнення ліків і, таким чином, їхній період напіврозпаду подовжуються. Ліпосомальне інкапсулювання також захищає біоактивні сполуки від окисної деградації, що є важливим фактором для поліненасичених жирних кислот, таких як EPA та DHA, які схильні до окиснення.
Hadia et al. (2014) виявили, що ультразвукове інкапсулювання DHA та EPA з використанням ультразвукового апарату зондового типу UP200S забезпечило вищу ефективність інкапсулювання (%EE) з 56,9 ± 5,2% для DHA та 38,6 ± 1,8% для EPA. %EE для DHA та EPA ліпосом значно збільшився за використання ультразвукової обробки (p значення менше 0,05; статистично значущі значення).

Ліпосоми, отримані за допомогою ультразвуку, навантажені жирними кислотами DHA та EPA.
Дослідження та зображення: Hadian et al. 2014

Порівняння ефективності: ультразвукове інкапсулювання проти екструзії ліпосом

Порівнюючи ультразвукове інкапсулювання зондового типу з ванною ультразвуковою обробкою та технікою екструзії, переважне формування ліпосом досягається за допомогою зондової ультразвукової обробки.
Hadia et al. (2014) порівняли зондову ультразвукову обробку (UP200S), ванну ультразвукову обробку та екструзію як техніки для приготування ліпосом омега-3 риб’ячої олії. Ліпосоми, приготовані за допомогою зондової ультразвукової обробки, мали сферичну форму та зберігали високу структурну цілісність. Дослідження дійшло висновку, що зондова ультразвукова обробка попередньо сформованих ліпосом сприяє приготуванню ліпосом із високим навантаженням DHA та EPA. За допомогою зондової ультразвукової обробки омега-3 жирні кислоти DHA та EPA були інкапсульовані в наноліпосомальну мембрану. Інкапсулювання робить омега-3 жирні кислоти високо біодоступними та захищає їх від окисної деградації.

Важливі фактори для високоякісних ліпосом

Після підготовки ліпосом стабілізація та зберігання ліпосомних формулювань відіграють вирішальну роль для отримання довгостійко стабільної та високоактивної носійної формули.
Критичними факторами, що впливають на стабільність ліпосом, є значення pH, температура зберігання та матеріали контейнерів для зберігання.
Для готової формули значення pH приблизно 6,5 вважається ідеальним, оскільки при pH 6,5 гідроліз ліпідів зменшується до найнижчої швидкості.
Оскільки ліпосоми можуть окислюватися та втрачати своє включене навантаження речовин, рекомендується температура зберігання приблизно 2–8 °C. Навантажені ліпосоми не повинні піддаватися умовам заморожування та розморожування, оскільки стрес заморожування–розморожування сприяє витоку інкапсульованих біоактивних сполук .
Контейнери для зберігання та їхні заглушки слід ретельно підбирати, оскільки ліпосоми несумісні з певними пластиковими матеріалами. Щоб запобігти деградації ліпосом, ін’єкційні суспензії ліпосом слід зберігати в скляних ампулах, а не в ін’єкційних флаконах із заглушками. Необхідно перевіряти сумісність із еластомерними заглушками ін’єкційних флаконів. Щоб уникнути фотоокислення ліпідних компонентів, дуже важливо зберігати їх захищеними від світла, наприклад, використовуючи темну скляну пляшку та зберігаючи в темному місці. Для інфузійних ліпосомних формулювань необхідно забезпечити сумісність суспензій ліпосом із внутрішньовенними трубками (виготовленими зі синтетичного пластику). Умови зберігання та сумісність матеріалів слід зазначати на етикетці ліпосомної формули. [пор. Kulkarni and Shaw, 2016]

Після утворення ліпідної плівки та наступної регідратації ультразвукова обробка використовується для сприяння включенню активних інгредієнтів у ліпосоми. Крім того, ультразвукова обробка досягає бажаного розміру ліпосом.

Високоефективні ультразвукові гомогенізатори для ліпосомних формулювань

Ультразвукові гомогенізатори Hielscher – це надійні машини, що використовуються у фармацевтичному виробництві та виробництві добавок для формування високоякісних ліпосом, навантажених жирними кислотами, вітамінами, антиоксидантами, пептидами, поліфенолами та іншими біоактивними сполуками. Щоб задовольнити вимоги своїх клієнтів, Hielscher постачає ультразвукові гомогенізатори від компактних ручних лабораторних гомогенізаторів та настільних ультразвукових гомогенізаторів до повністю промислових ультразвукових систем для виробництва великих об’ємів ліпосомних формулювань. Формулювання ліпосом за допомогою ультразвуку можна проводити як партійний або як безперервний інлайн-процес. Доступний широкий спектр ультразвукових сонотродів (зондів) та реакторних ємностей, щоб забезпечити оптимальне налаштування для вашого виробництва ліпосом. Надійність ультразвукових гомогенізаторів Hielscher дозволяє працювати цілодобово (24/7) в умовах важких навантажень та у складних середовищах.
У таблиці нижче наведено орієнтовну потужність обробки наших ультразвукових гомогенізаторів: