التراسونیک در آماده‌سازی فرمولاسیون‌های لیپوزومی بسیار کارآمد است. فرمولاسیون‌های لیپوزومی معمولاً ویتامین C، کانابیدیول (CBD)، کورکومین، کوئرستین، آستازانتین، پپتیدها و ترکیبات بیوفعال دیگر را با استفاده از التراسونیک کپسوله می‌کنند. کپسوله کردن لیپوزومی با استفاده از اولتراسونیک یک تکنیک ساده، سریع و موثر است که امکان تولید کیسه‌های پایدار و با بارگذاری زیاد را فراهم می‌کند. مواد مغذی که به وسیله التراسونیک کپسوله شده اند با زیست‌‌فراهمی برتر سرآمد هستند.
لیپوزوم و مزایای آن
لیپوزوم‌ها حاوی حفره‌های آبی هستند که در یک یا چند لایه فسفولیپیدی محصور شده‌اند. از آنجا که لیپوزوم‌ها دارای یک هسته آبی محاط شده توسط یک لایه چربی و یک پوسته بیرونی آب‌دوست هستند، لیپوزوم‌ها محلول در آب هستند و می‌توانند ترکیبات محلول در آب و چربی را در بخش‌های مربوطه از حفره حمل کنند. این باعث می‌شود لیپوزوم‌ها یک سیستم تحویل بسیار موثر برای مولکولهای فعال درمانی باشند. لیپوزوم‌ها توسط از هم‌گسیختگی غشاهای زیستی تشکیل می‌شوند، فرایندی که توسط اولتراسونیک هموژنایزر ترویج و تشدید می‌شود. لیپوزوم‌ها معمولا از فسفولیپیدها تشکیل شده‌اند، به ویژه فسفاتیدیلکولین، اما ممکن است شامل لیپیدهای دیگری نیز شوند، مانند فسفاتیدیلاتانولامین تخم‌مرغ، تا زمانی که با ساختار دو لایه چربی سازگار باشند. لیپوزوم‌ها زمانی که فسفولیپیدها هیدراته می شوند به طور خودبخودی شکل می‌گیرند. در مرحله اول - مرحله هیدراته - از سونیکیشن برای نانو-امولسیون سازی فسفولیپیدها و فاز آبی استفاده می‌شود تا تشکیل کیسه‌های چندلایه باریک (MLVs) را افزایش دهد. سپس، سونیکیشن اگر لازم باشد برای کاهش اندازه لیپوزوم می‌تواند استفاده شود. برای به دست آوردن اندازه کیسه‌های کوچکتر، سونیکیشن برای پراکندگی و کاهش اندازه لیپوزوم به وزیکول‌های یکلایه بزرگ یکنواخت (LUVs) یا وزیکول‌های یکلایه کوچک (SUVs) استفاده می‌شود.
تکنیک التراسوند برای تشکیل و کاهش اندازه لیپوزوم قابل اعتماد، سریع، کارآمد، آسان و ایمن است. لیپوزوم‌های تولید شده حاوی مقدار بالایی از مواد بیولوژیکی با پایداری بالا و زیست فراهمی بیشتری هستند.
چرا با حمام شستشو التراسونیک نمی توان لیپوزوم با کیفیت تولید کرد؟
تولید لیپوزوم‌ها نیازمند دستگاه التراسونیکی است که بتواند انرژی کافی را ارائه دهد تا ذرات نانویی یکنواخت ایجاد شود. لیپوزوم‌های خانگی با استفاده از یک تمیزکننده التراسونیک معمولاً بی‌اثر هستند زیرا لیپوزوم‌های تهیه شده هیچ‌گاه اندازه نانویی مورد نیاز را نشان نمی‌دهند و همچنین مواد غذایی بیولوژیکی را به شکل موثر و پایدار در طولانی‌مدت در خود کپسوله نمی‌کنند. برای تهیه لیپوزوم‌های با کیفیت بالا، تکنولوژی اولتراسونیک نوع پروب ترجیح داده می‌شود زیرا پروب (سونوترود) می‌تواند انرژی صوتی شدید مورد نیاز برای تشکیل لیپوزوم‌های موثر با بارگذاری بالا را به وسیله ماده انتقال دهد. به طور کلی، لیپوزوم‌های تولید شده با پروب التراسونیک دارای توزیع اندازه ذرات 100-500 نانومتر هستند که برای بارگذاری بالا و قابلیت جذب بیولوژیکی بالاتر بهینه است. استفاده از یک راکتور التراسونیک اجازه می‌دهد تا لیپوزوم‌ها را در یک محیط بدون اکسیژن آماده کند تا از تجزیه اکسایشی جلوگیری شود.
اولتراسونیک‌های نوع پروب انرژی مورد نیاز برای تولید لیپوزوم‌هایی را فراهم می‌کنند که ویژگی های زیر را دارند:
- بارگذاری بالا
- نانو ابعاد
- پایدار
- مونودیسپرس(دیسپرس با نمودار پراکندگی تیز)
- زیست‌فراهم
- زیست تطبیق
- تکرارپذیر
تفاوت monodisperse و polydisperse
مولکولهای کپسوله شده لیپوزومی با التراسونیک
لیست زیر نشان می‌دهد که کدام مواد قبلاً با استفاده از روش آماده‌سازی فراصوتی با موفقیت در فرآیند لیپوزوم‌سازی کپسوله شده‌اند.
- آنتی‌اکسیدان‌ها مانند گلوتاتیون، ویتامین C، ویتامین‌های گروه B متیله شده، رزوراترول، کوانزیم Q10 و غیره.
- فنول‌ها: فلاوونوئید‌ها مانند فیستین، کوئرستین، اولیگومریک پروانتوسیانیدین‌های (OPC)؛ ساپونین‌ها مانند آسترالگالوزید؛ الکلوئیدها
- مواد معدنی مانند کلات‌های منیزیم (مانند منیزیم ترئونات، منیزیم اورات)، روی، مس و غیره.
- ترپن‌ها مانند آستازانتین، لیمونن، پینن، هیومولن، لینالول، بتا-کاریوفیلن، فیتول، گرانیول و ترپینولن و غیره.
- لیپیدها مانند اسیدهای چرب امگا-3 EPA و DHA؛ دی‌پالمیتویل-فسفاتیدیل کولین (DPPC) و غیره.
- آمینو اسیدها مانند کراتین، گلیسین، 5-HTP (5-هیدروکسی تریپتوفان)، فنیل‌آلانین، ال-تئانین، GABA (اسید گاما-آمینوبوتیریک)، تائورین، N-استیل سیستئین (NAC)، ال-تایروزین و غیره.
- پپتیدها، برای مثال اوکسیتوسین، پپتیدهای کلاژن و غیره.
- پلی‌ساکاریدها مانند اسید هیالورونیک، پلی‌ساکاریدهای قارچی و غیره.
- کانابینوئیدها مانند سی‌بی‌دی (CBD)، سی‌بی‌جی (CBG)، تی‌اچ‌سی (THC).
- نوتروپیک‌ها، داروهای هوشمند و افزایش‌دهنده هوش، که ممکن است شامل مواد ذکر شده و مولکولهای دیگر باشد.
فرمولاسیون لیپوزومال بهبودیافته با نانوی مولکولهای بیواکتیو با نرخ جذب بالاتر، بهره‌وری بیشتر و احتمالاً امکان عبور از سدخونی- مغزی را فراهم می‌کند. سیستم‌های دیگر ارسال داروهای مبتنی بر لیپید شامل نانو-امولسیون‌ها و حامل‌های کلوئیدی بر پایه لیپید، مانند نانوذرات لیپید جامد (SLN) و حامل‌های لیپیدی نانوساختار (NLC) نیز وجود دارند. همه اینها، نانو-امولسیون‌ها، SLNs و NLCs می‌توانند به‌صورت قابل اعتماد تحت فرآیند فراصوتی تشکیل شوند و بارگذاری شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر درباره استخراج فراصوتی و نانو-کپسوله کردن الوئه‌ورا، به لینک مراجعه کنید.
شاخص های موثر بر کیفیت لیپوزوم
کیفیت لیپوزوم توسط یکنواختی اندازه ذرات و لایه بندی، کارایی آغشتگی (EE%) / بار کپسوله شده، و پایداری تعیین می‌شود. روش آماده‌سازی، شرایط پردازش، مواد اولیه و نگهداری از عوامل مهمی هستند که به کیفیت و بنابراین قدرت فرمولاسیون لیپوزومی کمک می‌کنند. تصویر SEM سمت چپ نشان‌دهنده لیپوزوم‌های آماده‌سازی شده با فراصوت حاوی اسیدهای چرب DHA و EPA با استفاده از دستگاه فراصوتی است (مطالعه و تصویر: هادیان و همکاران، 2014).
آماده‌سازی لیپوزوم‌ها با استفاده از فرآیند التراسونیک، یک تکنیک قابل اعتماد است که اندازه ذرات کوچک و یکنواخت لیپوزوم را با بارگذاری بالای مولکولهای زیست فعال ارائه می‌دهد. پارامترهای فرآیند التراسوند مانند دامنه، انرژی کل، زمان، پیوستگی، دما، و فشار به دقت قابل تنظیم هستند. به عنوان یک تکنیک پردازش غیرحرارتی، اصل کار التراسونیک هموژنایزر بر اساس برش مکانیکی خالص است. افزایش دما در مایع سونیکیشن شده به دلیل قانون دوم ترمودینامیک توجیه می‌شود، که بیان می‌کند که هر انرژی به نهایت به حرارت تبدیل می‌شود. برای حفظ دمای پایین و پایدار محیط لیپوزومی، راه‌حل‌های خنک‌کننده پیشرفته ارائه می‌گردد، از جمله حمام یخ و همچنین راکتورهاب التراسونیک با جاکت‌های خنک‌کننده. نتایج تولید لیپوزوم با استفاده از فرآیند التراسوند قابل تکرار هستند که برای یک فرآیند استاندارد و کیفیت محصول پایدار بسیار مهم است.
فسفولیپیدهای با کیفیت بالا که شامل درصد زیادی از فسفاتیدیلکولین و فسفاتیدیلاتانولامین هستند، یک پوسته لیپوزومی پایدار ایجاد می‌کنند که از نشت مواد غذایی جلوگیری می‌کند. یک پوسته قوی فسفولیپیدی همچنین از تجزیه و تخریب اکسیداتیو و حرارتی مواد غذایی داخلی محافظت می‌کند. بنابراین، نسبت متعادلی از فسفولیپیدها به فاز آبی به مواد غذایی کپسوله (مولکولهای بیواکتیو) ضروری است.
مزایای تولید لیپوزوم با التراسونیک
- بازدهی کپسوله سازی بالا
- زیست فراهمی بالا
- سریع و کارا
- پایداری طولانی مدت
- برای دارو و غذا
- ایمن و کاربری آسان
