Liposome bằng phương pháp bay hơi pha đảo có sử dụng siêu âm

Liposome là các hệ mang nano đa năng được sử dụng để phân phối thuốc nhờ tính tương hợp sinh học và khả năng bao gói cả thuốc ưa nước lẫn thuốc kỵ nước. Phương pháp bay hơi pha đảo (còn được gọi là phương pháp nhũ hóa hoặc phương pháp bay hơi dung môi) là một kỹ thuật nổi bật để điều chế liposome, mang lại hiệu suất bao gói cao. Bài viết này tập trung vào việc điều chế liposome bằng phương pháp bay hơi pha đảo được tăng cường bằng xử lý siêu âm đầu dò, trình bày các bước thực hiện, lợi ích và ứng dụng tiềm năng trong các hệ phân phối thuốc.

Liposome là các cấu trúc dạng túi gồm một hoặc nhiều lớp kép lipid, có khả năng bao gói các hợp chất ưa nước và kỵ nước. Cấu trúc độc đáo khiến chúng trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc phân phối thuốc hướng đích. Phương pháp bay hơi pha đảo (còn gọi là phương pháp nhũ hóa hoặc phương pháp bay hơi dung môi) là một kỹ thuật đã được xác lập để điều chế liposome. Trong các đoạn sau, chúng tôi giới thiệu những lợi ích của phương pháp bay hơi pha đảo sử dụng xử lý siêu âm đầu dò, vốn được biết đến với khả năng cải thiện quá trình nhũ hóa, hiệu suất bao gói và khả năng giảm kích thước liposome.

Phương pháp điều chế liposome bằng kỹ thuật bay hơi pha đảo

Quá trình hình thành liposome bằng phương pháp bay hơi pha đảo có sử dụng siêu âm bao gồm việc hòa tan lipid trong hỗn hợp dung môi hữu cơ gồm chloroform và methanol (2:1 v/v), tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành các micelle đảo. Sau đó, dung dịch đệm nước được thêm vào hỗn hợp này. Dung dịch sau khi phối trộn được xử lý siêu âm, chẳng hạn bằng máy siêu âm đầu dò như UP400ST, để tạo vi nhũ tương nước trong dầu. Tiếp theo, dung môi hữu cơ được làm bay hơi bằng máy cô quay, tạo thành một gel nhớt, cuối cùng gel này sụp cấu trúc để hình thành liposome. Lõi nước lớn của các giọt vi nhũ tương thúc đẩy sự bao giữ các phân tử ưa nước, tạo ra các gel liposome có khả năng giải phóng có kiểm soát và đặc tính thấm tốt. Cuối cùng, liposome được giảm xuống kích thước đồng đều bằng máy siêu âm.

Hình thành liposome bằng phương pháp bay hơi pha đảo có sử dụng siêu âm

Quy trình / Hướng dẫn từng bước:

1. Cân và hòa tan lipid:
   Cân chính xác tổng cộng 40 mg L-α-phosphatidylcholine và cholesterol theo tỷ lệ khối lượng 4:1 hoặc 7:3.
   Hòa tan lượng lipid đã cân trong 10 mL hỗn hợp chloroform/methanol (4:1 v/v) trong bình cầu đáy tròn.
2. Tạo màng lipid:
   Gắn bình cầu đáy tròn vào máy cô quay.
   Quay bình ở 8 x g tại 40°C trong điều kiện chân không cho đến khi hình thành một màng lipid mỏng trên thành bình.
3. Loại bỏ hơi dung môi:
   Loại bỏ hơi còn lại của hỗn hợp dung môi bằng cách thổi khí nitơ qua bình.
4. Hòa tan lại màng lipid:
   Hòa tan lại màng lipid trong 10 mL diethyl ether để tạo các túi pha đảo.
5. Chuẩn bị pha nước:
   Trộn 5 mL dung dịch đệm PBS (0,1 M, pH 7,4) chứa hoạt chất cần bao gói và 20 mg Tween 80 với pha hữu cơ (diethyl ether có lipid đã hòa tan).
6. Xử lý siêu âm nhũ tương:
   Đặt nhũ tương w/o vào bể nước đá.
   Xử lý siêu âm nhũ tương bằng máy siêu âm đầu dò UP200Ht ở 26 kHz, chế độ xung 50% (0,5 chu kỳ = 30 sec BẬT / 30 sec TẮT) và biên độ 50% trong 1 phút.
7. Làm bay hơi để tạo gel:
   Đưa nhũ tương đã xử lý siêu âm trở lại máy cô quay.
   Làm bay hơi dưới áp suất khí quyển ở 40°C cho đến khi thu được gel.
8. Tạo liposome:
   Tiếp tục làm bay hơi gel, phá vỡ cấu trúc gel để tạo thành chất lỏng bán trong suốt, cho thấy sự hình thành liposome.
9. Hỗn dịch liposome cuối cùng:
   Thêm 5 mL dung dịch đệm PBS (0,1 M, pH 7,4) nữa vào hỗn dịch liposome.
   Lắc xoáy nhẹ hỗn hợp.
   Loại bỏ hơi diethyl ether còn lại bằng khí nitơ.
10. Bảo quản:
    Bảo quản hỗn dịch liposome cuối cùng trong tủ lạnh ở 4°C cho đến khi cần sử dụng.

Các hướng dẫn này trình bày quy trình từng bước để bào chế liposome bằng phương pháp bay hơi pha đảo kết hợp đồng nhất hóa bằng siêu âm, bảo đảm khả năng chứa pha nước bên trong cao và bao gói hoạt chất hiệu quả.
Phương pháp bay hơi pha đảo, đặc biệt khi sử dụng siêu âm dạng đầu dò, là kỹ thuật được áp dụng rộng rãi để bào chế liposome, nhất là khi cần đạt khả năng chứa pha nước bên trong cao. Phương pháp này có ưu thế so với phương pháp hydrat hóa màng mỏng truyền thống nhờ khả năng đưa một lượng pha nước lớn hơn vào bên trong liposome.

Ưu điểm của siêu âm dạng đầu dò trong quá trình hình thành liposome

• Tăng tính đồng nhất: Siêu âm dạng đầu dò cung cấp năng lượng đầu vào ổn định, tạo ra sự phân bố kích thước liposome đồng đều hơn.
• Cải thiện khả năng bao gói: Các lực cơ học trong quá trình xử lý siêu âm giúp tăng cường khả năng bao gói dược chất, đặc biệt đối với các hợp chất ưa nước.
• Khả năng mở rộng quy mô: Các phương pháp này dễ dàng mở rộng quy mô, phù hợp để sản xuất liposome quy mô lớn.

Ứng dụng của liposome trong phân phối thuốc

Liposome được bào chế bằng các phương pháp nhũ hóa và bay hơi dung môi kết hợp siêu âm dạng đầu dò phù hợp với nhiều ứng dụng phân phối thuốc, bao gồm:

1. Phân phối thuốc hướng đích: Việc chức năng hóa liposome bằng các phối tử đặc hiệu cho phép phân phối thuốc hướng đích đến các mô hoặc tế bào cụ thể.
2. Giải phóng có kiểm soát: Cấu trúc lớp kép lipid cho phép giải phóng dược chất có kiểm soát, nâng cao hiệu quả điều trị.
3. Tính đa dụng: Các phương pháp này phù hợp với nhiều tác nhân điều trị, từ các phân tử nhỏ đến các phân tử sinh học lớn hơn như protein và axit nucleic.

Phương pháp bay hơi pha đảo đặc biệt được biết đến nhờ khả năng chứa pha nước bên trong cao hơn so với phương pháp hydrat hóa màng mỏng. Đặc tính này có lợi cho các ứng dụng cần bao gói một lượng đáng kể dược chất ưa nước hoặc các tác nhân điều trị khác.
Phương pháp bay hơi pha đảo sử dụng siêu âm dạng đầu dò là một kỹ thuật đáng tin cậy và hiệu quả để bào chế liposome. Khả năng đạt được lượng pha nước chứa bên trong cao hơn khiến phương pháp này được ưu tiên trong các ứng dụng dược phẩm mà việc tối đa hóa khả năng bao gói các chất ưa nước đóng vai trò then chốt. Việc kiểm soát cẩn thận quá trình bay hơi dung môi và sử dụng siêu âm là chìa khóa cho sự thành công của phương pháp này, giúp tạo ra liposome chất lượng cao phù hợp với nhiều mục đích điều trị.

Tìm máy siêu âm phù hợp cho quy trình sản xuất liposome của bạn

Hielscher Ultrasonics cung cấp danh mục máy siêu âm dạng đầu dò đa dạng để sản xuất liposome hiệu quả, mang lại hiệu suất bao gói cao và khả năng nạp các phân tử có hoạt tính sinh học cao.
Bạn có thể sử dụng máy siêu âm Hielscher cho nhiều quy trình bào chế liposome khác nhau như kỹ thuật bay hơi pha đảo được mô tả ở đây, phương pháp nhũ hóa và phương pháp màng mỏng.
Đọc thêm về bào chế liposome bằng siêu âm theo phương pháp màng mỏng!
Đọc thêm về liposome được bào chế bằng siêu âm để bao gói

• vitamin C
• DHA và EPA (dầu cá)
• allicin
• peptide GLP-1 (ví dụ: semaglutide)

Thiết kế, chế tạo và tư vấn – Chất lượng sản xuất tại Đức

Các thiết bị siêu âm Hielscher nổi tiếng với các tiêu chuẩn chất lượng và thiết kế cao nhất. Độ bền và khả năng vận hành dễ dàng cho phép tích hợp thuận lợi các thiết bị siêu âm của chúng tôi vào các cơ sở công nghiệp. Các thiết bị siêu âm Hielscher dễ dàng đáp ứng các điều kiện khắc nghiệt và môi trường đòi hỏi cao.

Hielscher Ultrasonics là công ty được chứng nhận ISO và đặc biệt chú trọng đến các thiết bị siêu âm hiệu suất cao với công nghệ tiên tiến nhất và tính thân thiện với người dùng. Tất nhiên, các thiết bị siêu âm Hielscher tuân thủ CE và đáp ứng các yêu cầu của UL, CSA và RoHs.

Bảng dưới đây cho biết năng lực xử lý gần đúng của các thiết bị siêu âm của chúng tôi: