نانولیپوزوم‌ها حامل‌های داروی بسیار موثری هستند که برای افزایش قابلیت جذب ترکیبات فعال بیولوژیکی مانند اسیدهای چرب امگا-۳، ویتامین‌ها و سایر مواد استفاده می‌شوند. کپسوله‌سازی اولتراسونیک ترکیبات فعال یک تکنیک سریع و ساده است که باعث تهیه نانولیپوزوم‌ها با بارگذاری دارویی بالا می‌شود. کپسوله‌سازی اولتراسونیک در لیپوزوم‌ها پایداری و قابلیت جذب ترکیبات را افزایش می‌دهد.

اسیدهای چرب امگا-۳ لیپوزومی

اسیدهای چرب امگا-۳ مانند اسید ایکوزاپنتائوئیک (EPA) و اسید دوکوزاهگزائوئینوئیک (DHA) نقش حیاتی در عملکرد صحیح واکنش‌های بیوشیمیایی مهم در بدن انسان دارند EPAو DHA بیشتر در ماهی‌های آب‌های سرد، کبد ماهی کاد و نرم‌تنان صدف‌دار یافت می‌شوند. از آنجایی که همه افراد دو وعده ماهی در هفته را مصرف نمی‌کنند، اکثرا از روغن ماهی به عنوان مکمل غذایی استفاده می‌شود. علاوه بر این، اسیدهای چرب امگا-۳ مانند EPA و DHA به عنوان داروهای درمانی برای درمان بیماری‌های قلبی و مغزی و همچنین در درمان سرطان استفاده می‌شوند. به منظور بهبود قابلیت جذب و نرخ جذب، کپسوله‌سازی اولتراسونیک در لیپوزوم‌ها به عنوان تکنیکی گسترده و موفقیت آمیز استفاده می‌شود.

اسید چرب امگا3 لیپوزومی کپسوله شده با استفاده از التراسونیک

کپسوله سازی التراسونیک یک تکنیک پایدار برای تهیه لیپوزوم‌ها با میزان بالای مواد فعال است. نانو‌امولسیون سازی التراسونیک، فسفولیپید‌های دو لایه را از هم پاشانده و انرژی مورد نیاز برای تشکیل حفره‌های دوگانه دوست  کروی شکل که به عنوان لیپوزوم‌ها شناخته می‌شوند، فراهم می‌کند.

التراسونیک امکان کنترل اندازه لیپوزوم در جریان فرآیند را فراهم می‌آورد: اندازه لیپوزوم با افزایش انرژی التراسونیک کاهش می‌یابد. لیپوزوم‌های کوچک، دسترسی بیشتر و درصد موفقیت بالاتری برای انتقال مولکول‌های اسید چرب به نقاط هدف را به دلیل اندازه کوچک‌تر که نفوذپذیری از طریق غشاهای سلول را تسهیل می‌کند، فراهم می‌آورند.

لیپوزوم‌ها به دلیل ساختار دوگانه‌دوست جداره‌های دو لایه‌ای آن‌ها، که می‌توانند با مواد چربی‌دوست و آب‌دوست بارگذاری شوند، به عنوان حامل‌های قوی دارویی شناخته می‌شوند. یک مزیت دیگر از لیپوزوم‌ها، توانایی اصلاح شیمیایی لیپوزوم‌ها با اضافه کردن پلیمرهای متصل‌شده به چربی به ترکیب است، تا جذب مولکول‌های بسته‌شده در بافت مورد نظر را بهبود بخشد و آزادسازی دارو و بنابراین زمان نصف عمر آن را طولانی کند. کپسوله‌سازی لیپوزومی مواد بیولوژیکی را نیز در برابر تجزیه اکسایشی حفاظت می‌کند، که یک عامل مهم برای اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه مثل EPA و DHA است که به اکسایش حساس هستند،.

هادیان و همکاران (2014) مشاهده کردند که کپسوله‌سازی التراسونیک DHA و EPA با استفاده از التراسونیک هموژنایزر نوع پراب با کارایی بالای کپسوله‌سازی (%EE) به میزان 56.9 ± 5.2% برای DHA و 38.6 ± 1.8% برای EPA انجام می‌شود. %EE برای DHA و EPA لیپوزوم‌ها با استفاده از التراسونیک افزایش قابل توجهی یافت (مقدار p کمتر از 0.05؛ مقادیر آماری معنی‌دار).

لیپوزوم‌هایی که با استفاده از اولتراسونیک حاوی اسیدهای چرب DHA و EPA تهیه شده‌اند.

مطالعه و تصویر: هادیان و همکاران 2014

برای مطالعه در مورد ویتامین C لیپوزومال کلیک کنید.

اکستروژن لیپوزوم در برابر کپسوله سازی التراسونیک

با مقایسه کپسوله‌سازی نوع پراب اولتراسونیک با سونیکیشن حمامی و تکنیک اکستروژن، تشکیل بهتر لیپوزوم توسط سونیکیشن پرابی به‌دست می‌آید.

هادیان و همکاران (2014) سونیکیشن پرابی، سونیکیشن حمامی و اکستروژن را به عنوان تکنیک‌ها برای تهیه لیپوزوم‌های روغن ماهی omega-3 مقایسه کردند. لیپوزوم‌های تهیه شده توسط سونیکیشن پرابی، شکل کروی داشتند و همچنان که انسجام ساختاری را به خوبی حفظ کرده بودند. مطالعه نتیجه گرفت که سونیکیشن پرابی لیپوزوم‌هایی که از قبل تشکیل شده‌اند، امکان تهیه لیپوزوم‌های حاوی مقادیر بالای  DHA و EPA را راحت‌تر می‌کند. با سونیکیشن پرابی، اسیدهای چرب omega-3 DHA و EPA درون غشای نانولیپوزوم جاسازی شدند. این جاسازی باعث افزایش قابلیت زیست فعالی و مقاومت آنها در برابر تجزیه در برابر اکسیژن می‌شود.

عوامل مهم برای لیپوزوم‌های با کیفیت بالا

بعد از تهیه لیپوزوم، استحکام و نگهداری فرمولاسیون‌های لیپوزومی نقش مهمی در به دست آوردن فرمولاسیون حامل پایدار و قدرتمند با ماندگاری زمانی طولانی ایفا می‌کنند.

عوامل بحرانی که بر پایداری لیپوزوم‌ها تاثیر می‌گذارند شامل مقدار pH، دمای نگهداری و مواد ظروف نگهداری است.

برای یک فرمولاسیون نهایی، مقدار pH حدود 6.5 به عنوان ایده‌آل محسوب می‌شود، زیرا در pH 6.5 هیدرولیز لیپیدی به کمترین نرخ خود کاهش می‌یابد.

از آنجا که لیپوزوم‌ها ممکن است اکسید شده و مواد محبوس شده در آنها را از دست دهند، دمای نگهداری حدوداً C° 8-2 توصیه می‌شود. لیپوزوم‌های حاوی مواد بایواکتیو نباید در شرایط یخ‌زدگی و آب شدن قرار گیرند، زیرا استرس یخ‌زدگی باعث نشت مواد زیست‌فعال تشکیل شده درون لیپوزوم می‌شود.

مخزن و درب مخزن نگهداری باید با دقت انتخاب شوند، زیرا لیپوزوم‌ها با برخی از مواد پلاستیکی سازگار نیستند. برای جلوگیری از تجزیه لیپوزوم، اشکال لیپوزومی قابل تزریق باید در آمپول‌های شیشه‌ای نگهداری شوند و نه در ویال‌های تزریقی. سازگاری با دریچه‌های الاستومری ویال‌های تزریق باید آزمایش شود. برای جلوگیری از اکسایش نوری ترکیبات لیپیدی، محل نگهداری محافظت شده از نور، مانند استفاده از یک بطری شیشه‌ای تیره و نگهداری در مکان تاریک، بسیار مهم است. برای فرمولاسیون‌های لیپوزومی قابل تزریق، باید اطمینان حاصل شود که سازگاری محلول‌های لیپوزوم با لوله‌های وریدی (ساخته شده از پلاستیک مصنوعی) تضمین شده است. نگهداری و سازگاری مواد باید بر روی برچسب فرمولاسیون لیپوزوم مشخص شود. [منابع: کولکارنی و شا، 2016]

بیشتر بدانید

لیپوزوم‌ چیست؟

یک لیپوزوم یک حجم کروی با حداقل یک دو‌لایه لیپیدی است. این ساختارها به عنوان حامل‌های عالی دارو شناخته می‌شوند و برای تزریق مواد مغذی، مکمل‌ها و داروها به بافت هدف استفاده می‌شوند. لیپوزوم‌ها معمولا از فسفولیپیدها تهیه می‌شوند، به ویژه فسفاتیدیل‌کولین، اما ممکن است شامل لیپیدهای دیگری نیز باشند، مانند فسفاتیدیلاتانولامین تخم‌مرغ، فقط باید با ساختار دولایه لیپیدی سازگار باشند. یک لیپوزوم از هسته‌ای آبی تشکیل شده است که توسط یک غشای آب‌گریز به صورت دولایه لیپیدی احاطه شده است؛ مواد محلول در هسته که آب‌دوست هستند،گیر‌افتاده و نمی‌توانند به راحتی از ساختار دولایه عبور کنند. مولکول‌های آب‌گریز می‌توانند درون دولایه ذخیره شوند. از این رو یک لیپوزوم می‌تواند حاوی مولکول‌های آب‌گریز و/یا آب دوست باشد. برای تحویل مولکول‌ها به مکان مقصد، دولایه لیپیدی می‌تواند با دولایه‌های دیگری مانند غشای سلول ادغام شود و به این ترتیب مواد محصور در لیپوزوم را به سلول‌ها تحویل دهد. از آنجا که جریان خون پستانداران بر پایه آب است، لیپوزوم‌ها ماده آب‌گریز را به روشی کارآمد از طریق بدن به سلول‌های هدف منتقل می‌کنند. بنابراین لیپوزوم‌ها برای افزایش قابلیت جذب مولکول‌های غیر محلول در آب(مانند سی بی دی، کورکومین، مولکول‌های دارویی) استفاده می‌شوند. لیپوزوم‌ها با استفاده از نانو-امولسیون‌سازی اولتراسونیک و کپسوله‌سازی مواد موجود در آنها با موفقیت تهیه می‌شوند.

ساختار یک لیپوزوم: هسته آبی و دولایه فسفولیپیدی با سرهای آب دوست و دم‌های آب گریز/ چربی دوست.

اسید‌های چربی اُمگا-3

اُمگا-3 (اُمگا-۳) و اُمگا-6 (اُمگا-۶) اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه(PUFA) هستند و در عملکردهای مختلف بدن انسان نقش بازی می کنند. به ویژه اُمگا-3 برای ویژگی‌های ضد التهابی و حمایت‌کننده از سلامت شناخته می‌شود. اسید ایکوزاپنتانوئیک یا EPA ( n-320:5) به عنوان پیش‌نیاز پروستاگلاندین-۳ (که پلاکت‌ها را مهار می‌کند)، ترومبوکسان-۳ و لیوکوترین-۵ (ایکوزانوئیدها) عمل می‌کند و نقش حیاتی در سلامت قلبی و مغزی دارد. اسید دوکوزاهگزانوئیک یا DHA (n-322:6) جزو عوامل ساختی اصلی سیستم عصبی مرکزی پستانداران است. DHA فراوان‌ترین اسید چرب اُمگا-۳ در مغز و شبکیه است و هر دو اندام، مغز و شبکیه بر روی مصرف غذایی از DHA برای عملکرد صحیح تکیه دارند. DHA پشتیبانی از تنوع گسترده‌ای از خصوصیت‌های غشای سلول و ارسال پیام‌های سلولی دارد، به ویژه در ماده خاکستری مغز و همچنین در بخش‌های خارجی از سلول‌های عصبی تصویرگیر در شبکیه، که غنی از غشاها هستند.

منابع غذایی اسیدهای چرب امگا-۳

بعضی از منابع غذایی امگا-۳ شامل ماهی (مثلاً ماهی‌های آب‌های سرد مانند ماهی سالمون، ماهی ساردین، ماهی ماکرل)، روغن کبد ماهی کاد، نرم تنان صدف دار، خاویار، جلبک دریایی، روغن جلبک دریایی، کتان (تخم کتان)، شاهدانه، دانه چیا، و گردو هستند.

غذاهای استاندارد غربی معمولاً حاوی مقادیر زیادی از اسیدهای چرب امگا-۶ هستند، زیرا موادی چون غلات، روغن‌های دانه‌های سبز، مرغ و تخم‌مرغ غنی از چربی امگا-۶ هستند. از سوی دیگر، اسیدهای چرب امگا-۳ که اصولاً در ماهی‌های آب‌های سرد یافت می‌شوند، به مقدار قابل توجهی کمتر مصرف می‌شوند، به طوری که نسبت امگا-۳ به امگا-۶ اغلب کاملاً ناهماهنگ است.

بنابراین، مصرف مکمل‌های غذایی حاوی امگا-۳ اغلب توسط پزشکان توصیه می‌شود.

اسیدهای چرب ضروری

اسیدهای چرب ضروری (EFAs) اسیدهای چربی هستند که باید توسط انسان‌ها و حیوانات از طریق غذا مصرف شوند، زیرا بدن برای عملکرد صحیح و ضروری باید آن‌ها را دریافت کند، اما قادر به سنتز آن‌ها نیست. به طور کلی، اسیدهای چرب ضروری و ترکیبات مشتقه آن‌ها برای مغز و سیستم عصبی بسیار حیاتی هستند و نماینده ۱۵%-۳۰% از وزن خشک مغز را تشکیل می‌دهند. اسیدهای چرب ضروری به اسیدهای چرب اشباع، غیراشباع و غیراشباع چندگانه تقسیم می‌شوند. برای انسان‌ها، تنها دو اسید چرب ضروری شناخته شده‌اند، که به نام‌های اسید آلفا-لینولنیک، که یک اسید چرب امگا-۳ است، و اسید لینولیک، که یک اسید چرب امگا-۶ است. اسیدهای چرب دیگری وجود دارند که می‌توانند به عنوان "ضروری مشروط" طبقه‌بندی شوند، به معنای آنکه در شرایط توسعه‌ای یا بیماری ممکن است ضروری شوند؛ به عنوان مثال اسید دوکوزاهگزائینیک، که یک اسید چرب امگا-۳ است، و اسید گاما-لینولنیک، که یک اسید چرب امگا-۶ است.