Сравнение способов постобработки липосомальных препаратов с применением различных методов

   Актуальность. Размер липосом и индекс полидисперсности – важнейшие факторы, определяющие дальнейшее использование наночастиц. Традиционные методы синтеза не позволяют создать липосомы требуемых размеров и однородности, с такой целью проводится их постобработка: ультразвуковая или экструзионная.

   Цель. Сравнить два метода постобработки липосом: ультразвукового и экструзионного. Провести сравнение эффективности работы двух разных экструдеров: Liposofast LF-50 и экструдера собственной разработки. Провести сравнение эффективности трех мембран из различных материалов: поликарбоната, полиэфирсульфона и пористого анодного оксида алюминия при экструзионном методе постобработки.

   Материалы и методы. Для синтеза липосом использовались коммерчески доступные реактивы: фосфолипиды, холестерин, витамин Е (все — Sigma Aldrich, Германия). Физико-химические характеристики липосом изучались с помощью Zetasizer Ultra (Malvern Instruments, UK). Ультразвуковая постобработка проводилась с помощью диспергатора УЗГ13 — 0,1/22 (Россия), экструзионная обработка выполнялась с помощью одного из двух экструдеров: Liposofast LF-50 (Avestin, Канада) и экструдера собственной разработки («Нанотехнологии»). Использовались мембраны: поликарбонатные (ПК) 200 нм (Nuclepore, Whatman), полиэфирсульфонные (ПЭС) 200 нм (ФМПЭС-0,20, АО «Владисарт») и опытные образцы мембран на основе пористого анодного оксида алюминия (ПАОА). Для определения различий в морфологии мембраны исследовались при помощи растрового электронного микроскопа Quanta Inspect (FEI, США).

   Результаты. Наиболее однородными являются мембраны на основе ПК, а наименее однородными – ПЭС. Все мембраны имеют заявленный диаметр пор 200 нм, однако только для ПАОА этот параметр близок к реальному значению. Наибольшей пористостью обладают мембраны ПАОА, наименьшей – поликарбонатные. Для прохождения липосомального коллоидного раствора через мембраны необходимо разное давление: для ПЭС мембраны достаточно 1,5–2 атм, для ПК – 5 атм, ПАОА – 4–6 атм.

   Заключение. Сравнение существующих способов гомогенизации липосом показало преимущество метода экструзии. Разработанный авторами экструдер не уступает коммерческой версии. Показана эффективность мембран ПАОА по сравнению с коммерческими аналогами.

1. Li Z, Peng S, Chen X, et al. Effect of dynamic high pressure microfluidization on structure and stability of Pluronic F127 modified liposomes. Journal of Dispersion Science and Technology. 2019;40(7):982–989. doi: 10.1080/01932691.2018.1489281

2. Schroeded A, Kost J, Barenholz Y. Ultrasound, liposomes, and drug delivery: principles for using ultrasound to control release of drugs from liposomes. Chemistry and physics of lipids. 2009;162(1–2):1–16. doi: 10.1016/j.chemphyslip.2009.08.003

3. Burnard D, Monnier CA, Rothen-Rutinshauser B, et al. Magnetoliposomes: opportunities and challenges. European journal of nanomedicine. 2014;6(4):201–215. doi: 10.1515/ejnm-2014-0042

4. Shah VM, Nguyen DX, Patel P, et al. Liposomes produced by microfluidics and extrusion: a comparison for scale-up purposes. Nanomedicine. 2019;18:146–156. doi: 10.1016/j.nano.2019.02.019

5. Mui BL, Cullis PR, Evans EA, et al. Osmotic properties of large unilamellar vesicles prepared by extrusion. Biophys. J. 1993;64(2):443–453. doi: 10.1016/S0006-3495(93)81385-7

6. Cho NJ, Hwang LY, Solandt JJR, et al. Comparison of extruded and sonicated vesicles for planar bilayer self-assembly. Materials. 2013;6(8):3294–3308. doi: 10.3390/ma6083294

7. Singh B, Mundlamuri R, Friese T, Mundrigi A, Handt S, Loewe T. Benchmarking of sterilizing-grade filter membranes with liposome filtration. PDA J Pharm Sci Technol. 2018;72(3):223–235. doi: 10.5731/pdajpst.2017.007757

8. Ong SG, Chitneni M, Lee KS, et al. Evaluation of Extrusion Technique for Nanosizing Liposomes. Pharmaceutics. 2016;8(4):36. doi: 10.3390/pharmaceutics8040036

9. Zourna K, Iwaniec A, Turner S, et al. Optimizing the filtration of liposomes using sterilizing-grade filters. PDA J Pharm Sci Technol. 2021;75(2):128–140. doi: 10.5731/pdajpst.2020.011866

10. Ануфриев И. Е., Муратова Е. Н., Королев Д. В. и др. Разработка ручного экструдера для гомогенизации липосом. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2022;14:8–16. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.008; https://elibrary.ru/ORWNGY

11. Peyret A, Ibarboure E, Pippa N, Lecommandoux S. Liposomes in polymersomes: multicompartment system with temperature-triggered release. Langmuir. 2017;33:7079−7085. doi: 10.1021/acs.langmuir.7b00655

12. Zhu TF, Budin I, Szostak JW. Vesicle extrusion through polycarbonate track-etched membranes using a hand-held mini-extruder. Methods Enzymol. 2013;533:275–282. doi: 10.1016/B978-0-12-420067-8.00021-0

13. Дмитриева М. В., Лугэнь Б., Оборотова Н. А. и др. Метод экструзии в технологии получения липосом. Вестник ВГУ, серия: Химия. Биология. Фармация. 2020;3:87–96. https://elibrary.ru/XUUGKU

14. Никифоров А. И., Шульмейстер Г. А., Истомина М. С. и др. Получение липосом с инкапсулированным кардиопротектором, исследование физико-химических свойств, кинетики высвобождения и биораспределения in vivo. Трансляционная медицина. 2025;12(3):256–267. doi: 10.18705/2311-4495-2025-12-3-256-267; https://elibrary.ru/OSPQRW

15. Korolev DV, Shulmeyster GA, Istomina MS, et al. Indocyanine green-containing magnetic liposomes for constant magnetic field-guided targeted delivery and theranostics. Magnetochemistry. 2022;8:127. doi: 10.3390/magnetochemistry8100127

16. Грибанова Е. В., Ларионов М. И., Васютин О. А., Кучек А. Э. Зависимость угла смачивания на оксидной пленке алюминия от pH раствора. Вестник СПбГУ: Физика и химия. 2012;4(1):76–81. https://elibrary.ru/OQSLEV

17. Wang N, ZhangW, Xu J, et al. Initial stage of pore formation process in anodic aluminium oxide template. Journal of Solid State Electrochemistry. 2010;14(8):1377–1382. doi: 10.1007/s10008-009-0959-2

18. Anufriev IE, Muratova EN, Valeev RG, et al. Nanoporous membranes based on aluminum oxide for homogenization of a liposomal solution. Vestnik NovSU. 2023;1(130):9–21. doi: 10.34680/2076-8052.2023.1(130).9-21