Prof. univ. Dumitru Lupuliasa, Prof. univ. Victoria Hîrjău

Organizator:  

Parteneri:  

                                        

 

COLEGIUL FARMACIȘTILOR 

DIN ROMÂNIA 

LIPOZOMII ‐ VECTORI MEDICAMENTOŞI ŞI COSMETICI 

 

Martie 2011

1. Introducere

Cercetările extinse din domeniul ştiinţelor farmaceutice au condus în ultimele decenii la

dezvoltarea unor sisteme inovative de eliberare a ingredientelor active, capabile să

îmbogăţească posibilităţile de tratament aflate în prezent la dispoziţia farmacoterapiei.

În acest sens, se pot menţiona sistemele de transport şi eliberare la ţintă (vectorizate) de tip

micro- şi nanoparticule, microemulsii, emulsii multiple, cristale lichide, lipozomi etc.

Lipozomii sunt sisteme veziculare sferice constituite din unul sau mai multe straturi duble de

lipide amfifile (în principal fosfolipide) dispuse concentric, care înglobează un număr egal de

spaţii sau compartimente apoase.

Au dimensiuni ce pot fi cuprinse de la 30-50 nm până la câţiva μm.

Denumirea provine din limba greacă (lipos ═ grăsime şi soma ═ corpuscul), cu referire la

compoziţia şi forma lor.

Figura 1. Secţiune transversală în structura unui lipozom unilamelar

Figura 2. Reprezentarea schematică a structurii unui lipozom multilamelar

2

Lipozomii au fost inventaţi de Alec Bangham în anii ΄70, fiind folosiţi ca modele ale

membranelor biologice în studii de biofizică. Încă de la început, asemenea structuri de

dimensiuni coloidale au fost considerate de farmacologi ca fiind sisteme mai mult sau mai puţin

biomimetice, capabile să servească la administrarea unor substanţe medicamentoase.

Ulterior, lipozomii au fost extensiv cercetaţi ca sisteme de eliberare sau ca sisteme de transport

şi eliberare la ţintă (vectori medicamentoşi) a unei game largi de agenţi terapeutici de mare

interes medical, utili în tratamentul unor boli, prin modularea farmacocineticii şi/sau a

biodistribuţiei substanţei active, în beneficiul căii de administrare.

Încercările iniţiale de folosire a lipozomilor ca sisteme de eliberare a substanţelor

medicamentoase au scos în evidenţă principalul dezavantaj al acestora, şi anume clearance-ul

nespecific și rapid din circulaţia sistemică de celulele sistemului reticulo-endotelial (SRE).

S-a considerat însă că recunoaşterea de macrofagele SRE ar putea fi utilă pentru transportul

antigenelor, activarea macrofagelor şi combaterea infecţiilor parazitare.

Ulterior, prin controlul caracteristicilor fizico-chimice ale straturilor duble lipidice şi a

interacţiilor cu mediul biologic s-au investigat și obţinut diverse tipuri de lipozomi, care pot

prezenta interes şi pentru alte aplicaţii în terapeutică.

Tabel 1. Domenii de cercetare şi aplicare terapeutică a lipozomilor

Domeniu de aplicare Compuşi încapsulaţi

Deficienţe enzimatice

Lizozim, α-glucozidază, β-glucozidază

Inginerie genetică Cromozomii care exprimă sinteza de HGPRT

Chimioterapia cancerului Citozin-arabinoză, vinblastină, actinomicină D,

daunorubicină, metotrexat

Coadjuvanţi pentru creşterea

imunităţii Virus influenzae, antigen pentru hepatita B, toxină difterică

Terapia antimicrobiană Antibiotice beta-lactamice, cloramfenicol

Tratamentul intoxicaţiei cu metale EDTA-fosfatidiletanolamină, desferioxamina

Tratamentul artritei reumatoide Corticosteroizi

Coadjuvanţi pentru absorbţie orală Insulină, heparină

Tratamentul infecţiilor parazitare Primachin, clorochin, ketoconazol, compuşi cu stibiu di- şi

trivalent

3

4

2. Avantajele lipozomilor ca sisteme de eliberare a substanţelor medicamentoase

Avantajele principale ale lipozomilor ca vectori medicamentoşi sunt următoarele:

- au structură versatilă care poate fi uşor adaptată prin formulare şi/ sau preparare, în

scopul conferirii unor proprietăţi necesare pentru o aplicaţie specifică;

- pot fi utilizaţi pentru a include numeroase substanţe medicamentoase lipofile (în

stratul dublu lipidic), hidrofile (în compartimentul apos) sau amfifile (în ambele);

- sunt inerţi din punct de vedere biologic şi complet biodegradabili, deoarece

fosfolipidele din structura lor sunt constituenţi naturali ai membranelor celulare;

- prin încapsulare în straturile duble lipidice sau în compartimentele apoase, substanţele

medicamentoase sunt protejate faţă de acţiunea distructivă a unor factori de mediu

extern (aer, lumina) sau intern (enzime sau inhibitori prezenţi în mediile biologice);

- oferă noi posibilităţi pentru furnizarea agenţilor terapeutici încapsulaţi la ”ţinta” vizată

din organism (organ, ţesut, celulă), aceştia având aceeaşi evoluţie ca lipozomii şi fiind

eliberaţi doar la locul lor de desfacere;

- ca vectori medicamentoşi permit administrarea unor compuşi activi a căror

administrare ridică probleme: indice terapeutic scăzut, specificitate redusă, numeroase

efecte secundare (antitumorale), stabilitate redusă (proteine), inaccesibilitatea locului

de acţiune (ADN).

3. Dezvantajele lipozomilor ca sisteme de eliberare a substanţelor medicamentoase

Lipozomii prezintă şi unele dezavantaje potenţiale comparativ cu alte sisteme farmaceutice,

care le limitează folosirea şi anume:

- prepararea poate fi mai costisitoare;

- păstrarea mai dificilă şi de scurtă durată;

- incapacitatea de a traversa peretele capilar (cu excepţia ţesuturilor inflamate), având

predispoziţia de a se acumula la nivelul SRE;

- capacitate de încapsulare redusă a substanţelor active;

- tropism accentuat pentru ficat şi splină, după injectare intravenoasă;

- dirijarea selectivă dificilă a substanţei medicamentoase către ţesuturi-ţintă;

- nu constituie un sistem transportor (cărăuş) medicamentos universal, ci prezintă avantaje

specifice doar pentru anumite aplicaţii farmaceutice şi cosmetice.

5

4. Obiectivele utilizării lipozomilor

Avantajele menţionate anterior justifică pe deplin obiectivele urmărite prin folosirea

lipozomilor ca vectori medicamentoşi:

- dirijarea (ţintirea, vectorizarea) substanţei active către locul de acţiune din organism,

crescându-i eficacitatea terapeutică;

- prelungirea duratei de eliberare a substanţei active încorporate; lipozomii constituie un

fel de „rezervor” care cedează în timp respectivul compus, fapt ce menţine nivelele terapeutice

plasmatice sau tisulare ale substanţei active un timp mai îndelungat şi permite reducerea

frecvenţei administrărilor;

- protejarea compusului activ, în special a celui înglobat în compartimentul intern apos al

lipozomilor, faţă de potenţiale degradări sub acţiunea unor factori ostili din mediul ambiental;

- protejarea pacientului de efectele toxice ale unor substanţe active (nefrotoxicitate,

cardiotoxicitate etc.) ca urmare a eliberării acestora chiar în aria patologică/la locul de acțiune;

- posibilitatea eliberării intracelulare a unor molecule active ca urmare a interacţiunii

lipozomilor cu celulele ţintă, molecule care în mod normal nu pot pătrunde ca atare în celule

din cauza unor proprietăţi fizico-chimice restrictive (de exemplu, o masă moleculară mare);

- amplificarea răspunsului imun; lipozomii se pot comporta ca adjuvanţi imunologici în

formulările vaccinurilor.

5. Clasificarea lipozomilor

Se pot distinge mai multe criterii de clasificare a lipozomilor:

- după dimensiune și organizare;

- după natura lipidelor care formează stratul dublu lipidic;

- după sarcina superficială a veziculei lipozomale;

- după metoda de preparare;

- după comportamentul in vivo.

În continuare sunt prezentate clasificările în funcţie de dimensiune şi organizare şi după

aplicaţiile in vivo.

5.1. Clasificarea după dimensiune şi organizare

În funcţie de numărul de bistraturi (lamelaritate) şi de mărime, se disting lipozomi

multilamelari şi unilamelari.

Lipozomi multilamelari (MLV - multilamellar vesicles)

Sunt alcătuiţi din mai multe starturi duble (lamele) concentrice lipidice ce înconjoară un

compartiment intern apos relativ mic. Au un diametru cuprins între 0,4 şi 3,5 μm.

Figura 3. Secţiune în structura schematică a unui lipozom multilamelar

Lipozomi unilamelari (ULV - unilamellar vesicles)

În aceşti lipozomi există doar o singură structură bistratificată ce înconjoară un nucleu apos

intern.

Figura 4. Secţiune în structura schematică a unui lipozom multilamelar

În cadrul acestui grup se disting câteva subcategorii, în funcţie de mărime:

- lipozomi unilamelari mici (SUV - small unilamellar vesicles), cu o dimensiune a veziculelor

cuprinsă între 20 şi 40 nm; au o capacitate redusă de încapsulare (0,1-1%), dependent de

concentraţia lipidică, care le limitează aplicabilitatea ca sisteme de eliberare a substanţelor

medicamentoase; 6

- lipozomi unilamelari medii (MUV - medium unilamellar vesicles), cu o mărime a veziculelor

cuprinsă în domeniul 40-80 nm;

- lipozomi unilamelari mari (LUV - large unilamellar vesicles), cu un nucleu intern apos mare,

având o dimensiune de la 10 la 1.000 nm , fapt ce permite încapsularea unor cantităţi mai mari

de substanţe active decât SUV;

- lipozomi unilamelari giganţi (GUV - giant unilamellar vesicles), a căror dimensiune depăşeşte

1.000 nm şi care sunt, probabil, cei mai instabili din considerente fizico-mecanice.

Lipozomi multiveziculari (MVV - multivesicullar vesicles)

- în care o veziculă mare conţine vezicule mai mici, în mod obişnuit unilamelare.

Figura 5. Tablou sinoptic al reprezentării structurilor lipozomale

Mărimea şi modul de organizare ale lipozomilor sunt determinate de metoda folosită pentru

obţinerea lor.

5.2. După compoziţie şi aplicaţiile in vivo

Se disting:

- lipozomi convenţionali;

- lipozomi de lungă circulaţie (PEG-ylaţi , ascunşi, disimulaţi);

- imunolipozomi; 7

8

- lipozomi cationici.

Ultimele trei tipuri de lipozomi au fost concepuţi pentru a răspunde unor cerinţe terapeutice

specifice prin schimbarea caracteristicilor lor structurale şi fizico-chimice. Aceste schimbări

permit modificarea comportamentului in vivo al lipozomilor cu scopul de a atinge obiective

bine definite.

Tabel 2. Clasificarea lipozomilor în funcţie de evoluţia in vivo

Tip de lipozomi Utilizarea principală

Lipozomi convenţionali

Ţintirea macrofagelor

Depozit localizat

Vaccinare

Lipozomi cu circulaţie îndelungată Ţintirea selectivă a ariei patologice

Microrezervor circulant

Imunolipozomi Ţintire specifică; pilotaţi de anticorpi

Lipozomi cationici Eliberarea la ţintă a genelor

Lipozomi convenţionali

Sunt lipozomi alcătuiţi doar din fosfolipide (neutre şi/sau încărcate negativ) şi/sau colesterol. Au un

timp de circulaţie în fluxul sangvin relativ scurt. Biodistribuţia lor depinde în mare măsură de

proprietăţile lor fizico-chimice (mărime, potenţial zeta, compoziţie) şi de condiţiile fiziologice

şi patologice ale organismului. Aceşti lipozomi realizează o ţintire pasivă a moleculelor

medicamentoase.

Când sunt administraţi pe căile parenterale (foarte des pe cale i.v.) prezintă o tendinţă puternică

de acumulare rapidă în celulele sistemului fagocitar mononuclear (MPS) şi frecvent, în sistemul

reticuloendotelial (SRE). Splina şi ficatul, datorită abundenţei de macrofage MPS şi a unei

irigări sangvine bogate, reprezintă organele principale de acumulare.

De aceea, acest tip de lipozomi sunt candidaţi potriviţi pentru eliberarea substanţelor

medicamentoase în macrofagele sistemului fagocitar mononuclear, putând fi incărcaţi cu

substanţe antimicrobiene sau imunomodulatoare.

Au dezavantajul că sunt rapid eliminaţi din circulaţie de macrofage, fapt ce compromite în

mare măsură utilizarea lor în tratamentul bolilor care sunt extinse şi la alte arii ale

organismului.

Lipozomi cu circulaţie îndelungată (PEG-ylaţi , ascunşi)

S-au dezvoltat cu scopul de a evita preluarea lor de SRE şi implicit de a prelungi timpul de

circulaţie a acestora în organism (T1/2 la om este de aproximativ 48 de ore).

S-au obţinut prin grefarea pe suprafaţa lor a unor lanţuri liniare de polietilenglicoli (PEG-uri),

polimeri hidrofili inerţi.

Figura 6. Reprezentarea schematică a lipozomilor cu circulaţie lungă

Lipozomii pe care sunt grefate moleculele de PEG (stabilizaţi steric) evită recunoaşterea de

sistemul imunitar.

Stabilizarea sterică rezultă din concentrarea locală la suprafaţa lipozomilor a grupărilor PEG

înalt hidratate, care conferă o barieră sterică între lipozomii pe care s-au grefat PEG-urile

împotriva interacţiunilor cu componentele moleculare şi celulare din mediul biologic.

Moleculele de PEG neutralizează sarcina electrică a veziculelor şi previne astfel opsonizarea

lor. De asemenea, opsonizarea lipozomilor este redusă din cauza inabilităţii opsoninelor de a

lega de suprafeţe hidrofile. În plus, grosimea stratului de PEG (dependentă de masa moleculară

şi de procentul încorporat în compoziţia lipozomilor) influenţează interacţia lipozomilor cu

macrofagele.

Apariţia acestui tip de vezicule a dus la un reviriment al interesului faţă de sistemele de

eliberare lipozomale şi a deschis oportunităţi terapeutice noi în raport cu lipozomii

convenţionali.

9

Cea mai importantă caracteristică a lipozomilor de lungă circulaţie este faptul că sunt capabili

să extravazeze în locurile din organism în care permeabilitatea peretelui vascular este ridicată,

incluzând tumori solide şi arii infectate sau inflamate.

Produsele autorizate pentru uz clinic, Doxil®- doxorubicină şi DaunoXome® - daunorubicină,

reprezintă exemple de formulări lipozomale de acest tip.

Imunolipozomii

Imunolipozomii conţin pe suprafaţa bistratului lipidic anticorpi specifici sau fragmente de

anticorpi, cu scopul de a mări legarea de locul-ţintă.

Deşi imunolipozomii au fost cercetaţi pentru diverse aplicaţii terapeutice, interesul a fost în

principal centrat pe eliberarea la ţintă a agenţilor antitumorali.

Totuși, accesul lor din circulaţia sangvină în alte locuri decât ficatul şi splina este dificil,

administrarea locală în cavităţile organismului prezentând un interes mai mare.

Aceşti lipozomi sunt potriviţi pentru inducerea imunităţii umorale şi celulare in vivo, putând fi

folosiţi în procedurile de imunizare ca vehicule ideale pentru vaccinuri.

Figura 7. Reprezentarea schematică a unui imunolipozom

Lipozomi cationici

Lipozomii cationici, denumiţi și catezomi, sunt cei mai noi reprezentanţi, fiind cercetaţi pentru

îmbunătăţirea cedării materialului genetic. Sunt constituiţi dintr-un compus amfifil cationic şi

lipide neutre.

10

11

Transferul genei este mediat de interacţia electrostatică a lipozomilor încărcaţi electric pozitiv

cu secvenţele oligonucleotidice ale ADN-ului încărcat negativ. Se formează complecşi capabili

să pătrundă în celulă, unde ADN-ul este cedat lent nucleului acesteia.

Din această categorie sunt disponibile comercial produsele LipofectAMINE, LipofectAce,

Lipofectine (GIBCO/BRL), Transfectam (Promega) şi DOTAP (Boeringer).

6. Formularea lipozomilor

În formularea lipozomilor se găsesc următoarele categorii de componente:

- componentele stratului dublu lipidic;

- componentele compartimentului apos;

- substanţa activă.

Componentele care intră în formularea lipozomilor joacă un rol important în stabilizarea şi

în modul lor de acţiune.

6.1. Componentele bistratului lipidic

Fosfolipide

Fosfolipidele reprezintă componenta principală, elementul „constructiv” al lipozomilor. Sunt

biomacromolecule naturale care joacă un rol important în fiziologia umană, fiind componente

structurale ale membranelor biologice.

Aceste molecule amfifile constau dintr-o parte polară, hidrofilă, şi una hidrofobă, având

dimensiune şi sarcină variabile, precum şi un lanţ dublu hidrocarbonat saturat sau nesaturat

format din 12-24 de atomi de carbon.

Figura 8

În procesul de formare a lipozomilor, moleculele se autoorganizează prin orientarea părţilor

polare către faza apoasă, în timp ce lanţurile hidrocarbonate aderă unele de altele sub forma

unui bistrat. Aceasta se datorează probabil structurii lor constituită din lanţuri de acizi graşi

nesaturaţi, care imprimă moleculei o formă tubulară adecvată pentru aranjarea în folii plane,

deosebindu-se de lipidele monocatenare care au tendinţa de a se organiza sub forma de micele

12

Figura 9. Modele geometrice de organizare a lipidelor la dispersarea în apă

În prezent, este disponibil un număr mare de lipide amfifilice naturale, de semisinteză sau

sinteză, care poate fi inclus în formularea lipozomilor, redate în tabelul următor:

13

14

Tabel 3

Abreviere Denumire

DMPC

DPPC

DSPC

DLPC

DOPC

DGPC

DMPE

DPPE

DSPE

DPPG

DSPG

DPPA

DPPS

DSPS

Dimiristoil-fosfatidilcolină

Dipalmitoil-fosfatidilcolină

Distearil-fosfatidilcolină

Dilauril-fosfatidilcolină

Dioleoil-fosfatidilcolină

Diglicerilil-fosfatidilcolină

Dimiristoil-fosfatidiletanolamină

Dipalmitoil-fosfatidiletanolamină

Distearil-fosfatidiletanolamină

Dipalmitoil-fosfatidilglicerol

Distearil-fosfatidilglicerol

Acid dipalmitoil-fosfatidic

Dipalmitoil-fosfatidilserină

Distearil-fosfatidilserină

Dintre acestea, cele mai folosite sunt fosfatidilcolinele, cunoscute şi sub denumirea de lecitine,

obţinute din surse naturale sau prin sinteză.

Dintre fosfolipide naturale, uzual se folosesc lecitina de ou şi lecitina de soia, care sunt ieftine,

lipsite de sarcină şi inerte chimic.

În tabelul următor sunt redate unele caracteristici ale unor lipide folosite la prepararea

lipozomilor.

15

Tabel 4. Caracteristicile unor fosfolipide utilizate în formularea lipozomilor

Lipide Caracteristici principale

Fosfatidilcolina din gălbenuş de ou (PC) - componentă majoritară utilizată frecvent

în formularea lipozomilor

Dipalmitilfosfatidilcolina (DPPC) - fosfolipidă sintetică saturată

Distearilfosfatidilcolina (DSPC) - fosfolipidă sintetică saturată, mai puţin

premeabilă pentru faza apoasă decât

fosfatidilcolina

Sfingomielina (SM) - creşte stabilitatea lipozomilor ,,in vitro”

Colesterol (CH) - reduce permeabilitatea veziculelor de

fosfatidilcolină

- proporţia maximă de încorporat este de 50

moli %

Stearilamina (SA) - conferă suprafeței lipozomului sarcină

electrică pozitivă

- poate fi toxică pentru pereţii celulari

Diacetilfosfat (DACP) - conferă suprafeței lipozomului sarcină

electrică negativă

- poate fi toxică pentru pereţii celulari

Acid fosfatidic (PA) - conferă bistratului sarcină electrică

negativă

Fosfatidilserina (PS) - conferă bistratului sarcină electrică

negativă

Cardiolipida (CL) - lipidă antigenică care se utilizează în

aplicaţii imunologice

Fosfatidildiletanolamina (PE) - nu formează vezicule închise

- se utilizează, când este necesar ca un

material capabil să se cupleze cu lipozomii

- derivaţii substituiţi se utilizează în studii

imunologice

Lizofosfatidilcolina (LPC) - creşte permeabilitatea lipozomală

- poate mări fuziunea lipozomilor cu

celulele

16

Alţi aditivi în bistraturile lipidice

Lipozomii alcătuiţi doar din fosfolipide nu sunt suficient de rigizi, în principal din cauza

temperaturilor de tranziţie de fază mai joase şi/sau nesaturării lanţurilor acil prezente în

structură, care determină imperfecţiuni în aranjarea sub forma de bistraturi lipidice.

De aceea, din asemenea lipozomi are loc aproape întotdeauna scurgerea (pierderea) substanţei

medicamentoase încapsulate în timpul conservării.

Pentru a preveni acest neajuns, în compoziţia lipozomilor sunt incluşi unul sau mai mulţi aditivi

(de exemplu colesterol sau α-tocoferol) care îmbunătăţesc rigiditatea şi hidrofobicitatea

membranei, reducându-i permeabilitatea. Colesterolul, cel mai utilizat sterol, poate fi uşor

inserat în straturile duble lipidice, ca urmare a interacţiilor cu fosfolipidele din membranele

lipidice, cu modificarea conformaţiei lanţului acil-lipidic din membrana lipozomală.

Colesterolul inserat în membrana lipozomală, datorită nucleului steroid rigid, realizează o

împachetare strânsă a stratului dublu lipidic şi o diminuare/evitare a scurgerii substanţei active

înglobate în bistrat sau în compartimentul apos.

α-tocoferolul acţionează atât pentru consolidarea membranei, cât şi ca antioxidant, protejând

lipidele de procesul oxidativ.

S-au obţinut şi compuşi conjugaţi ai lipidelor cu polietilenglicoli, care se utilizează frecvent în

formulările lipozomale.

De asemenea, se folosesc şi fosfolipide funcţionalizate (obţinute prin conjugare, cu formarea de

legături amidice, disulfidice sau tioeter) utilizate pentru ataşarea covalentă sau necovalentă a

proteinelor, peptidelor sau a altor substanţe active la suprafaţa lipozomilor.

6.2. Componentele compartimentului apos

Aceasta fază poate fi reprezentată de apă distilată sau purificată sau de soluţia apoasă a unei

substanţe active.

În faza hidrofilă se pot dizolva sisteme sau substanţe tampon, în cazul lipozomilor care se obţin

printr-o metodă bazată pe existenţa unui gradient de pH ori a formulărilor care necesită

ajustarea pH-ului pentru asigurarea stabilităţii substanţei medicamentoase şi a lipozomilor.

17

6.3. Alte componente

Pentru formarea şi stabilizarea lipozomilor este deseori necesară adăugarea şi a altor

componente. Astfel, atunci când se prepară lipozomi cu sarcină superficială, se adaugă, de

exemplu, stearilamină şi dicetilfosfat.

Dacă la preparare se folosesc lipide nesaturate, pot fi încorporaţi antioxidanţi precum

butilhidroxitoluen, α-tocoferol şi α-hidroxiacizi. Alegerea acestora se face cu atenţie pentru a

nu interfera cu lipozomii şi a nu pătrunde în interiorul lor.

Agenţii de chelatare (EDTA) sunt incluşi pentru a reduce oxidarea catalitică a lipidelor ce poate

fi indusă de contaminarea cu ioni metalici.

Pentru a menţine izotonicitatea este esenţială adăugarea clorurii de sodiu sau a unor săruri

similare.

Unele metode de preparare (liofilizarea sau criodesicarea) necesită aditivi speciali, precum

agenţii crioprotectori, destinaţi să asigure stabilitatea lipidelor şi a substanţelor

medicamentoase instabile în apă în timpul preparării (rehidratării).

Agenţii antifungici şi antimicrobieni pot fi adăugaţi cu scopul de a asigura stabilitatea

microbiologică a preparatelor lipozomale.

Parfumuri și coloranţi se pot include în lipozomi cosmetici.

Aşadar, lipozomii sunt sisteme farmaceutice care prezintă o mare flexibilitate în design prin

modificarea structurii şi a proprietăţilor fizico-chimice.

Prin selectarea atentă a componentelor incluse în formulare se pot modela unele proprietăţi ale

lipozomilor (sarcina superficială, randamentul de încărcare cu substanță activă etc.) ca şi

comportarea in vivo, astfel încât acesta să satisfacă o acţiune terapeutică specifică.

6.4 Substanţe active

Lipozomii pot conţine şi vehicula substanţe active diverse, cu caracter hidrofil, lipofil sau

amfifil.

În tabelul următor sunt trecute în revistă exemple de substanţe active investigate pentru

includerea în lipozomi.

18

Tabel 5. Substanţe medicamentoase investigate pentru a fi incorporate în lipozomi

Enzime hexozaminidaza A, amiloglucozidaza, peroxidaza, dextranaza,

hexochinaza, β-galactozidaza, elastaza, ATP-sintetaza,

superoxid dismutaza, catalaze

Substanţe

antitumorale

actinomicina D, bleomicina, cisplatina, daunorubicina,

doxorubicina, amfotericina B, fluoxuridina, 5-fluorouracil,

mercaptopurina, metotrexat, vinblastina, vincristina

Vectori de

imunomodulare

interferon, interleukine

Insulinoterapice insulină

Substanţe

antiparazitare

derivaţi de antimoniu, grizeofulvină, amfotericină B, 5-

fluorouracil

Agenţi chelatanţi EDTA

Antiinflamatoare hidrocortizon, prednison, triamcinolon, dexametazonă

Polinucleotide interferon

Adjuvanţi de

imunizare

antigeni, vaccinuri, anatoxină difterică, virus gripal, agentul HB

al hepatitei virale, antigeni din Plasmodium falciparum -

antipaludic, antigeni din celule tumorale (limfocitomi)

Substanţe diverse:

- antiinfecţioase

- interferon

- hormoni steroidici

- angiostensina II

- heparină

- substanţe pentru tratamentul infarctului miocardic

- factor VIII

- hemoglobină

- substanţe pentru tratamentul insuficienţei respiratorii

- substanţe de contrast: acid diatrizoic (renografina),

hidroxitalamat de sodiu

- produse radiofarmaceutice pentru diagnostic: 99Tc (în

limfoscintigrafie şi studiul distribuţiei lipidelor în organism)

- produse ca: citocrom b5; hidroxicobalamina, clorura de litiu,

procaina

Vitamine A, E, F, D, K ( mai ales în produsele cosmetice)

6.4. Obiectivele principale ale formulării lipozomilor

În ceea ce priveşte obiectivele principale ale formulării lipozomilor, acestea constau în:

- formarea şi stabilizarea structurilor veziculare bistratificate;

- încorporarea şi/sau încapsularea substanţelor active în lipozomi;

- asigurarea stabilităţii fizice, chimice, microbiologice şi biologice pe perioada de

valabilitate a formulării lipozomale;

- realizarea unor caracteristici specifice formei farmaceutice, dependent de calea de

administrare;

- asigurarea inocuității, toleranţei şi eficacității terapeutice.

6.5.1. Formarea şi stabilizarea lipozomilor

Formarea şi stabilizarea lipozomilor au la bază proprietăţile unor lipide şi a altor compuşi

amfifili care prin dispersare în apă pot produce, aşa cum s-a menţionat deja, structuri coloidale

diverse (vezicule, micele, nano-emulsii) în funcţie de preponderenţa părţii hidrofile sau lipofile

a moleculei.

Atunci când predomină partea hidrofilă, există tendinţa de formare a micelelor, iar dacă

predomină partea lipofilă (hidrofobă), se manifestă capacitatea de a forma în mod spontan

structuri bistratificate (lipozomi) atunci când se adaugă cantităţi mici de apă.

Figura 10. Etapele formării lipozomilor

În formarea şi stabilizarea lipozomilor intervin o serie de factori precum:

- proprietăţile structurale ale substanţelor lipofile amfifilice;

- proprietăţile superficiale şi electrice ale componentelor;

- proprietăţile dimensionale şi optice;

19

20

- proprietăţile reologice.

La acestea se adaugă şi:

- raportul molar fosfolipide/apă, temperatura, prezenţa ionilor de Ca2+’, metoda de

preparare a lipozomilor.

Dintre factorii de mai sus, relevanţi sunt mărimea şi distribuţia după mărime a lipozomilor şi

sarcina superficială a acestora.

Dimensiunea şi distribuţia după mărime a veziculelor lipozomale

Dimensiunile lipozomilor depind de metoda de preparare şi de aparatura utilizată.

Sunt proprietăţi importante care influenţează:

- proprietăţile fizice ale lipozomilor;

- capacitatea de încapsulare a substanţei active;

- comportarea biologică.

Lipozomii trebuie să fie mai mici decât porii vasculari pentru a extravasa şi a ajunge în

tumorile solide. Totodată, lipozomii cu dimensiuni mai mici (0,001-10µm) asigură o stabilitate

mai mare, iar veziculele mai mici de 100 nm necesită strategii suplimentare pentru a preveni

opsonizarea şi pentru a prelungi semiviaţa biologică (sau durata de circulaţie în fluxul sangvin).

Sarcina superficială a lipozomilor

Proprietăţile electrice ale suprafeţei membranare a lipozomilor pot influenţa stabilitatea fizică a

dispersiilor lipozomale pe durata stocării ca şi comportamentul lipozomilor în mediul biologic

şi interacţia lor cu celulele.

Agregarea lipozomilor, adică modificarea dimensiunilor originare, in vitro şi in vivo reprezintă

o problemă majoră de stabilitate. De aceea, este preferabil ca sarcina superficială a lipozomilor

să fie mare pentru a împiedica fenomenul de reunire a lipozomilor.

Introducerea unor molecule naturale (glicolipide, lectine, anticorpi) pe suprafaţa lipozomilor le

conferă stabilitate faţă de autoagregare şi interacţii nespecifice. Un efect similar se obţine şi

prin grefarea pe suprafaţa lipozomilor a unor polimeri hidrofili (PEG-uri), care protejează

lipozomii cu o barieră sterică ce inhibă adsorbţia componentelor sangvine.

În tabelul de mai jos sunt redate metodele de modelare a proprietăţilor fizico-chimice ale

lipozomilor şi consecinţele modificărilor rezultate asupra stabilităţii şi comportamentului

biologic al lipozomilor.

21

Tabel 6. Metode şi rezultate ale modificării proprietăţilor fizico-chimice ale lipidelor

Proprietăţi fizico-chimice

Metoda aplicată Rezultatul modificării

Distribuţia mărimii

particulelor

sonicare, extrudere,

microfluidizare

- controlul timpului de

circulaţie

- creşterea extravazării

Permeabilitatea membranei modificarea compoziţiei

lipidice (colesterol)

- creşterea stabilităţii

lipozomilor

- sensibilitate indusă de pH

sau temperatură

Tendinţa de agregare sau

fuziune

modificarea compoziţiei

lipidelor, adăugarea de

cationic

-formarea structurii care

poate transporta antigene,

ADN, vaccinuri

Hidrofobicitatea suprafeţei stabilizarea sterică prin

grefarea moleculelor

hidrofile pe suprafaţa

lipozomilor (dextrani

lineari, derivaţi lipidici de

polimeri hidrofili)

-creşterea timpului de

circulaţie

-modificarea

farmacocineticii şi

distribuirii tisulare a

lipozomilor şi substanţelor

încapsulate

Randament de încărcare a

substanţei active

încărcare activă sau de la

distanţă

- încapsularea lipozomilor

stabili cu substanţe

medicamentoase (în

rapoarte mari între

substanţă medicamentoasă:

component lipidic)

Elasticitate, rigiditate introducerea de detergenţi

sau activatori marginali şi

lipide cutanate (ceramide)

în preparate lipozomice

- creşterea penetraţiei

cutanate şi retenţia în piele,

(favorabilă absorbţiei

transdermice a substanţelor

medicamentoase

lipozomale)

Proprietăţi superficiale, adiţia unor liganzi specifici - potenţial crescut pentru

22

stabilitatea lipozomilor şi

alte proprietăţi

pe suprafaţa lipozomilor,

asociată cu stabilizarea

sterică

ţintire eficace

6.5.2. Încorporarea sau încapsularea substanţelor active în lipozomi

Substanţele active pot fi incluse în lipozomi pe trei căi:

- prin încorporare în structura lipozomilor;

- prin asociere cu lipozomii preformați;

- prin formarea unui sistem compatibil cu aceştia.

Toate aceste forme se pot obţine prin procedee diferite şi anume:

- încapsularea substanţei hidrofile în compartimentul apos al lipozomilor;

- interacţiunea electrostatică cu lipidele încărcate electric din compoziţia stratului dublu

electric;

- interacţia hidrofobă cu lipidele constituente ale bistratului;

- legătura chimică cu lipidele bistratului;

- combinarea acestor mecanisme.

Încapsularea substanţelor active hidrofile

Este o fază critică a preparării, care se evaluează prin 2 parametri:

- eficacitatea (randamentul) de încapsulare, respectiv procentul de substanţă activă

încapsulată în compartimentul apos, parametru ce depinde de cantităţile relative de

lipide şi apă din formularea lipozomilor;

- volumul compartimentului apos, care depinde de dimensiunea şi numărul de bistraturi

din vezicula lipozomală.

Randamentul de încorporare a substanței active în lipozomi, esențial pentru eficacitatea clinică

a formulărilor lipozomale, depinde de o serie de factori:

- concentraţia de substanţă hidrosolubilă.

Dacă încapsularea substanţei este pasivă, adică nu interferează cu nici un alt proces, atunci

concentraţia în compartimentul apos intern este identică cu cea din exterior. Când concentraţia

de substanţă iniţială este mare, cantitatea de substanţă activă încapsulată va fi crescută. Se pot

aplica şi tehnici de încapsulare prin transportul activ al substanţei active în lipozomi, de

exemplu prin crearea unui gradient de pH.

– tipul şi mărimea veziculelor.

23

Randamentul de încapsulare a substanţei hidrofile este mai mare în cazul lipozomilor mari

multilamelari, deci conţinând mai multe compartimente apoase.

– sarcina electrică a lipidelor.

Volumul compartimentului care separă bistraturile lipozomilor multilamelari este, în general,

mai mic de 0,01 μm.

Adăugarea de lipide încărcate cu sarcini electrice antrenează respingerea electrostatică între

straturile duble electrice adiacente, rezultând mărirea compartimentului apos chiar şi până la

50%.

– tăria ionică a mediului apos.

Dacă veziculele lipozomale nu sunt încărcate cu sarcini electrice (de exemplu cele formulate pe

bază de fosfatidilcolină), compartimentul apos nu este influenţat de tăria ionică a mediului.

În cazul în care bistratul este încărcat electric (conţine fosfatidilglicerol) compartimentul apos

este redus prin creşterea tăriei ionice (respectiv prin neutralizarea sarcinilor electrice de ionii

prezenţi în mediu).

– natura fosfolipidelor.

Aceast parametru influenţează rigiditatea şi deci, permeabilitatea bistraturilor lipozomilor.

– concentraţia de cholesterol.

Colesterolul măreşte rigiditatea şi permeabilitatea stratului dublu lipidic.

Conţinutul de colesterol din bistrat influenţează nivelul de încapsulare a substanţei active până

la o anumită valoare, peste care colesterolul însuşi nu mai poate fi inclus în bistrat şi tinde să

cristalizeze.

– condiţiile de fabricare/preparare a lipozomilor.

Influenţează tipul, mărimea şi distribuţia după mărime a lipozomilor.

Încorporarea substanţelor lipofile

Și încorporarea substanţelor active lipofile în bistratul lipidic este influenţată de o serie de

factori:

- natura substanţei lipofile.

Cu cât lipofilia unei substanţe este mai mare, cu atât procentul de încorporare este mai mare.

- concentraţia substanţei lipofile.

Încorporarea creşte cu creşterea concentraţiei substanţei active lipofile până la o limită şi la un

anumit raport substanţă lipofilă/lipidele din bistratul lipozomal.

- natura fosfolipidelor, concentraţia de colesterol şi condiţiile de fabricare.

24

În general, încapsularea unei substanţe lipofile este favorizată dacă bistraturile lipidice prezintă

o oarecare fluiditate; adăugarea de colesterol scade procentul de substanţă lipofilică

încorporată.

- Temperature.

Este un parametru care influenţează în mod diferit încapsularea unei substanţe lipofile; pentru

unele substanţe active asocierea este maximă la temperatura de tranziţie de fază a componentei

lipidice.

Tehnici de încorporare a substanțelor active în lipozomi

Pentru încorporarea lipozomilor cu substanţe medicamentoase se folosesc strategii de încărcare

pasivă sau activă.

Încărcarea pasivă se efectuează în timpul formării lipozomilor sau în condiţiile în care

structura lipozomilor nu este consolidată în procesul de obţinere. Produsul rezultat poate

conţine proporţii mari de substanţă medicamentoasă neîncorporată, a cărei îndepărare din

suspensia lipozomală este laborioasă. De asemenea, după îndepărtarea completă a substanţei

active rămasă neîncărcată, datorită dezechilibrului osmotic creat (gradientului de concentraţie),

substanţa medicamentoasă încorporată se scurge din lipozomi în timpul păstrării.

Încorporarea prin strategii active sau de la distanţă se referă la tehnici de încărcare a substanţei

active după formarea veziculelor, fără afectarea integrităţii bistratului lipozomal. Acest

procedeu se bazează în principiu pe crearea unei diferenţe între mediul interior şi cel exterior al

lipozomilor, prin intermediul căreia se asigură un singur sens de pasaj (de la exterior la

interior) pentru moleculele de substanţă medicamentoasă. Datorită acestei diferenţe, poate fi

obţinută o încărcare de aproape 100%, evitându-se necesitatea îndepărtării substanţei

neîncapsulate.

Metodele de încărcare activă se bazează pe crearea unei gradient de pH, pe folosirea perechilor

de ioni sau a complexării cu liganzi. Încărcarea activă reprezintă un avantaj pentru substanţele

medicamntoase labile care se pot încărca chiar înainte de utilizarea preparatelor lipozomale.

25

Metoda deshidratării lipozomilor prin liofilizare (criodesicare)

Este o metodă simplă de obţinere a lipozomilor cu volume apoase de încapsulare mari, care se

desfăşoară în condiţii blânde.

În această metodă, o suspensie de vezicule unilamelare mici, împreună cu materialul de

încapsulat, este liofilizată prin mijloace convenţionale. Se formează o structură asemănătoare

unei spume afânate, având o arie a suprafeţei mare. Hidratarea eficientă a acestei spume se

poate realiza cu ajutorul unui volum mic de apă distilată ori soluţie tampon, rezultând vezicule

multilamelare cu o mare eficacitate de încapsulare.

Pe lângă avantajul unor condiţii blânde de preparare, lipozomii obţinuţi prin aceatsă metodă pot

fi păstraţi o perioadă de timp relativ mai lungă, rehidratarea făcându-se chiar înainte de

utilizarea suspensiei lipozomale.

În acest procedeu modern de preparare, intervin compoziţia lipidică, asocierea de agenţi

crioprotectori, condiţiile de congelare (viteza de congelare nu trebuie să fie prea rapidă sau

prea lentă).

Agenţii crioprotectori au rolul de a preveni fuziunea, agregarea şi pierderea componentelor

încapsulate prin formarea unor structuri amorfe şi/sau interacţia cu grupele fosfolipidice.

Crioprotectorii (dizaharide precum maltoza, zaharoza, lactoza sau dextran şi polividonă)

menţin integritatea fizică a lipozomilor în cursul liofilizării, ca şi în cursul rehidratării

lipozomilor chiar înainte de utilizare.

Aplicarea liofilizării ca modalitate de stabilizare a lipozomilor este convenabilă în cazul

încapsulării substanţelor medicamentoase liposolubile (amfotericina B, doxorubicina) care,

dizolvându-se în dublul strat lipidic, rămân la acest nivel şi după rehidratarea lipozomilor

înainte de administrare, fără ca localizarea lor să fie influenţată de rehidratare.

26

Reconstituirea lipozomilor liofilizaţi este mai dificilă în cazul substanţelor active hidrosolubile,

datorită partiţiei acestora între faza apoasă externă şi compartimentul apos intern al veziculelor

lipozomale.

Este un procedeu de încărcare in situ a substanței active care necesită anumite manipulări

tehnice, de aceea personalul farmaceutic şi medical trebuie să fie bine informat şi pregătit

pentru a evita încărcarea necorespunzătoare a lipozomilor.

6.5.3. Asigurarea stabilităţii fizice, chimice şi microbiologice a lipozomilor

Asigurarea stabilităţii fizico-chimice şi microbiologice a lipozomilor, ca în cazul tuturor

formelor farmaceutice, reprezintă un obiectiv esenţial al formulării, cu consecinţe directe în

asigurarea calităţii acestora.

Structura veziculară şi compoziţia complexă conferă lipozomilor un potenţial mare de

instabilitate.

În cazul lor, stabilitatea implică:

- menţinerea structurii şi dimensiunii lipozomilor;

- reţinerea substanţei active încorporate în bistratul lipidic sau în faza apoasă;

- menţinerea stabilităţii fizico-chimice;

- menţinerea stabilităţii în mediile biologice întâlnite;

- împiedicarea contaminării microbiene.

Principalele tipuri de instabilitate întâlnite în cazul lipozomilor sunt rezumate în tabelul

următor:

Tabel 7. Tipuri de instabilitate a lipozomilor

Tipuri de

instabilitate

Efecte produse

Fizică - pierderea substanţei medicamentoase

- modificarea structurii şi dimensiunii veziculelor

- modificarea permeabilității membranei

- agregarea-fuziunea lipozomilor

- influenţarea compoziţiei lipidice

- influenţarea tehnologiei de fabricare

Chimică - oxidarea lipidelor nesaturate

27

- hidroliza componentelor lipidice

- degradarea substanţei medicamentoase încapsulate

Microbiologică - contaminarea microbiană

- influenţarea tehnicilor de sterilizare

- interacţiunea cu conservanţii

Stabilitatea fizică

Factorii care influenţează stabilitatea fizică a lipozomilor și consecințele asupra acestora sunt

rezumate în tabelul următor.

Tabel 8

Factori Efecte produse

Lumina

Acizi

Baze

Ioni metalici

- pot desface sau pot sparge veziculele

(dacă membrana a fost în prealabil

deteriorată prin depozitare sau de substanţe

străine)

Electroliţi concentraţi - deteriorează veziculele lipozomale

Unele molecule organice (încorporate în

membrana lipozomală)

- modificare permeabilității

Stabilitatea chimică

Asigurarea stabilității chimice a lipozomilor vizează evitarea degradării chimice atât a

lipidelor, cât și a substanţei active.

Degradarea chimică a componentelor lipidice

Compoziţia în acizi graşi nesaturaţi a fosfolipidelor din formulare predispune lipozomii la

degradare prin autooxidare sau hidroliză.

Lanţurile acil-nesaturate din structura lipidelor sunt vulnerabile la degradare oxidativă

(peroxidare lipidică). Reacţiile de oxidare se produc rapid şi sunt accelerate de metale, lumină,

un pH crescut.

Degradarea poate fi produsă și prin hidroliza legăturilor esterice covalente care leagă acizii

graşi de glicerol din molecula fosfolipidelor. Așadar, preparatele lipozomale conţinând

28

fosfolipide sunt sensibile la degradarea hidrolitică atât în domeniul acid (pH <5), cât şi în cel

alcalin (pH >8).

De asemenea, procedeele de preparare (sonicarea) sau condiţiile de depozitare (expunerea la

diferite valori de pH) pot afecta viteza de descompunere a lipidelor lipozomale.

Compuşii de oxidare şi hidroliză ai componentelor lipidice din lipozomi produc modificări

importante ale permeabilităţii stratului dublu lipidic.

Degradarea chimică a substanţei active

Procesul de degradare chimică a substanţei active creşte pe măsura creşterii concentraţiei

componentelor lipofile, deoarece stabilizarea lor se efectuează prin cuplare la structurile

membranare (bistratul lipidic).

Stabilitatea microbiologică

Datorită compoziţiei complexe, dispersiile lipozomale reprezintă medii prielnice pentru

dezvoltarea microorganismelor.

În cazul lipozomilor administraţi extern (cutanat/pe piele şi pe mucoase), stabilitatea

microbiologică este asigurată prin adăugarea în formulare a conservanţilor antimicrobieni

(alcool benzilic, acid sorbic, acid benzoic, sorbat de potasiu, nipaesteri). În selectarea agenţilor

conservanţi se va ţine seama de interacţiile acestora cu bistratul lipozomal.

În cazul lipozomilor destinaţi administrării parenterale sau oculare este obligatorie asigurarea

sterilităţii, un demers dificil de realizat, ţinând seama de procedeele uzuale de sterilizare a

preparatelor farmaceutice. Sterilizarea se efectuează cu radiaţii gamma, deoarece sterilizarea

prin filtrare are inconvenientul că nu poate fi aplicată decât în cazul microveziculelor de mici

dimensiuni, iar alte procedee de sterilizare, îndeosebi cele termice influenţează negativ

stabilitatea fizico-chimică a lipozomilor.

Pentru asigurarea stabilităţii lipoziomilor se recurge la diverse procedee de stabilizare:

- selectarea adecvată a componentelor stratului dublu lipidic, inclusive folosirea de

lipide saturate la formulare/preparare;

- adăugarea de colesterol în stratul dublu lipidic (până la 25%) în momentul

preparării lipozomilor (care rigidizează membrana lipozomală);

- încărcarea membranei lipozomale cu sarcini electrice (poate evita agregarea

lipozomilor prin respingere electrostatică);

- adaosul de antioxidanţi în formulare;

29

- adăugarea de conservanți antimicrobieni;

- prepararea prin liofilizare;

- încărcarea lipozomilor chiar înainte de administrare, prin tehnici de încărcare activă;

- evitarea încălzirii şi lucrând la pH = 6-7 în cursul fabricației (pentru diminuarea

proceselor de hidroliză);

- - depozitare adecvată (de exemplu, la +40C, în recipiente sigilate, sub gaz inert).

Lipozomii trebuie să fie stabili în suspensie sau în stare deshidratată timp de 1,5-2 ani, la

temperatura ambiantă.

6.5.4. Realizarea caracterelor specifice, formelor farmaceutice, în funcţie de calea de

administrare

Formularea lipozomilor urmăreşte obţinerea unor preparate cu caracteristici organoleptice,

fizico-chimice sau farmacotehnice bine definite și corelate cu calea de administrare:

- caracteristici organoleptice: aspect, miros, culoare;

- pentru formulările lipozomale parenterale: sterilitate şi apirogenitate;

- pentru formulările dermatologice sau cosmetice: aspect elegant, consistenţă.

7. Prepararea lipozomilor

Aşa cum s-a menţionat anterior, formarea lipozomilor are loc spontan atunci când fosfolipidele

se dispersează în apă. Totuşi, prepararea lipozomilor încărcaţi cu substanţe active cu nivele

crescute de încapsulare şi o anumită mărime şi structură (lamelaritate) este un proces dificil de

realizat.

În literatură sunt descrise numeroase metode de preparare a lipozomilor, a căror alegere

necesită o mare atenţie deoarece metoda de preparare influenţează proprietăţile lipozomilor

(tipul, mărimea şi distribuţia mărimiii ca şi capacitatea de încărcare şi de reţinere a substanţei

medicamentoase).

Tehnicile propuse sunt conceptual distincte, nici una dintre ele nu oferă avantaje absolute şi nu

poate fi utilizată ca o procedură universală. Unele dintre metode se pot aplica doar la scară de

laborator, altele se pot transpune la scară industrială.

30

Etapele preparării lipozomilor includ:

- etapa de hidratare a componentei lipidice;

- încorporarea substanţei active;

- etapa de uniformizare a dimensiunii lipozomilor;

- etapa de îndepărtare a substanţei active neîncapsulate.

1. În etapa de hidratare a filmului lipidic se pot aplica:

Metode mecanice

- agitaremanuală sau mecanică (agitatoare tip Vortex) a dispersiei de fosfolipide;

- microfluidizare;

- omogenizare prin forfecare înaltă.

Metode bazate pe înlocuirea solvenţilor organici cu un mediu apos

- îndepărtarea solvenţilor organici înainte de hidratare;

- evaporarea în faza inversă;

- injecţia cu etanol sau eter în fază hidrofilă.

Metode bazate pe îndepărtarea agentului tensioactiv

- gel-cromatografie prin excludere;

- dializă în timp;

- diluţie rapidă.

Metode bazate pe modificarea dimensiunilor lipozomilor obţinuţi anterior şi fuziune

- fuziunea spontană a lipozomilor unilamelari mici în faza de gel;

- îngheţare-dezgheţare;

- liofilizare (criodesicare).

Metode bazate pe ajustarea pH-ului

2. Încărcarea substanţei active în lipozomi

Lipozomii care conţin substanţe hidrosolubile se prepară direct cu soluția apoasă sau soluția -

tampon apoasă a acesteia.

Substanţele lipofile se pot încorpora fie adăugându-se în solventul organic în care se dizolvă

compusul lipofil, fie prin complexare cu compusul lipidic din structura bistratului lipozomal.

Asocierea proteinelor în lipozomi are loc prin încapsularea în fază hidrofilă (de exemplu

interferon) sau prin legare la suprafața lipozomului (de exemplu insulina) prin legături

hidrofobe sau de natură electrostatică.

Figura 11. Modalitatea de încorporare a substanţelor active în lipozomi

3. Etapa de uniformizare a dimensiunii lipozomilor

În aceasta faza se aplică:

- extruderea la presiune ridicată sau scăzută;

- ultrasonicarea.

4. Etapa de îndepărtare a materialului neîncapsulat

În această etapă se apelează la:

- dializă;

- ultracentrifugare;

- cromatografie de penetrare în gel;

- răşini schimbătoare de ioni.

În metoda de hidratare a filmului lipidic descrisă de Bangham, lipidele se dizolvă în solvenţi

organici (cloroform sau amestecuri cu metanol) şi solventul este apoi îndepărtat într-un

rotaevaporator la vid, formând un film subţire pe pereţii balonului cu fund rotund. Peste acesta

se adaugă faza apoasă necesară pentru rehidratatrea filmului, preîncălzită la o temperatură

superioară tranziţiei de fază a lipidelor folosite la preparare. Filmul subţire se detaşează de pe

pereţi prin agitare, obţinându-se vezicule multilamelare, diferite ca mărime.

31

Simultan, poate fi încorporată şi substanţa activă dependent de proprietăţile fizico-chimice, fie

prin introducerea în film împreună cu lipidele, fie în soluţia apoasă de rehidratare a filmului

lipidic, dacă compusul este hidrofil.

Pentru omogenizarea dispersiei, respectiv pentru reducerea dimensiunii la scară nanometrică a

lipozomilor multilamelari rezultați, dispersia se supune ultrasonicării obţinându-se vezicule

unilamelare mici.

Figura 12. Fazele preparării lipozomilor prin metoda hidratării filmului lipidic

32

33

Alegerea metodei de preparare este importantă, deoarece de aceasta depind:

- tipul de lipozomi formaţi;

- mărimea acestora şi distribuţia mărimii lor;

- randamentul încărcării cu substanţă activă.

8. Caracterele şi controlul calităţii lipozomilor

Controlul calităţii lipozomilor presupune determinarea unor parametri caracteristici fizico-

chimici, microbiologici şi biologici. Posibilitatea caracterizării lipozomilor şi a formulărilor cu

lipozomi a devenit mai evidentă o dată cu dezvoltarea unor metode analitice şi echipamente de

control performante.

În tabelul următor sunt redate sintetic metodele folosite pentru controlul calităţii formulărilor

lipozomale.

Tabel 9. Controlul calității lipozomilor(caracteristici și metode)

Parametri de control Procedeu analitic

Caracterizarea fizico-chimică

aspect

pH

osmolaritatea

indice de refracţie

concentraţia în fosfolipide

compoziţia în fosfolipide

concentraţia în colesterol

concentraţia în sm (randamentul

încorporării)

potenţiometrie

osmometru

refractometru

conţinut în fosfor lipidic/HPLC

CSS şi HPLC

determinarea colesterol- oxidazei şi HPLC

metoda adecvată

Stabilitatea chimică

pH

hidroliza fosfolipidelor

autooxidarea colesterolului

degradarea antioxidantului

potentiometrie

HPLC, CSS

HPLC, CSS

HPLC, CSS

Stabilitatea fizică

mărimea şi distribuţia mărimii

lamelaritatea

difracţia dinamică a luminii

miroscopie electronică

34

potenţialul electric zeta

zeta-sizer

Caracterizarea biologică

sterilitatea

pirogenitatea

toxicitatea animală

culturi aerobe sau anaerobe

testul pe iepure ori testul LAL(Limulus)

monitorizarea letalităţii, histologiei şi patologiei

Evaluarea eficienţei terapeutice

teste in vitro utilizând membrane artificiale

teste in vivo

Pentru lipozomii cu aplicaţie cutanată se efectuează teste suplimentare cum ar fi:

- determinarea capacităţii de umectare a pielii, determinarea efectului

emolient

9. Dificultăţi privind dezvoltarea lipozomilor

Realizarea lipozomilor întâmpină o serie de dificultăţi generate de calitatea materiilor prime,

caracteristicile lipozomilor, tehnologiile de fabricație, metodele de control, stabilitate etc.

Calitatea materiilor prime

Compoziţia variabila a fosfolipidelor provenind din surse naturale diverse poate afecta

reproductibilitatea, de la o serie la alta, a calităţii lor şi implicit a lipozomilor. Utilizarea

produselor de sinteză minimizează acest neajuns.

Proprietăţile fizico-chimice ale lipozomilor

Eficacitatea in vivo a lipozomilor este în mare măsură dependentă de proprietăţile structurale şi

de suprafaţă.

La dezvoltarea unei formulări lipozomale este necesar să se ia în considerație unele

caracteristici importante ale lipozomilor (mărimea şi distribuţia după mărime, potenţialul zeta şi

randamentul de încărcare a substanţei medicamentoase) care determina comportamentul

lipozomilor in vitro şi in vivo.

Se impune deci o caracterizare completă fizico-chimică a lipozomilor farmaceutici în stadiile

preliminare ale dezvoltării farmaceutice, fapt ce reclamă utilizarea unor metode analitice

complicate.

35

Randamentul încărcării cu substanţă medicamentoasă

În mod obișnuit, în lipozomi nu se înglobează toată cantitatea de substanţă medicamentoasă

introdusa în formulare. Uzual, procentele incluse sunt mai reduse, iar cantitatea rămasă

neîncărcată trebuie să fie îndepărtată (dacă este mai mare de 10%), acțiune laborioasă şi

cronofagă.

Dezvoltarea unor strategii de încărcare „activă” sau „de la distanţă” creşte eficacitatea

încapsulării.

Perioada de valabilitate

După cum s-a descris anterior, valabilitatea lipozomilor poate fi limitată de fenomenele de

instabilitate fizică și chimică.

Ambele tipuri de instabilităţi modifică disponibilitatea in vivo, iar procesul degradării chimice

poate influenţa şi siguranţa lipozomilor.

Transpunerea preparării la scară industrială a lipozomilor

Prepararea lipozomilor necesită existența unui echipament de fabricaţie adecvat. În plus,

preparatele lipozomale parenterale reclama aplicarea unor tehnici de fabricatie capabile să

asigure sterilitatea şi apirogenitatea preparatelor parenterale sau oftalmice.

10. Alte tipuri de sisteme veziculare

Pentru a evita unele limite ale lipozomilor (instabilitate chimică, costul şi puritatea

fosfolipidelor, degradarea oxidativă a fosfolipidelor) s-au dezvoltat şi alte tipuri de sisteme

veziculare, care să constituie alternative la sistemele lipozomale.

Denumirile acestor vezicule fac referire la natura componentelor ce formează învelişul

vesicular şi sunt limitate doar de imaginaţia producătorilor.

Niozomii sunt vezicule obţinute cu surfactanţi (agenţi tensioactivi) bicatenari de sinteză

neionogeni.

Sfingozomii sunt lipozomi care conţin sfingolipide (sfingomielina, gangliozide) sau lipide a

căror compoziţie este asemănătoare pielii (ceramide, colesterol, acizi graşi, sulfat de clesterol).

Imunozomii sunt sisteme veziculare la care sunt ataşaţi anticorpi specifici sau fragmente de

anticorpi.

Hemozomii sunt vezicule asemănătoare lipozomilor care conţin hemoglobine.

Catezomii sunt lipozomi cationici care conţin săruri ale acizilor graşi cu amine cuaternare.

36

Virozomii conţin vaccinuri.

Imunoenzimozomii sunt vezicule coloidale ce conţin enzime (utili în maladii autoimune).

Ufazomii sunt sisteme veziculare ce conţin acizi graşi nesaturaţi cu catenă lungă.

Etozomii sunt vezicule lipidice cu un conţinut ridicat (până la 45%) de etanol. Etanolul

fluidizează atât lipidele etozomale, cât şi din straturile lipidice ale celulelor stratului cornos.

Acţiunea de dezorganizare a stratului lipidic cornos permite penetraţia veziculelor în piele.

Sunt capabili să încapsuleze şi să elibereze în piele molecule lipofile, precum testosteron,

minoxidil, ca şi substanţe medicamentoase cationice, precum propranololul sau chiar plasmide

şi insulină.

Rovizomii sunt transportori veziculari multifuncţionali care au un conţinut mare de acizi graşi

esenţiali (de exemplu, acid linoleic) utilizaţi pentru transferul a numeroase ingrediente active

cosmetice.

Dragozomii sunt sisteme veziculare obţinute din lecitină hidrogenată şi colesterol, cu aplicaţii

în cosmetologie.

Transferozomii sunt un tip special de lipozomi în care sunt încorporaţi aşa numiţi activatori

marginali (molecule, precum colat de sodiu).

Sunt vezicule ultradeformabile cu o capacitate de deformare mai mare de până la 105 în

comparaţie cu lipozomii. Datorită elasticităţii şi capacităţii de deformare, ei se pot strecura prin

porii stratului cornos (care sunt cu 1/10 mai mici decât diametrul lor). Astfel, ei pot penetra prin

pielea intactă acţionând pe baza existenţei gradientului de hidratare cutanată (diferenţei de

hidratare din stratul cornos şi ţesuturile viabile ale epidermului mai hidratate în comparaţie cu

stratul cornos deshidratat).

11. Mecanisme de acţiune in vitro a lipozomilor

Natura fosfolipidică a lipozomilor le conferă o mare asemănare cu membranele biologice, în

care cele mai importante componente sunt fosfolipidele (considerate elemente ale vieţii).

În principal, pe această similitudine se bazează mecanismul de acţiune a lipozomilor, respectiv

interacţiile dintre aceştia şi celulele vii.

În absenţa oricarei specificităţi, interacţiile dintre lipozomi şi celulele vii, investigate in vitro,

pot fi descrise de următoarele procese:

Adsorbţia la suprafaţa celulelor - facilitată de încărcătura electrică a veziculelor lipozomale.

Adsorbția se poate produce prin forţe hidrofobe nespecifice sau electrostatice sau prin

interacţiuni specifice cu componentele suprafeţei celulare.

Transferul lipidic- mediat de proteinele de suprafaţă (există o analogie între lipide, lipozomi şi

membrane lipidice). Colesterolul trece foarte uşor între membranele lipozomală și celulară,

fără distrugerea lipozomului

Transferul lipidic poate determina modificarea permeabilităţii lipozomilor însoţită de eliberarea

unei părţi din faza apoasă a veziculelor. În anumite condiţii, substanţele active încapsulate

traversează apoi membrana celulară.

Endocitoza, un fenomen influenţat de sarcina electrică a particulelor, permite digestia

lipozomilor de lizozomi în interiorul celulei și facilitarea cedării ingredientului active.

Endocitoza reprezintă mecanismul predominant de pătrundere a lipozomilor în celule; în acest

caz există riscul degradării principiului activ în lizozomii intracelulari.

Fuziunea cu plasma membranei celulare este un proces care rezultă prin inserarea

constituenţilor membranei lipozomale în membrana celulară, însoţit de eliberarea simultană a

conţinutului lipozomal în citoplasma celulară.

Figura 13. Reprezentarea schematică a interacțiilor lipozomilor cu celulele

37

38

Adesea este greu de stabilit mecanismul de interacţiune dintre lipozomi și celule, existând

posibilitatea ca simultan să intervină mai multe mecanisme.

Afinitatea lipozomilor pentru diverse ţesuturi poate fi modificată prin utilizare în formulare a

diferite fosfolipide, cu configuraţii diverse ale lanţului de acid gras.

De asemenea, modificarea sarcinii (încărcăturii) veziculelor lipozomale poate influenţa în mare

măsură distribuţia lor în organism.

Veziculele încărcate negativ, de exemplu, intră în celule prin fuziune, în timp ce veziculele

neutre sunt încorporate prin endocitoză, substanţa medicamentoasă fiind expusă sistemul

hidrolitic liozomal al celulelor.

Veziculele pozitive sau neutre sunt îndepărtate mai lent decât acelea încărcate negativ.

12. Căi de administrare a lipozomilor

In vivo, obstacolele întâmpinate la transportul şi eliberarea la ţintă a substanţelor

medicamentoase încorporate în lipozomi sunt substanţiale şi dificil de depăşit.

În acest sens, se pot cita ca fiind bariere de depăşit:

- clearance-ul nespecific și rapid al lipozomilor prin intermediul celulelor SRE;

- dificultatea traversării endoteliului capilar şi a membranei bazale;

- capacitatea endocitară foarte mică a numeroase tipuri de celule, inclusiv a celulelor tumorale.

Aceste bariere limitează în mare măsură aplicarea cu succes a lipozomilor.

Efectul lipozomilor ca sisteme farmaceutice de eliberare a agenților terapeutici este intrinsec

legat de capacitatea de a controla cu exactitate concentraţia de substanţă activă eliberată care

atinge locul de acţiune într-o perioadă de timp dată.

Atingerea locului ţintă din organism presupune ca lipozomii să rămână intacţi ca transportori ai

substanţei active (să-şi menţină integritatea structurală) şi să conţină cantitatea iniţială de

substanţă activă încorporată ce urmează a fi eliberată la ţinta vizată.

Succesul unui tratament cu lipozomi nu depinde doar de caracteristicile de formulare, ci și de

calea de administrare.

Inițial, lipozomii au fost dezvoltați pentru administrare pe cale parenterală, ca vectori

medicamentoși în terapia cancerului. Ulterior, s-a studiat și posibilitatea administrării lor și pe

alte căi (orală, transmucozală sau cutanată).

Mediile biologice variate întâlnite după administrare (sânge, fluide digestive, lichidele:

interstiţial, peritoneal, sinovial) influențează evoluţia in vivo a acestora.

39

Calea intravenoasă

Lipozomii convenţionali administraţi intravenos sunt puşi în faţa unor bariere precum endoteliul

vascular şi bariera hemato-encefalică.

Ca atare, așa cum s-a mai subliniat, extravazarea lipozomilor, îndeosebi a celor multilamelari și

a celor unilamelari mari, apare doar în organe, precum ficat, splină şi măduva spinării (datorită

fenestrelor şi joncţiunilor lejere dintre celule endoteliale), şi în anumite stări patologice

(prezenţa tumorilor, inflamaţie, infecţie).

Lipozomii unilamleari mici pot avea o distribuție mai mare în țesuturi, dar și ei pot fi

sechestrați de ficat și splină.

În afară de asta, lipozomii preîncărcaţi cu sarcină electrică superficială și cu dimensiuni mai

mici de 100 nm prezintă un clearance sangvin lent în comparaţie cu alţi lipozomi cu

dimensiune mai mare şi/sau transportori încărcaţi pozitv sau negativ.

Schimbul lipidic dintre transportorii lipozomali şi lipoproteinele plasmatice contribuie la

ruperea membranei şi ulterior la pierderea substanţei active. De aceea, lipozomii convenţionali

se folosesc în principal în tratarea SRE sau pentru a masca efectele adverse ale substanţelor

medicamentoase antitumorale.

În cazul lipozomilor de lungă-circulaţie, profilul biodistribuţiei se schimbă semnificativ

deoarece suprafaţa veziculelor este acoperită cu polimeri, uzual cu PEG-uri. Studii

experimentale au evidențiat o circulaţie sangvină mai lungă, o preluare mai mică de ficat şi o

acumulare mai mare în tumori.

Acoperirea cu PEG a lipozomilor îi face potriviţi pentru administrarea intravenoasă. Moleculele

de PEG furnizează o repulsie electrostatică şi sterică între lipozomii și neutralizează sarcina

electrică, previnind opsonizarea lor.

De asemenea, opsonizarea lipozomului este redusă din cauza inabilităţii opsoninelor de a se

lega de suprafeţe hidrofile. Mai mult, grosimea stratului de PEG, care depinde de masa

moleculară a PEG şi de procentul încorporat în compoziţia lipozomilor, influenţează interacţia

lipozomilor cu macrofage.

De altfel, acest tip de lipozomi au fost concepuți pentru a fi administraţi pe cale parenterală și

de a mări timpul de remanenţă și circulaţia sistemică.

În design-ul unor lipozomi eficienţi pe cale parenterală trebuie luate în considerație parametrii

importanţi, precum mărimea, compoziţia, sarcina electrică a lipozomilor, densitatea substanţei

40

active în membrana lipozomală şi metoda de preparare, parametrii care influenţează soarta și

biodistribuţia lor după administrare.

Calea intramusculară

În acest caz, transferul de molecule are loc de la locul de administrare în sânge prin difuzie

pasivă, injecția respectivă realizând un depozit local de substanță activă și implicit o eliberare

prelungită a sa.

Calea subcutanată

Lipozomii administraţi subcutanat au scopul de a ţinti sistemul limfatic în scop imagistic,

precum și în distribuirea unor agenţi terapeutici sau în vaccinare.

Lipozomii injectaţi subcutanat care nu intră în fluxul sangvin, fie intră în capilarele limfatice,

fie staţionează la locul de injectare.

Veziculele neutre mai mici de 100 nm traversează prin interstiţiu şi apoi spre limfatice cu mult

mai uşor decât veziculele mari.

Transportorii medicamentoşi rămaşi la locul de injectare vor ceda moleculele active

încorporate.

Calea intraperitoneală

Administrarea intraperitoneală are avantajul de a asigura o expunere directă a tumorii, infecţiei

sau inflamaţiei la agentul terapeutic inclus în lipozomi.

Această metodă de eliberare a substanţei medicamentoase creşte efectul dozei în cavitatea

peritoneală.

Pentru substanţele antitumorale, acest mod de administrare este preferat celui intravenos

datorită acumulării mai mari a substanţei medicamentoase și a minimizării toxicităţii.

Calea orală

Prin administrarea pe cale orală a lipozomilor se urmăreşte evitarea degradării substanţei active

şi facilitarea absorbţiei substanţelor active conţinute.

Eficacitatea lipozomilor administraţi oral impune menţinerea integrităţii structurale în cursul

trecerii prin tractul gastrointestinal și necesitatea absorbţiei intestinale cu un randament

suficient.

41

Pentru menţinerea structurii, lipozomii trebuie să reziste la valorile de pH variate din tractul

digestiv și la acțiunea sărurilor biliare și a lipazei pancreatice (acțiune fosfolipazică).

Administrarea orală a lipozomilor ce conţin fosfolipide saturate are efecte benefice asupra

mucoasei gastrice, inhibând aciditatea sau acţiunea dăunătoare a unor substanţe asupra

mucoasei gastrice.

Calea dermică (cutanată)

Administrarea dermică a veziculelor bazate pe fosfolipide apare pentru prima dată în literatură

la începutul anilor ‘80.

După aplicarea pe piele, lipozomii joacă un dublu rol și anume acela de a reţine/proteja

compusul activ de-a lungul stratului cornos şi de a acţiona ca un promotor pentru penetraţie.

Viteza de transport a substanţei medicamentoase conţinute în formulările lipozomale prin piele

poate fi influenţată de compoziţia, mărimea şi sarcina de suprafaţă a lipozomilor.

În cazul lipozomilor destinați aplicării cutanate este necesar un design atent pentru a defini

compoziţia optimă, dependent de obiectivul specific, respectiv:

- eliberarea dermică, când se doreşte retenţia crescută a substanţei medicamentoase în

piele sau

- eliberarea transdermică, când se impune penetrarea mai profundă a transportorului

lipozomal în piele.

Lipozomii cu sarcină pozitivă pot interacţiona cu pielea încărcată negativ.

Deoarece mărimea porilor cutanați este de aproximativ 0,3 nm, mărimea lipozomilor pentru

eliberare transdermică este un parametru crucial pentru performanţa globală a formulării.

În general, se consideră că principalele căi de penetraţie transdermică a compuşilor activi sunt

căile intercelulară sau pe la nivelul anexelor cutanate (calea transfoliculară).

Tratamentul local al bolilor de piele prin intermediul lipozomilor vizează tratamentul acneii, a

arsurilor solare și a plăgilor sau pentru combaterea îmbătrânirii.

Lipozomii pentru uz dermatologic sunt potriviţi pentru încărcarea cu antiinflamatoare,

antimicotice, antibiotice, retinoide.

Recent, pentru eliberarea transdermică a substanţelor medicamentoase, atenţia a fost centrată pe

dezvoltarea unor vezicule transformabile sau elastice, precum transferozomii şi etozomii,

menţionaţi anterior.

42

În pofida unor rezultate promițătoare raportate în unele cercetări, mecanismul eliberării

transdermice rămâne încă un subiect controversat, în special în legătură cu profunzimea

penetraţiei în piele a lipozomilor intacţi.

Calea oculară (oftalmică)

Corneea reprezintă o barieră eficace faţă de absorbţia substanţelor medicamentoase

hidro/lipofile la nivelul segmentului posterior al ochiului.

Lipozomii au caracteristici promiţătoare pentru eliberarea oculară a substanțelor

medicamentoase deoarece pot fi administraţi sub formă de picături sau geluri oftalmice, care

vor localiza şi menţine activitatea farmacologică a acestora la locul de acţiune.

Niozomii prezintă o biodisponibilitate oculară crescută pentru substanţe medicamentoase

hidrofile, deoarece agenții tensioactivi din formulare acţionează ca promotori de absorbţie şi

îndepărtrează stratul mucos de pe suprafaţa oculară.

O versiune modificată a niozomilor, denumiţi discozomi, variază în mărime şi formă.

Dimensiunea mai mare a acestora (12-60 μm) previne drenajul în sistemul de drenaj

nasolacrimal. Mai mult, forma lor asemănătoare unor discuri furnizează o fixare mai bună la

nivel ocular.

Studii pe niozomi şi discozomi cu timolol maleat au demonstrat o biodisponibilitate mai mare a

timololului.

Calea vaginală

Administraţi vaginal, lipozomii au avantajul că pot controla şi susţine eliberarea substanţei

medicamentoase la locul de acţiune. Substanţele investigate sunt contraceptive, antimicrobiene,

antibiotice, antifungice, antivirale. Au fost dezvoltate formulări lipozomale în geluri de

carbopol care să mărească timpul de retenţie în vagin.

Alte căi investigate pentru administrarea lipozomilor sunt calea nazală (pentru eliberarea

vaccinurilor) şi cea pulmonară (pentru eliberarea peptidelor şi proteinelor).

13. Produse farmaceutice lipozomale

Faţă de numărul mare de cercetări raportate de literatura de specialitate, se constată că numărul

produselor lipozomale care au obținut autorizația de punere pe piață este restrâns, fapt

explicabil având în vedere considerațiile de mai sus.

43

Totuşi, agenţii terapeutici investigaţi sunt mult mai numeroşi, ca şi numărul produselor aflate în

diverse stadii ale studiilor clinice.

Câteva exemple dintre cele mai folosite preparate medicamentoase care conțin lipozomi sunt

redate în continuare.

Tabel 10. Preparate parenterale

Produs Substanţă

medicamentoasă Tipul particulelor Indicaţii Producător

AmBisome

Amfotericina B

Lipozomi (de

circulaţie

îndelungată)

Infecţii fungice

grave

NeXstar

Pharmaceuticals

Abelcet

Amfotericina B

Complex lipidic

Infecţii fungice

grave

The Liposome

Company

Amphocil

Amfotericina B

Complex lipidic

Infecţii fungice

grave

Sequus

Pharmaceuticals

Doxil

Doxorubicina

Llipozomi de

circulaţie lungă

(PEGY-laţi)

Sarcom Kaposi Sequus

Pharmaceuticals

DaunoXome

Daunorubicina

Lipozomi de

circulaţie

lungă(PEGY-laţi)

Sarcom Kaposi NeXstar

Pharmaceuticals

Tabel 11. Preparate cutanate

Produs Substanţă

medicamentoasă Tipul particulelor Indicaţii Producător

Pevaryl® -

Lipogel Econazol bază Lipozomi (gel)

Eczeme/micoze

cutanate Cilag Corp.

Heparin Pur® Heparină Lipozomi (gel) Anticoagulant Ratiopharm

Corp.

Heparin Pur

Forte® Heparină Lipozomi (gel) Anticoagulant

Ratiopharm

Corp.

HepaPlus 30

Emgel® Heparină Emulgel Anticoagulant

Ratiopharm

Corp.Corp.

44

Alte preparate lipozomale aflate în uz clinic conţin:

Amfotericină B, vaccinuri pentru hepatita A, hepatita B, difterie, tetanos vaccin oral E. coli sau

Shigella flexneri, amikacină vincristină nistatin, kanamicină şi tretionină.

14. Lipozomii - vectori cosmetici

Cercetările privind utilizarea lipozomilor în domeniul cosmetic sunt mai recente decât cele

iniţiate pentru aplicaţiile farmaceutice.

Primul produs lipozomal cosmetic, Capture, a fost obținut de DIOR în 1987.

Totuşi, în prezent pe piaţa produselor cosmetice lipozomii sunt larg comercializaţi, înregistrând

adevărate „succese comerciale”, spre deosebire de lipozomii medicamentoşi care au o aplicare

clinică mult mai restrânsă.

Se pot desprinde două motive esenţiale care justifică puterea de atracţie a acestor preparate în

cosmetologie:

- pielea îndeplineşte funcţii fiziologice foarte importante pentru organism şi, depunând

de-a lungul timpului o muncă extraordinară, merită o atenţie specială, mai ales atunci când

vreuna dintre aceste funcţii este perturbată;

- similaritatea unor componente ale epidermului cu cele ale lipozomilor, fac din aceştia

principalii transportori (vectori) ai compuşilor dermatologici, respectiv ai ingredientelor

cosmetice.

Preparatele lipozomale au deschis calea unor noi formulări şi chiar a unor categorii de produse

care oferă consumatorului şansa unei îngrijiri eficace şi intense.

Lipozomii utilizaţi în cosmetică prezintă o serie de avantaje:

- au o bună compatibilitate cu lipidele cutanate;

- formează o barieră naturală la suprafaţa pielii, favorizând hidratarea acesteia;

- asigură o eliberare prelungită a ingredientului activ;

45

- prezintă afinitate pentru cheratină, favorizând fixarea ingredientului cosmetic în stratul

cornos şi o absorbţie prelungită;

Multe din produsele comerciale reprezintă variante ale lipozomilor, niozomi, rovizomi,

dragozomi etc., a căror denumire au legătură cu compoziţia lor sau sunt rodul imaginaţiei

producătorilor.

Produsele cosmetice conţinând lipozomi sunt formulate:

- pentru aplicare în timpul zilei, cu acţiune protectoare;

- pentru aplicare în timpul nopţii, cu acţiune de regenerare;

- pentru pielea uscată şi sensibilă;

- ca produse anti-age, antirid, ecrane solare, bronzare, autobronzare etc.

În tabelul următor sunt prezentate unele ingredientele active cosmetice încorporate în lipozomi,

acţiunile şi formele de prezentare a produselor lipozomale cosmetice.

Tabel 12

Ingredient cosmetic Acţiune Forme cosmetice

Vitamine (A, B3, C, E, F) Revitalizantă Creme

- protectoare

- restructurante

- antirid

- antiage

Geluri

Loţiuni

Contur de ochi

Baze de machiaj

Sprayuri

Produse pentru baie

Şampoane

Ulei de Avocado

Ulei de Jojoba Emolientă, nutritivă

Aloe

alfa hidroxi -acizi

Pirolidon-carboxilat de sodiu

NMF (Factor natural de umectare)

Hialuronat de sodiu

Hidratantă

Filtre UV Protecţie solară

Ginkgo Biloba Antioxidantă

Factor uman de creştere Antiaging

Hidrolizat de colagen

Elastină

Precursori de glicozaminoglicani

Ceramide

Refacerea arhitecturii

dermice

Cofeină Stimularea lipolizei şi

microcirculaţiei

46

De asemenea, există lipozomi în care sunt încorporate şi alte ingrediente:

- depigmentanţi;

- compuşi nutritivi;

- alte substanţe „pro-barieră” (acizi graşi linoleic şi gamalinoleic);

- extracte vegetale;

- cheratină;

- peptide capilare;

- triclosan (antiacneic);

- salicilat de sodiu (antiacneic);

- aminoacizi;

- coenzima Q (regenerarea și netezirea pielii);

- lactat de sodiu (hidratant);

- dihidroxiacetonă (autobronzant) etc.

Bibliografie

1. Baillie A.J., Florence A.T., Muirhead L.H., J. Pharm. Pharmacol., 37, 863, (1985).

2. Bangham A.D., Standish M.M., Watkins J.C./1965, “Diffusion of univalent ions across

the lamellae of swallen phospholipids, J.Mol.Biol., 13, 238-252.

3. Betageri Guru V., Shirish B. Kulkarni, Preparation of Liposomes in Preparation &

Chemical Applications, vol. I, ed. Reza Arshady, Citus Books, 489-521, (1999).

4. Billah M.M., Finean J.B., Coleman R., Biochim. Biophys. Acta, 433, 54, (1976);

5. Boddy A., Aarons L., Adv. Drug Deliv. Rev., 3, 155, (1989).

6. Burkhanov S.A. et al., Int. J. Pharm., 46, 31, (1988).

7. Cafiso D.P., Petty F.R., Biochim. Biophys. Acta, 649, 129-132, (1981).

8. Caque J.P. and Bernoud T., Les cristaux liquides dans les cosmetiques, Parf. Cosmet.

Aromes, (1990).

9. Cerezo Galan, Liposomas, in Tratado de Farmacia Galenica, ed. Faulii Trillo, Luzan 5,

S. A. De Ediciones, Madrid, 173-186, (1993).

10. Chakravarty P.K. & colab., J. Med. Chem., 26, 638, (1983).

11. Chew C.H. and Gan L.M., Monohexylether of ethylene glycol and diethylene glycol as

microemulsions cosurfactants, J. Dispersion Sci. Tchnol., 1990.

47

12. Cioca G. and Calvo L., Liquid crystals and cosmetics applications, Cosmet. Toiletries

(1990).

13. Davis S.S., J. Pharm. Pharmacool., 44 (suppl. 1), 186, (1992).

14. Deamer D., Bangham A.D., Biochim. Biophys. Acta, 443, 629-634, (1976).

15. Dlattre J., Couvreur P., Puisieux F. et al., Les liposomes: Aspects technologiques,

biologiques et pharmacotechniques, Lavoisier Tec et Doc, Paris 1993.

16. Dressman J.B., Bas P., Ritschel W.A., J. Pharm. Sci., 82, 857, (1983).

17. D’Silva J.B., Notary R.E., J. Pharm. Sci., 71, 1394-1398, (1982).

18. De Luca M., Grossiord J.L., Medard J.M., A stable W/O/W multiple emulsion, Cosmet.

Toiletries, 1990.

19. Ghiţescu L., Fixman A., Simionescu M., Simionescu N., J. Cell. Biol., 102, 1304,

(1986).

20. Gonzales-Rothi, R.J. SchreiperH, „Pulmonary delivery of liposomes, J. Controlled

Release”, 1993,5, 149-161.

21. Grossiord J.L., Seiller M. and Puisieux F., Apport des analyses rheologiques dans

l’etude des emulsions multiples H/L/H, Rheologica Acta, 1993.

22. Gruner S.M., Novel Multilayered Lipid Vesicles, Biochem., 24, 2833-2842, (1985).

23. Haran G., Cohen R., Bar L., Barenholz Y., “Transmembrane ammonium sulphate

gradients in liposomes produce efficient and stable entrapment of amphipathis weak

bases”, Biochim. Biophys. Acta, 1993, 1151, 201-215.

24. Hellstrom K.E. & colab., Antibodies for Drug Delivery, in Controlled Drug Delivery:

Fundamental and Applications, ed. J. R. Robinson and V. H. Lee, Marcel Dekker, N.

Y., 623, (1987).

25. Harrington K.J., Syrigos K.N., Vile R.G., “Liposomally targeted cytotoxic drugs for the

treatment of cancer”, J. Pharm. Pharmacol., 2002, 54, 1573-1600.

26. Hîrjău V., Lupuliasa D., Dumitrescu A.M., Dermocosmetologie, ed. Polirom, 30-35,

(1998).

27. Hîrjău Victoria, Lupuliasa D., Hîrjău M., Sisteme cu eliberare la ţintă a substanţelor

medicamentoase în Tehnologie Farmaceutică, (Iuliana Popovici, D. Lupuliasa), Editura

Polirom, vol. 3, 2009, 682-686.

28. Hofland H.E., Bouwstra J.A., Spies F., Interactions between nonioniques surfactant

vesicles and human stratum corneum in vitro, J. Liposome, 1995.

29. Hope M.J., Bally M.B., Biochim. Biophys. Acta, 816, 294, (1985).

48

30. Hopkins C.R., Site-specific Drug Delivery Cell Biology Medical and Pharmaceutical

Aspects, ed. Tomlinson E. şi Davis S.S., John Wiley & Sons, Chichester, 27, (1986).

31. Hsu M.J., Juliano R.L., Biochim Biophys. Acta, 720, 411, (1982).

32. Hussain A., Truelove J.E., J. Pharm. Sci., 65, 1510, (1976).

33. Illum L., Farraj F., Davis S.S., Int. J. Pharm., 46, 261 (1988).

34. Ishida O., Maruyama K., Sasaki K., Iwatsuru M., “Size-dependent extravasation and

interstitial localization of polyethylenglycolliposomes in solid tumor bearing mice”, Int.

J. Pharm., 1999, 190, 49-56.

35. Johnson M.M., Biochim. Biophys. Acta, 307, 27-41, (1973).

36. Kenneth A. Walters, „Drug Delivery: Topical and Transdermal Routes”, Encyclopedia

of Pharmaceutical Technology, Informa Healthcare USA, 2007, 1318-1319.

37. Kirby C., Clarke J. and Gregoriadis G. (1980), “Cholesterol content of small

unilamellar liposomes controls phospholipid loss to high density lipoproteins in the

presence of serum”, FEBS, Lett, 111, 324-328.

38. Kim C.K., Lee M.K., Int. J. Pharm., 108, 21, (1994).

39. Kulkarni S.B., Betageri G.V., Singh M., J. Microencap., 12, 229-246, (1995).

40. Kumar V., Banker G.S., Target - Oriented Drug Delivery Systems, in Modern

Pharmaceutics, third ed., ed. Banker S. G. şi Rhodes T. C., Marcel Dekker Inc., 611-

679, (oct. 1995).

41. Lasic D.D., Liposomes: From Physics to Applications, Elsevier, Amsterdam, 63-107,

(1993).

42. Lassic D.D., The Mechanism of Vesicle Formation, Biochem. J., 29, 335-348, (1988).

43. Leucuţa S., Medicamente vectorizate, Ed. Medicală, 163-165, (1993).

44. Machida K.J., Hu R., Int. J. Pharm., 61, 109, (1990).

45. Magenheim B. and Benita S., Nanoparticles characterisation. A Comprehensive

physicochemical approach, STP Pharma., (1991).

46. Martn F.J., Morano J.K., Liposome Extrusion Method, U.S. Patents, 4737 323, 1988.

47. Marsh D., Handbook of Lipid Bilayers, CRC Press, Boca Raton, FL, 1990.

48. Mayer L.D., Hope M., Cullis P.R., Biochem. Biophys. Acta, 817, 193-196, (1985).

49. Merică E., Tehnologia produselor cosmetice, ed. Corson Iaşi, 274-278, (2000).

50. Mezei M., Nugent F.J., Method of Encapsulating Biologically Active Materials in

Multilamellar Lipid Vesicles, U. S. Patent, 4 485 054, CA 101, 12 227 w., 1984.

49

51. Muller R.H., Hildebrand G.E., Pharmazeutiche Technologie: Moderne Arzneiformen,

Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart (1998).

52. Muranishi S.S. et al., Delivery Systems for Peptide Drugs, ed. S. S. Davis, L. Illum, E.

Tomlinson, Plenum Press, N. Y., 177, (1986).

53. New R.R.C., Liposomes, A Practical Approach, IRL press, Oxford and New York, 33-

103, (1989).

54. Notari R.E., Optimization of Drug Delivery, ed. H. Bundgaard, A. B. Hansen, H.

Koford, Munksgaarg Copenhagan, 117, (1982).

55. Oku N., MacDonald R.C., Biochem, 22, 855-863, (1983).

56. Oussoren C., Storm G., „Liposomes to target the lymphates by subcutaneous

administratio”, Adv. Drug Delivery rev. 2001, 50, 143-156.

57. Popovici Adriana, Antofie I., “Lipozomii ca vectori medicamentoşi”, Cluj-Napoca

2004, 123-128.

58. Popovici Iuliana, D. Lupuliasa, “Tehnologia farmaceutică”, volumul 2, ed. Polirom,

2008, 311-386.

59. Prybilski C., de Luca M., Grossiord J.L., et al., W/O/W multiple emulsions

manufacturing and formulation considerations, Cosmet. Toiletries, 1990.

60. Seiller M., Orecchioni A.M., and Vautions C., Vesicular Systems in cosmetologye, in

Cosmetic Dermatologye (R. Baran and H. I. Maibach), London, Martin Dunitz, 1994.

61. Seymour L. W., Crit. Rev. Ther. Drug Carrier Syst., 19, 135 (1992).

62. Sone S., Matsura S., J. Immunol., 132, 2105, (1984).

63. Sophia G. Antimisiaris, Paraskevi Kallinteri, Dimitrios G. Fatouros, Liposomes and

Drug Delivery, in Pharmaceutical Manufacturing Handbook: Production and

Processes”, edited by Shayne Cox Cad, John Willey&Sons, Inc., 2008, 443-506

64. Stella V. I. & colab., J. Med. Chem., 23, 1275, (1980).

65. Storm G., Crommelia D.J.A: „Liposomes: Quo vadis?”, Pharma Science & Tehnology

Today, 1998,vol.1,nr.1, 19-31.

66. Suzuki T., Nakamura M., Sumida H. and Shigeta I., Liquid crystal make-up

remover:condition of formation and its cleansing mechanisms, J. Soc. Cosmet. Chem.

1992.

67. Talsma H., Crommelin D.J., Liposomes As Drug Delivery Systems, Pharmaceutical

Technology International, 24-36, (Nov. 1992).

50

68. Talsma H., Crommelin D.J., Liposomes As Drug Delivery Systems, Pharmaceutical

Technology International, 34-38, (Dec. 1992).

69. Talsma H., Crommelin D.J., Liposomes As Drug Delivery Systems, Pharmaceutical

Technology International, 48-59, (Jan. 1993).

70. Taylor K.M., Taylor G., Stevens J., Int. J. Pharm., 58, 57-61, (1998).

71. Tomlinson E., Int. J. Pharm. Technol., 4, 49, (1983).

72. Vasant V. Ranade, Manfred A. Hollinger, „Site-specific Drug delivery using

Liposomes as carriers, Drug delivery Systems”, CRC Press, Boca Roton, Florida 1995,

3-25.

73. Vauthier C., Holzcherer, S. Benabbou, G. Spenlehauer, et al., Methodology for the

preparation of ultradispersed polyner systems, STP Pharma Sci., 1991.

74. Wu P.C., Liao Y.H. C.C., Chang J.S., Hiang, Y.B., “The characterization and

biodistribution of cefocitin-loaded liposomes”, Int. J. Pharm., 2004, 271, 31-39.