Liposomi

Kaj so Strukturne lastnosti Uporablja prednosti in slabosti razvrščanja

Kaj so

Liposomi so zaprte vezikularne strukture, katerih dimenzije se lahko razlikujejo od 20-25 nm do 2,5 μm (to je 2500 nm). Za njihovo strukturo (zelo podobno celični membrani) je značilna prisotnost ene ali več dvojnih plasti amfifilnih lipidov, ki omejujejo hidrofilno jedro, ki vsebuje material v vodni fazi. Poleg tega je vodna faza prisotna tudi zunaj liposomov.

Liposome je na povsem naključen način v zgodnjih šestdesetih letih prejšnjega stoletja odkril angleški hematolog Alec Bangham med eksperimentiranjem elektronskega mikroskopa skupaj s kolegom R. W. Horne.
Zanimanje za to odkritje je bilo takoj veliko, zlasti na medicinsko-farmacevtskem področju, zato ni presenetljivo, da so se od sedemdesetih let prejšnjega stoletja liposomi v poskusni obliki uporabljali kot nosilci zdravil. Postopoma so se raziskovalci naučili izboljšati značilnosti liposomov tako, da bodo lahko dali želeni terapevtski učinek.
Raziskave na tem področju so bile in so še vedno zelo intenzivne, zato ni presenetljivo, da se liposomi trenutno uporabljajo kot učinkoviti sistemi za dajanje zdravil.

Struktura

Struktura in lastnosti liposomov

Kot smo že omenili, imajo liposomi strukturo, za katero je značilna prisotnost ene ali več dvojnih plasti amfifilnih lipidov. Natančneje, te dvojne plasti so večinoma sestavljene iz molekul fosfolipidov: tiste iz najbolj zunanje plasti so redno postavljene drug ob drugem in izpostavljajo svojo polarno glavo (hidrofilni del molekule) proti vodnemu okolju, ki jih obdaja; apolarni rep (hidrofoben) del molekule) je namesto tega obrnjen navznoter, kjer se prepleta s tisto druge lipidne plasti, ki ima zrcalno organizacijo na prejšnjo. V notranji fosfolipidni plasti so v resnici polarne glave obrnjene proti vodnemu okolju v votlini liposoma.
Zaradi te posebne strukture lahko liposomi ostanejo potopljeni v vodno fazo, hkrati pa gostijo vodno vsebino, v kateri se lahko razpršijo učinkovine ali druge molekule.
Hkrati - zahvaljujoč dvojni plasti fosfolipidov - je preprečen vnos in izstop molekul vode ali polarnih molekul, s čimer se učinkovito izolira vsebnost liposoma (ki ga ni mogoče spremeniti z vstopom ali izstopom vode ali polarnih raztopin).

Niosomi

Niosomi (Neionski liposomi) so posebni liposomi, katerih struktura je drugačna od "klasičnih" liposomov. Dejansko se fosfolipidne plasti v niosomih nadomestijo s sintetičnimi neionskimi amfifilnimi lipidi, ki se običajno dodajo holesterolu. Niosomi imajo dimenzije manj kot 200 nanometrov, so zelo stabilni in imajo različne posebnosti, zaradi katerih so med drugim zelo primerni za lokalno uporabo.

Lastnosti

Značilnosti liposomov so odvisne od značilne zgradbe teh veziklov. Zunanje plasti imajo pravzaprav izjemno afiniteto do plazemskih membran, katerih sestava je na splošno podobna (naravni fosfolipidi, kot so fosfatidilholin, fosfatidiletanolamin in estri holesterola).
Na ta način se lahko vodotopne snovi v liposomskih mikrosferah zlahka prenašajo v celice.
Hkrati lahko liposom v svoj zunanji fosfolipidni dvosloj vključi tudi farmakološko aktivne lipofilne molekule.
Poleg tega je mogoče, kot je bilo omenjeno, izboljšati lastnosti liposomov, da se mehurčki prilagodijo najrazličnejšim potrebam. Za to je potrebno posredovati z različnimi strukturnimi spremembami, odvisno od cilja, ki ga želimo doseči: na primer problem v zvezi z nestabilnostjo fosfolipidov (visoka nagnjenost k oksidaciji) je mogoče rešiti z delnim hidrogeniranjem, dodatkom antioksidanta (alfa-tokoferol) ali z uporabo liofilizacije (proliposomi), ki omogoča ohranjanje stabilnosti veziklov zelo dolgo.
Poleg tega je lahko lipidni dvosloj konstruiran tako, da poveča vezavo na določene vrste celic, na primer s protitelesi, lipidi ali ogljikovimi hidrati. Podobno se lahko afiniteta liposomov za določeno tkivo spreminja s spreminjanjem njegove sestave in električnega naboja (dodajanje stearilamina ali fosfatidilserina za pridobitev pozitivno nabitih veziklov; medtem ko pri dicetil fosfatu dobimo negativne naboje), kar poveča koncentracijo zdravila v ciljni organ.
Za povečanje "razpolovne dobe liposomov je mogoče njihovo površino spremeniti s konjugiranjem molekul polietilen glikola (PEG) v lipidni dvosloj, pri čemer nastanejo tako imenovani" Stealth liposomi ". Zdravljenje proti raku, odobreno s strani FDA, uporablja svoje lastni liposomi, prevlečeni s PEG, ki vsebujejo doksorubicin Kot je navedeno zgoraj, ta obloga znatno poveča razpolovno dobo liposomov, ki se postopoma koncentrirajo v rakavih celicah, ki prežemajo kapilare tumorja; te so pravzaprav nedavno nastale in so bolj prepustne kot tiste zdravih tkiv in kot take omogočajo liposomom, da se kopičijo v neoplastičnem tkivu in sproščajo strupene učinkovine za rakave celice.

Uporabe

Uporaba in uporaba liposomov

Zaradi svojih posebnih lastnosti in strukture se liposomi uporabljajo na različnih področjih: od medicinskega in farmacevtskega do čisto kozmetičnega. Pravzaprav, ker imajo liposomi visoko afiniteto za rožen plast, se na tem področju intenzivno uporabljajo za spodbujanje kožne absorpcije funkcionalnih snovi.
Kar zadeva medicinsko in farmacevtsko področje, liposomi najdejo uporabo tako na terapevtskem kot na diagnostičnem področju.
Zlasti sposobnost liposomov, da izolirajo svojo vsebino iz zunanjega okolja, je še posebej uporabna pri transportu snovi, ki so nagnjene k razgradnji (kot so na primer beljakovine in nukleinske kisline).
Hkrati je mogoče izkoristiti liposome za zmanjšanje toksičnosti nekaterih zdravil: to velja na primer za doksorubicin - zdravilo proti raku, ki je indicirano pri raku jajčnikov in prostate - ki je inkapsulirano v dolgo krožeče liposome njegova farmakokinetika se je znatno spremenila, prav tako stopnja učinkovitosti in toksičnosti.

Razvrstitev

Razvrstitev in vrste liposomov

Razvrstitev liposomov se lahko izvede na podlagi različnih meril, kot so: velikost, struktura (število lipidnih dvoslojev, iz katerih je liposom sestavljen) in sprejeta metoda priprave (slednja razvrstitev pa ne bo upoštevana med člankom).
V nadaljevanju bodo te klasifikacije in glavne vrste liposomov na kratko opisane.

Razvrstitev na podlagi strukturnih in dimenzijskih meril

Glede na zgradbo in število fosfolipidnih dvoslojev, ki jih ima vsak vezikel, je mogoče liposome razdeliti na:

Enoslojni liposomi

Enoslojni liposomi so sestavljeni iz enega samega fosfolipidnega dvosloja, ki obdaja hidrofilno jedro.
Enolamelarne liposome lahko glede na velikost razdelimo na:

• Majhni enoslojni vezikli ali terenci (Majhne enoslojne vezikle) katerih premer se lahko spreminja od 20 nm do 100 nm;
• Veliki enoslojni vezikli ali LUV (Velike enolamelarne vezikle) katerih premer se lahko spreminja od 100 nm do 1 μm;
• Ogromni enoslojni mehurčki ali GUV (Velikani enolamelarnih veziklov), katerega premer je večji od 1 μm.

Večlamelarni liposomi

Večlamelarni liposomi ali MLV (Večlamelarne vezikle) so bolj zapletene, ker so značilne koncentrične prisotnosti različnih lipidnih plasti (običajno več kot pet), ločenih med seboj z vodnimi fazami (struktura čebule). Zaradi te posebne značilnosti večplastni liposomi dosežejo premer med 500 in 10.000 nm. S to tehniko je mogoče inkapsulirati večje število lipofilnih in hidrofilnih učinkovin.
V skupino večplastnih liposomov spadajo tudi tako imenovani oligolamelarni liposomi ali OLVLamelarne mešičke Oligo), ki je vedno sestavljen iz niza koncentričnih dvojnih plasti fosfolipidov, vendar z manjšim številom kot "pravi" večplastni liposomi.

Večnamenski liposomi

Multivikularni liposomi ali MVV (Večvezikularne vezikle), za katere je značilna prisotnost fosfolipidnega dvosloja, znotraj katerega so zaprti drugi liposomi, ki pa niso koncentrični kot pri večplastnih liposomih.

Druge klasifikacije

Poleg doslej vidnega je mogoče sprejeti še en klasifikacijski sistem, ki deli liposome na:

• PH-občutljivi liposomi: to so vezikli, ki sproščajo svojo vsebino v rahlo kislem okolju. Pravzaprav pri pH 6,5 lipidi, ki jih tvorijo, protonatirajo in spodbujajo sproščanje zdravila. Ta lastnost je uporabna, ker se na ravni tumorskih mas zelo pogosto zniža pH, kar je posledica nekrotičnega tkiva, ki nastaja z rastjo tumorja.
• Termoobčutljivi liposomi: sproščajo svojo vsebino pri kritični temperaturi (običajno okoli 38-39 ° C). V ta namen se po dajanju liposomov segreje območje, kjer je prisotna tumorska masa, na primer z ultrazvokom.
• Imunoliposomi: sproščajo svojo vsebino, ko pridejo v stik s celico, ki ima specifičen antigen.

Prednosti in slabosti

Glavne prednosti in slabosti liposomov

Uporaba liposomov ima številne pomembne prednosti, kot so:

• Sestavine zunanjih fosfolipidnih plasti so biokompatibilne, zato ne povzročajo neželenih toksičnih ali alergijskih učinkov;
• Sposobni so vključiti in prenesti hidrofilne in lipofilne molekule v tarčna tkiva;
• Prenesene snovi so zaščitene z delovanjem encimov (proteaze, nukleaze) ali z denaturacijskim okoljem (pH);
• Sposobni so zmanjšati strupenost strupenih ali dražilnih sredstev;
• Lahko jih dajemo na različne načine (oralno, parenteralno, lokalno itd.);
• Lahko jih sintetiziramo tako, da povečamo njihovo afiniteto do določenih ciljnih mest (beljakovine, tkiva, celice itd.);
• So biološko razgradljivi, netoksični in jih je trenutno mogoče pripraviti v velikem obsegu.

Glavna pomanjkljivost liposomov pa je povezana z njihovo nestabilnostjo, saj so zaradi svoje strukture še posebej izpostavljeni oksidativni razgradnji. , obnova teh sistemov ter njihova manipulacija in uporaba zahtevajo posebne veščine ter visoke proizvodne stroške.