Liposomer

Vad är de Strukturfunktioner Använder klassificering Fördelar och nackdelar

Vad är

Liposomer är slutna vesikulära strukturer vars dimensioner kan variera från 20-25 nm upp till 2,5 μm (dvs. 2500 nm). Deras struktur (mycket lik den hos cellmembran) kännetecknas av närvaron av ett eller flera dubbla lager av amfifila lipider som avgränsar en hydrofil kärna innehållande material i vattenfasen. Dessutom är vattenfasen också närvarande utanför liposomerna.

Liposomer upptäcktes på ett helt slumpmässigt sätt i början av 1960 -talet av den engelska hematologen Alec Bangham under experimentet med ett elektronmikroskop som utfördes tillsammans med sin kollega R.W. Horne.
Intresset för denna upptäckt var omedelbart stort, särskilt inom det medicinska läkemedelsområdet. Inte överraskande har liposomer sedan 1970-talet använts i experimentell form som läkemedelsbärare. Gradvis har forskare lärt sig att förfina liposomernas egenskaper på ett sådant sätt att de kan utöva önskad terapeutisk effekt.
Forskning inom detta område har varit och är fortfarande mycket intensiv, därför är det inte förvånande att liposomer för närvarande används som effektiva läkemedelsleveranssystem.

Strukturera

Liposomers struktur och egenskaper

Som nämnts har liposomer en struktur som kännetecknas av närvaron av ett eller flera dubbla lager av amfifila lipider. I detalj består dessa dubbla lager mestadels av fosfolipidmolekyler: de i det yttersta lagret placeras regelbundet sida vid sida och exponerar deras polära huvud (hydrofil del av molekylen) mot den vattenhaltiga miljön som omger dem; den apolära svansen (hydrofob del av molekylen) är istället vänd inåt, där det sammanflätas med det i det andra lipidskiktet, som har en spegelorganisation till det föregående. i liposomens hålighet.
Tack vare denna speciella struktur kan liposomerna förbli nedsänkta i en vattenfas, samtidigt som de innehåller ett vattenhaltigt innehåll där aktiva ingredienser eller andra molekyler kan dispergeras.
Samtidigt - tack vare fosfolipid -dubbelskiktet - förhindras in- och utträde av vattenmolekyler eller polära molekyler, vilket effektivt isolerar liposominnehållet (som inte kan modifieras genom inträde eller utträde från vatten eller polära lösta ämnen).

Niosomes

Niosomerna (Ej joniska liposomer) är speciella liposomer vars struktur skiljer sig från de "klassiska" liposomerna. Faktum är att i niosomerna ersätts fosfolipidlagren med syntetiska icke-joniska amfifila lipider, vanligtvis tillsatta till kolesterol. Niosomer har dimensioner på mindre än 200 nanometer, är mycket stabila och har olika särdrag som - bland annat - gör dem mycket lämpliga för aktuell användning.

Funktioner

Liposomernas egenskaper beror på den typiska struktur som dessa vesiklar är utrustade med. De yttre skikten har faktiskt en anmärkningsvärd affinitet för plasmamembran, vars sammansättning är i stort sett likartad (naturliga fosfolipider såsom fosfatidylkolin, fosfatidyletanolamin och kolesterolestrar).
På detta sätt kan de vattenlösliga ämnena i de liposomala mikrosfärerna lätt transporteras inuti cellerna.
Samtidigt kan liposomen också införliva farmakologiskt aktiva lipofila molekyler i dess yttre fosfolipid -tvåskikt.
Vidare, som nämnts, kan liposomernas egenskaper förbättras för att anpassa vesiklarna till de mest varierade behoven. För att göra detta är det nödvändigt att ingripa genom att göra strukturella förändringar av olika slag beroende på målet som ska uppnås: till exempel kan problemet med fosfolipidernas instabilitet (hög tendens till oxidation) lösas genom partiell hydrering, tillsats av en antioxidant (alfa-tokoferol) eller genom att använda lyofilisering (proliposomer), vilket gör det möjligt att bevara stabiliteten i blåsorna under mycket lång tid.
Vidare kan lipiddubbelskiktet konstrueras på ett sådant sätt att bindningen till vissa celltyper ökar, till exempel genom antikroppar, lipider eller kolhydrater. På samma sätt kan liposomers affinitet för en given vävnad modifieras genom att variera dess sammansättning och elektriska laddning (tillsats av stearylamin eller fosfatidylserin för att erhålla positivt laddade vesiklar; medan med dicetylfosfat erhålls negativa laddningar), vilket ökar koncentrationen av läkemedlet i målorganet.
Slutligen, för att öka "halveringstiden för liposomer är det möjligt att modifiera deras yta genom att konjugera polyetylenglykol (PEG) -molekyler till lipiddubbelskiktet och producera de så kallade" Stealth Liposomes ". En FDA-godkänd läkemedel mot cancer använder sin egna PEG-belagda liposomer. som bär doxorubicin. Som nämnts ovan ökar denna beläggning signifikant halveringstiden för liposomer, som gradvis koncentreras i cancerceller som genomsyrar tumörens kapillärer; dessa är i själva verket nyligen bildade, mer permeabla än friska vävnaders, och tillåter sålunda liposomerna att ackumuleras i den neoplastiska vävnaden och släppa ut de toxiska aktiva ingredienserna för cancerceller.

Användningsområden

Användning och tillämpningar av liposomer

Tack vare sina speciella egenskaper och strukturer används liposomer inom olika områden: från den medicinska och farmaceutiska till den rent kosmetiska. Faktum är att eftersom liposomer har en hög affinitet för stratum corneum, används de intensivt inom detta område för att gynna den kutana absorptionen av funktionella ämnen.
När det gäller de medicinska och farmaceutiska områdena, å andra sidan, hittar liposomer tillämpningar både inom det terapeutiska och diagnostiska området.
I synnerhet är liposomernas förmåga att isolera innehållet från den yttre miljön särskilt användbar vid transport av ämnen som är benägna att brytas ned (till exempel proteiner och nukleinsyror).
Samtidigt kan liposomer utnyttjas för att minska toxiciteten hos vissa läkemedel: detta är till exempel fallet med doxorubicin - ett läkemedel mot cancer som är indicerat vid äggstocks- och prostatacancer - som är inkapslat i långcirkulerande liposomer dess farmakokinetik har ändrats avsevärt, liksom graden av effekt och toxicitet.

Klassificering

Klassificering och typer av liposomer

Klassificeringen av liposomer kan utföras på grundval av olika kriterier, såsom: storlek, struktur (antal lipidbaserade lager som liposomen består av) och den beredningsmetod som antagits (den senare klassificeringen kommer dock inte att beaktas under artikelns gång).
I det följande kommer dessa klassificeringar och huvudtyperna av liposomer att beskrivas kortfattat.

Klassificering baserad på strukturella och dimensionella kriterier

Baserat på strukturen och antalet fosfolipid -skikt varje vesikel har är det möjligt att dela upp liposomer i:

Unilamellära liposomer

Unilamellära liposomer består av ett enda fosfolipid tvåskikt som omsluter en hydrofil kärna.
Beroende på deras storlek kan unilamellära liposomer ytterligare klassificeras i:

• Små unilamellära vesiklar eller SUV (Små Unilamellar Vesicles) vars diameter kan variera från 20 nm till 100 nm;
• Stora unilamellära vesiklar eller LUV (Stora Unilamellar Vesicles) vars diameter kan variera från 100 nm upp till 1 μm;
• Giant unilamellar vesicles eller GUVs (Giants Unilamellar Vesicles) vars diameter är större än 1 μm.

Multilamellära liposomer

Multilamellära liposomer eller MLV (MultiLamellar Vesicles) är mer komplexa, eftersom de kännetecknas av den koncentriska närvaron av olika lipidlager (i allmänhet mer än fem), separerade från varandra genom vattenfaser (lökhudstruktur). På grund av denna speciella egenskap når multilamellära liposomer diametrar mellan 500 och 10 000 nm. Med denna teknik är det möjligt att inkapsla ett högre antal av både lipofila och hydrofila aktiva ingredienser.
De så kallade oligolamellära liposomerna eller OLV hör också till gruppen multilamellära liposomer (OligoLamellar Vesicles), alltid bestående av en serie koncentriska fosfolipid dubbla lager, men av ett lägre antal än de "riktiga" multilamellära liposomerna.

Multivesikulära liposomer

Multivesikulära liposomer eller MVV (MultiVesicular Vesicles) kännetecknas av närvaron av ett fosfolipid -tvåskikt inuti vilket andra liposomer är inneslutna som emellertid inte är koncentriska som i fallet med multilamellära liposomer.

Andra klassificeringar

Förutom vad som har sett hittills är det möjligt att anta ett annat klassificeringssystem som delar upp liposomer i:

• PH-känsliga liposomer: dessa är vesiklar som släpper ut innehållet i lite sura miljöer. I själva verket protonerar lipiderna som utgör dem vid pH 6,5 och gynnar frisättningen av läkemedlet. Denna funktion är användbar eftersom det mycket ofta på tumörmassornas nivå sker en signifikant sänkning av pH på grund av den nekrotiska vävnaden som bildas med tumörens tillväxt.
• Värmekänsliga liposomer: de släpper ut innehållet vid en kritisk temperatur (i allmänhet runt 38-39 ° C). För detta ändamål, efter administrering av liposomerna, värms området där tumörmassan är närvarande, till exempel genom ultraljud.
• Immunoliposomer: de släpper ut innehållet när de kommer i kontakt med en cell som har ett specifikt antigen.

Fördelar och nackdelar

Huvudfördelar och nackdelar med liposomer

Användningen av liposomer har ett antal betydande fördelar, såsom:

• Beståndsdelarna i de yttre fosfolipidlagren är biokompatibla, så de orsakar inte oönskade toxiska eller allergiska effekter;
• De kan inkorporera och förmedla både hydrofila och lipofila molekyler i målvävnader;
• De transporterade ämnena skyddas av verkan av enzymer (proteaser, nukleaser) eller av denaturerande miljöer (pH);
• De kan minska toxiciteten hos giftiga eller irriterande medel;
• De kan administreras på olika sätt (oralt, parenteralt, aktuellt, etc.);
• De kan syntetiseras på ett sådant sätt att de ökar deras affinitet för specifika målställen (proteiner, vävnader, celler, etc.);
• De är biologiskt nedbrytbara, giftfria och för närvarande storskaliga förberedbara.

Den främsta nackdelen med liposomer är å andra sidan kopplad till deras instabilitet, eftersom de på grund av deras struktur är särskilt utsatta för oxidativ nedbrytning.För att övervinna denna nackdel och underlätta deras bevarande kan liposomer utsättas för frystorkningsprocesser. , rekonstruktion av dessa system, liksom deras manipulation och användning, kräver specifika färdigheter, plus de höga produktionskostnaderna.