لیپوزوم

لیپوزوم در رسانش دارو :لیپیدها مولکولهای آمفی فیلی هستند که یک قسمت آنها اب دوست و قسمت دیگر آب گریز است . وقتی لیپیدها در تماس با آب قرار میگیرند ، فعل و انفعالات نامطلوب بخش آب گریزآن با حلال منجر به خودتجمعی  لیپیدها معمولا به شکل لیپوزوم می شود . لیپوزوم ها شامل یک هسته ی آبی و دو لایه ی لیپیدی هستند که این دو لایه ، هسته ی آبی را مانند یک غشا از محیط بیرونی جدا می کنند .  این مواد برای اولین بار توسط بنگام و همکارانش در سال 1961 کشف شدند . لیپوزوم ها برای بهبود  شاخص  درمانی داروهای جدید و یا موجود  با استفاده از اصلاح جذب دارو ، کاهش متابولیسم ، افزایش نیمه ی عمر بیولوژیکی و یا کاهش سمیت مورد استفاده قرار میگرفتند . توزیع دارو ابتدا  توسط خواص حامل ها وسپس تنها توسط خواص فیزیکو شیمیایی مواد دارویی کنترل می شد . لیپیدهایی که در تشکیل لیپوزوم ها شرکت دارند می توانند طبیعی و یا به صورت سنتزی باشند و مواد تشکیل دهنده ی لیپوزوم ها منحصر به لیپید ها نیست و نسل جدیدی از این مواد را می توان توسط پلیمرها نیز ساخت .  لیپوزوم ها زیست سازگار و زیست تخریب پذیرند  و همین ویژگی آنها را برای تحقیقات پزشکی مناسب کرده است ویژگی منحصر به فرد لیپوزوم ها توانایی آنها در حل شدن در حلالهای آبی و چربی است .

این ویژگی منحصر به فرد ، با زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری  همراه گشته و آنها را به یک ماده ی جذاب برای رسانش دارو تبدیل کرده است . داروهای آب گریز خود را در داخل لایه ی لیپیدی قرار می دهند و داروهای آب دوست نیز در هسته ی آبی جای میگیرند . فرمولاسیون لیپوزوم ها  تاثیر درمانی دارو ها را در مدلهای آزمایشگاهی و در مدلهای انسانی به نسبت فرمولاسیون های سنتی بهبود بخشیده است .  داروهایی که به لیپوزوم متصل میشوند ، بدون تجزیه ی سریع و با کمترین عوارض جانبی دارو ها را به مقصد می رسانند . زیرا این مواد عموما از لیپیدهای زیست تخریب پذیر تشکیل شده اند . علاوه بر این ، آنها هیچ واکنش پریژنیک و آنتیژنیکی تولید نمی کنند . و سمیت بسیار پایینی دارند . در نتیجه ، تمامی این لیپوزوم ها ،   نسبت به سایر حامل های دارویی مانند نانو ذرات ، کاندیدای بهتری هستند. در سال 1970  لیپوزوم ها به عنوان  حامل های رسانش دارویی معرفی شدند اما  نتایج اولیه ی کلینیکی  به خاطر ناپایداری بیولوژیکی و کلوئیدی آنها زیاد رضایت بخش نبود . تحقیقات بعدی بر روی پایداری و  فعل و انفعال دارویی، منجر به محصولات لیپوزومی  تجاری مختلفی در سال 1980 و اوایل 1990 شد . لیپوزوم ها  سیستم رسانش نانویی  همه کاره و پیشرفته ای برای طیف وسیعی از ترکیبات فعال بیولوژیکی نشان می دهند. مقدار نهایی داروی کپسوله شده توسط انتخاب یک روش تهیه ی مناسب لیپوزوم تحت تاثیر قرار میگیرد . به دام انداختن دارو ها  ی آب گریز و آب دوست در داخل لیپوزومها برای مقابله با سمیت عمومی بسیاری از داروها به خصوص داروهای سرطانی استفاده می شود . اصلاح لیپوزوم ها اجازه ی هدف گیری فعال و غیر فعال نواحی توموری را میدهد.این اثر ، باعث بار گیری موثر دارو و انتقال آن به سلولهای توموری و سرطانی می شود در حالیکه سلولهای  سالم کمتر آسیب می بینند . مزایا و محدودیت های  حامل های دارویی لیپوزومی بستگی به خاصیت کلوییدی و فیزیکو شیمیایی آن مانند اندازه ، ترکیب ، بارگیری موثر  ، پایداری و همچنین تعاملات بیولوژیکی آن با غشای سلولی دارد . 4 تعامل اصلی بین لیپوزوم و سلول وجود دارد . تعامل غالب بین آنها ،جذب ساده و یا اندوسیتوز پس از آن است. جذب زمانی رخ میدهد که نیروهای جاذبه از نیروی دافعه بیشتر شود . این نوع از تعاملات بستگی به خواص سطحی لیپوزوم ها دارد .  در رسانش دارو از طریق اندوسیتوز،لیپوزوم و محتویات آن  به طور غیر مستقیم در سیتوپلاسم قرار میگیرد . ترکیب با غشای سلولی ، رسانش محتویات لیپوزومی به طور مستقیم به سلول از طریق ادغام لیپید لیپوزومی در غشا از موارد  بسیار نادر است .آخریت تعامل ممکن ، تبادل لیپید است . پس از ورود به بدن ، لیپوزوم باعث شروع پاسخ سیستم ایمنی بدن می شود و مواد کپسوله شده ممکن است غیر فعال شود . بنابراین تحقیقات جایگزینی برای گسترش سطوح لیپوزومی غیر قابل تشخیص و زیست سازگار انجام گرفته است . لیپوزومهای مختلف را می توان با روشهای تهیه ی متفاوت آماده کرد . یکی از مزایایی فرمولاسیون لیپوزم ، کپسوله کردن داروهای آب گریز و آب دوست است .

روشهای تهیه ی لیپوزوم ها :

ویژگی های لیپوزوم تولیدی به طور مستقیم به روش تولید بستگی دارد . اگرچه تشکیل  لیپوزوم ها ممکن است خود به خودی باشد اما اغلب تحریک  مکانیکی نیاز هست .  برای کنترل بر روی اندازه و ساختار لیپوزوم هایی که تشکیل می شوند، افزایش عملکرد به دام انداختن مولکولهای مختلف  و جلوگیری از نشت مواد از داخل لیپوزومها ، روشهای آماده سازی مختلفی به کار گرفته می شود .   پارامترهای مختلفی وجود دارد  که باید در طول انتخاب روش مناسب در نظر گرفته شود . این پارامترها عبارتند از : 1 ) ویژگی فیزیکو شیمیایی موادی که قرار است به دام انداخته شود و مواد تشکیل دهنده ی لیپوزومی  2 ) ماهیت محیطی که لیپوزوم ها در آن توزیع می شوند 3 ) غلظت موثر مواد کپسوله شده و سمیت احتمالی آن  4 ) فرآیندهای اضافی درگیر در طول  کاربرد 5 ) اندازه و ماندگاری بهینه ی لیپوزوم برای کاربرد مورد نظر  6) تکرار پذیری و امکان تولید  در مقیاس بزرگ محصولات لیپوزومی ایمن و کار آمد .

اندازه لیپوزوم یک پارامتر بسیار مهم در تعیین نیمه عمر لیپوزوم در رسانش داروست . مقدار داروی کپسوله شده نیز به اندازه و تعداد لایه های لیپوزوم تهیه شده دارد . با توجه به فرمول مورد نظر ، می توان از روشهای مختلف برای تولید و آماده سازی لیپوزوم ها استفاده کرد . تفاوت اصلی این روشها ، رویکرد آنها برای مقابله با حلالیت کم لیپوزوم ها در آب است . بر این اساس روشهای تولید را می توان به صورت تحریک مکانیکی ، تبخیر حلال ، تزریق حلال و انحلال دترجنت طبقه بندی کرد .در تمام روشهای ذکر شده ، بارگیری دارو به صورت غیر فعال است .

تحریک  یا به هم زدن مکانیکی :

در این روش لیپید  به طور مستقیم و توسط همزن مکانیکی   در آب حل می شود. این روش یکی از ساده ترین روشها برای تولید و آماده سازی لیپوزوم است . با این حال ، لیپوزوم های کوچکی که بسیار به خاطر اندازه یشان  ناپایدار بوده ایجاد می شود . مزیت این روش استفاده نکردن از حلالهای آلی است .  بنابراین برای رسانش دارو ، لیپوزوم هایی که با این روش تولید می شوند  به خاطر  ناپایداری اندازه و نشت دارو ی کپسوله شده از آن مناسب نیستند .

تبخیر حلال :

این روش شامل چهار مرحله ی اصلی است . در اولین مرحله ، لیپید در یک حلال آلی حل می شود .در دومین مرحله حلال تبخیر میگردد . سومین مرحله هیدراسیون با بافر است و اگر نیاز باشد در مرحله ی چهارم لیپوزم های یک لایه ای از لیپوزوم های چند لایه ای جدا می شود . حجم آبی که در غشای لیپید قرار میگیرد بسیار کمتر از مقدار حجم استفاده شده برای تولید است  ( 5 تا 10 درصد ) .در نتیجه مقدار زیادی ازداروی محلول در آب در فرآیند تولید به هدر میرود . به عبارت دیگر داروهای محلول در چربی می توانند با بازده 100 درصد کپسوله شوند .حجم مواد محصور شده را می توان با استفاده از لیپیدهایی با بار منفی در غشا که باعث دور شدن دو لایه از یکدیگر می شود ، به طور قابل توجهی افزایش داد .

انحلال لیپید:

نقطه ی شروع این روش، تولید و آماده سازی محلول آلی غشای لیپیدی است تا از تکمیل فرآیند اطمینان حاصل شده و مخلوط همگنی از تمام مواد ایجاد گردد . ترکیباتی که محلول در چربی هستند به محلول آلی اضافه شده و ترکیبات محلول در آب ، در محیط آبی حل میگردند . در این روش فسفو لیپید ابتدا در محلول آلی به همراه ترکیبات محلول در چربی حل می شود .

تبخیر حلال :

مرحله ی بعدی تبخیر حلال آلی است . ساده ترین راه این است که به حلال اجازه دهیم در ظرف شیشه ای تبخیر شود . روش بهتر، تبخیر حلال با استفاده از   تبخیر کننده ی دوار است که به یک پمپ خلا وصل شده است . در این روش لایه ی نازکی از لیپید بر روی دیواره های فلاسک ته گرد ایجاد می شود .  برای افزایش کپسوله شدن ، پیشنهاد می شود از یک فلاسک ته گرد بزرگ برای اینکار استفاده شود زیرا در این حالت به خاطر بزرگ بودن سطح فلاسک لایه ی نازکتری از لیپید تشکیل می شود. تبخیر کننده از پمپ خلا جدا شده و به نیتروژن وصل می شود .سپس ظرف از تبخیر کننده جدا گشته و تحت خلا ی شدید قرار میگیرد تا حلال اضافی تبخیر شود .

هیدراسیون :

تبخیر حلال توسط هیدراسوین لیپید با واسط آبی دنبال می شود . اغلب برای هیدراسیون ، بافر مناسب در دمایی بالاتر از دمای انتقال فازی فسفو لیپید به کار می رود . محلول به طور دستی و یا مکانیکی چرخش داده می شود . اینکار تا زمانی صورت میگیرد که لیپید در محلول ترکیب شود . محصول به دست آمده یک سوسپانسیون شیری مانند از لیپید است . 

2.3  : تزریق حلال :

در این روش ، لیپید ها ابتدا در یک حلال آلی حل می شود و سپس در تماس با فاز آبی که شامل موادی است که باید در داخل لیپوزوم کپسوله گردد ، قرار میگیرد .لیپید خود را در تک لایه ی بین  فاز آلی و آبی تنظیم میکند که این مرحله برای تشکیل دو لایه ی لیپوزوم بسیار مهم است . سه دسته در روش پراکندگی حلال وجود دارد . این دسته ها شامل : 1 )  یک حلال آلی قابل اختلاط با فاز آبی   2 )  یک حلال آلی غیر قابل اختلاط با فاز آبی که به طور اضافی استفاده می شود

3) یک حلال آلی غیر قابل اختلاط که به طور ضافی با فاز آبی مورد استفاده قرار میگیرد .

 

2.3.1 :  روش تزریق اتانول :

در این روش یک محلول اتانولی از لیپید سریعا به داخل واسط آبی و یا محلول نمک توسط یک سوزن نازک و ریز تزریق می شود . نیروی تزریق معمولا برای دستیابی به فرآیند مخلوط شدن کامل مناسب و کافی است . زیرا اتانول در آب حل شده و لیپیدها از طریق یک واسط در آن پخش می شود.این روش بسیار ساده است و خطر تخریب لیپیدهای حساس در آن بسیار کم است . عیب اصلی این روش محدودیت حلالیت لیپید در اتانول است . در نتیجه درصد مواد آب دوست کپسوله شده در این روش بسیار کم  خواهد بود. یکی دیگر از معایب این روش ، مشکل حذف کردن اتانول از غشای لیپیدی است .

2.3.2 :روش تزریق اتر :

این روش در برگیرنده ی تزریق  محلول آلی غیر قابل اختلاط به صورت آرام در فاز آبی و از طریق سوزن نازک در دمایی است که حلال آلی با تبخیر  در طول فرآیند حذف می شود . در این روش کیسه های بزرگی تشکیل می شود که ممکن است، به خاطر تبخیر آرام حلال باشد .اتر رفتار بسیار حساسی با لیپید ها داشته و بنابراین از تخریب جلوگیری میکند. از آنجایی که حلال با همان سرعتی که وارد شده ، از محلل حذف میگردد ، بنابراین هیچ محدودیتی برای غلظت لیپیدی که بدست می آید وجود ندارد . از این رو ، فرآیند را می توان به صورت پیوسته و برای مدت طولانی اجرا کرد و درصد بالایی از مواد کپسوله شده در داخل لیپوزوم به دست آورد .اشکال عمده ی این روش ،زمان طولانی برای تولید دسته ای از لیپوزوم ها و کنترل لازم بر روی معرفی محلول لیپیدی است .

2.4 : روش انحلال سورفاکتانت :

این روش ، فسفولیپیدها در تماس با فاز آبی قرار میگرد اینکار از طریق واسط سورفکتانت انجام میگیرد. مولکولهای فسفولیپیدی با سورفکتانت مرتبط بوده و میسل مخلوط تشکیل می شود .  ویژگی اصلی این روش ، حذف سورفکتانت از میسل مخلوطی است که شامل فسفولیپید نیز می شود در نتیجه لیپوزوم تک لایه ای به صورت خود به خودی تشکیل می شود . به هر حال ، حذف سورفکتانت با استفاده از روشهایی مانند دیالیز و کروماتوگرافی ستونی  انجام می شود  . روش انحلال سورفکتانت توانایی تولید لیپوزم با اندازه ی مختلف و از طریق کنترل دقیق حذف سورفکتانت را دارد .

2.5 : بارگیری مواد در فرمولاسیون لیپوزوم ها :

2.5.1 : کپسوله کردن داروهای آب دوست :

وقتی لیپید در حضور داروی آب دوست هیدراته می شود ، بخشی از دارو در داخل لیپوزم گیر افتاده و بخشی دیگر به صورت توده ای  در  خارج از هسته ی آبی لیپوزوم باقی می ماند . از آنجایی که تنها داروی به دام افتاده مورد علاقه و توجه محققان است ، داروی توده ای باقی مانده باید حذف شود.

3. پایداری لیپوزوم ها :

پایداری لیپوزوم را می توان توسط حد واسطهای بیولوژیکی ، شیمیایی و فیزیکی که به هم مرتبط هستند ، توضیح داد .  عموما ، پایداری فیزیکی  و شیمیایی   ماندگاری لیپوزوم ها را مشخص میکند . هنگامی که فرمولاسیون لیپوزومها بدست آمد ، نگهداری خواص فیزیکی این آماده سازی می تواند مشکل باشد . نشت مواد کپسوله شده به خاطر نفوذ پذیری غشا ، تغییر در توزیع اندازه و مشکلات پایداری به خاطر تخریب اکسایشی و هیدرولیتیکی از مشکلات شایع ذخیره سازی می باشد .   روشهای مختلفی برای  غلبه بر مشکلات ناپایداری لیپوزوم ها به کار می رود . این روشها برای به حداقل رساندن  فرآیند تخریب طراحی شده اند. دو نوع مختلف تخریب شیمیایی می تواند عملکرد دو لایه ی فسفولیپدی را تحت تاثیر قرار دهد .هیدرولیز پیوند استری موجود بین اسیدهای چرب و گلیسرول و همچنین اکسیداسیون زنجیره آسیل اشباع نشده در صورت وجود ، از جمله ی این موارد است .سطح اکسیداسیون را می توان توسط اقداماتی مانند شروع کار با لیپیدهای تازه و خالص ، حلال تازه ی مقطر ، اجتناب از بالا رفتن دما در طول فرآیند ،انجام دادن فرآیند تولید در غیاب اکسیژن ،اکسیژن زدایی محلول آبی با عبور دادن نیتروژن ،ذخیره سازی تمام سوسپانسیونهای لیپوزومی در یک فضای بی اثر کنترل کرد . یک راه حل جایگزین برای مشکل اکسیداسیون ،کاهش سطح لیپیدهای قابل اکسید شدن در غشا با استفاده از لیپیدهای اشباع شده به جای لیپیدهای اشباع نشده است . نوع هیدرولیز تخریب شیمیایی پیوند استری در ساختار فسفولیپیدی در PH   خنثی کمتر اتفاق می افتد . به طور کلی ، سرعت هیدرولیز به شکل v     بوده و در6.5   PH =   به کمترین مقدار خود میرسد .

 

منبع : کتاب

Liposomes as Potential Drug Carrier Systems for Drug Delivery