Δασκαλάκη Ματίνα, 899. 1. Γενικά 1.1 Αμφίφιλα μόρια 1.2 Αυτοοργάνωση 2. Μικκύλια 2.1 Δομικός λίθος: Τριγλυκερίδια 2.2 Μέθοδος σύνθεσης 2.3 Σάπωνες 3.

Παρουσίαση με θέμα: "Δασκαλάκη Ματίνα, 899. 1. Γενικά 1.1 Αμφίφιλα μόρια 1.2 Αυτοοργάνωση 2. Μικκύλια 2.1 Δομικός λίθος: Τριγλυκερίδια 2.2 Μέθοδος σύνθεσης 2.3 Σάπωνες 3."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Δασκαλάκη Ματίνα, 899

2 1. Γενικά 1.1 Αμφίφιλα μόρια 1.2 Αυτοοργάνωση 2. Μικκύλια 2.1 Δομικός λίθος: Τριγλυκερίδια 2.2 Μέθοδος σύνθεσης 2.3 Σάπωνες 3. Λιποσώματα 3.1 Δομικός λίθος: Φωσφολιπίδια 3.2 Ταξινόμηση λιποσωμάτων 3.3 Μέθοδος σύνθεσης 3.4 Μορφοποίηση 3.5 Χαρακτηρισμός 3.6 Φύλαξη 4. Εφαρμογές Περιεχόμενα

3 1. Γενικά 1.1 Αμφίφιλα ή αμφιπαθή μόρια Χημικές ενώσεις που έχουν τόσο υδρόφιλες, όσο και υδρόφοβες ιδιότητες  δύο διαφορετικά άκρα  λειτουργία και χημική δομή. Συσσωματώνονται αυτόματα σε ποικίλες φάσεις Κοινή φυσικοχημική ιδιότητα όλων των μεμβρανικών λιπιδίων Παράδειγμα : Φωσφολιπίδια, Τριγλυκερίδια

4 1.2 Αυτοοργάνωση αμφίφιλων μορίων Τα αμφίφιλα μόρια μπορούν να έλκονται, τόσο από τις λιπαρές ουσίες, όσο και από το νερό. Σε υδατικό περιβάλλον σχηματίζουν δομές, μικκυλίων κανονικής φάσης ενώ σε οργανικό περιβάλλον αντίστροφες δομές μικκυλίων. Έχουν την τάση να αυτοοργανώνονται επίσης σε μικκυλιακές ίνες, λιποσώματα, μεμβράνες και μονοστιβάδες. μικκυλίων κανονικής φάσης

5 2. Μικκύλια Σφαιρικές αυθόρμητες δομές Μέγεθος: 3-50 nm Υδατικό διαλύτη Συνίστανται από αμφίφιλα μόρια, τριγλυκερίδια (φυσικά ελαια) και φωσφολιπίδια Σαπούνια, απορρυπαντικά, λιποπρωτεϊνες

6 2.1 Δομικός λίθος:Τριγλυκερίδια Απλά Απλά : το ίδιο ΛΟ (σπάνια στη φύση) Μεικτά Μεικτά : περιέχουν 2 ή περισσότερα διαφορετικά ΛΟ Η σαπωνοποίηση των τριγλυκεριδίων γίνεται παρουσία ισχυρών αλκαλίων  γλυκερόλη+ άλατα λιπαρών οξέων Το σαπούνι δηλαδή δρα στην επιφάνεια του νερού  επιφανειοδραστικό.

7 2.2 Μέθοδος σύνθεσης: Μικκυλιοποίηση Μικκύλια = Συσσωματώματα επιφανειοδραστικών ουσιών Κινητήρια δύναμη: το υδρόφοβο αποτέλεσμα Ευνοείται από τις ελκτικές δυνάμεις τύπου Van der Walls, ηλεκτροστατικές δυνάμεις, Δεσμοί Η Προϋποθέσεις: η συγκέντρωση του επιφανειοδραστικού > από την κρίσιμη συγκέντρωση μικυλλίου (CMC), η θερμοκρασία του συστήματος >από την κρίσιμη θερμοκρασία μικκύλιο

8 2.3 Σάπωνες το πολικό τμήμα  ρίχνει την επιφανειακή τάση του νερού το μη πολικό τμήμα  απορρυπαντική δράση του σαπουνιού «Σύννεφο» ιόντων Διαλύουν  οργανικές ενώσεις με μεγάλες μη πολικές ανθρακικές αλυσίδες (πχ. λίπη). αυξάνεται η συγκέντρωση του επιφανειοδραστικού μη πολικά τμήματα περικυκλώνουν το ρύπο και ταυτόχρονα οι πολικές κεφαλές έλκουν το νερό επιφανειοδραστική ουσία επιτρέπει στο νερό να έρθει πιο κοντά στο λίπος και να το διαλύσει.

9 3. Λιποσώματα Ο αμφίφιλος χαρακτήρας των λιποσωμάτων  διαλυτοποίηση ή την ενθυλάκωση υδροφοβικών + υδρόφιλων βιοδραστικών ουσιών Προστασία των εγκλοβισμένων μορίων από αποσύνθεση Αποτελεσματική στόχευση ιστών ή οργάνων όπως το συκώτι, ο σπλήνας, και ο μυελός των οστών  μείωση τοξικού αποτελέσματος. καλή διαλυτική τους δύναμη + εύκολη προετοιμασία + πλούσια επιλογή των φυσικοχημικών ιδιοτήτων  ελκυστικά συστήματα μεταφορας βιοδραστικών ουσιών.

10 3.1 Δομικός λίθος: Φωσφολιπίδια Γλυκερόλη Γλυκεροφωσφολιπίδια 1 μόριο φωσφορικού οξέος + λιπαρά οξέα εστεροποιημένα με αλκοόλη Χολίνη (φωσφατιδυλοχολίνη, PC)

11 Οι ανθρακικές αλυσίδες είναι μεταξύ 14 – 24 ανθράκων (16,18). Τα λιπαρά οξέα  κορεσμένα (μόνο απλούς δεσμούς) ή ακόρεστα (συνήθως cis). Η διαμόρφωση και ο αριθμός αυτών των διπλών δεσμών καθώς και το μήκος της αλυσίδας επιδρά στο σημείο τήξης και στη ρευστότητας της μεμβράνης. Τα περισσότερα φωσφολιπίδια φυσικής προέλευσης είναι «μίγματα» επειδή τα λιπαρά οξέα είναι διαφορετικά μεταξύ τους. Οργανώνονται κυρίωςσε διπλοστοιβάδες Φωσφολιπίφια: Δομικά χαρακτηριστικά

12 Φωσφατίδιλοχολίνες (ή λεκιθίνες) Το πρώτο φωσφολιπίδιο προσδιορίστηκε, στο λέκιθο αυγών, το 1847, από τον Theodore Nicolas Gobley. Τα πιο άφθονα φωσφολιπίδια. Κύρια δομικά συστατικά των μεμβρανών. Αποθήκες χολίνης (ακετυλοχολίνη σημαντική νευροδιαβιβαστική ουσία)

13 3.2 Ταξινόμηση λιποσωμάτων με βάση τη σύσταση Διαθέτουν ειδικά αντισώμα τα (MΑb) ή κλάσματα αντισωμά των (FΑb) ή αντισώμα τα μονής αλυσίδας στην επιφάνειά τους προκειμέν ου να ενισχύσου ν τη στοχευμέ νη πρόσδεσ Διαθέτουν ειδικά αντισώματα MΑb), κλάσματα αντισωμάτων (FΑb) ή αντισώματα μονής αλυσίδας στην επιφάνειά τους  ενίσχυση στοχευμένης πρόσδεσης. Αποτελούνται μόνο από φωσφολιπίδια (ουδέτερα ή/και αρνητικά φορτισμένα) ή/και χοληστερόλη  μεταφορά βιοδραστικών ουσιών+ αντιγόνων. Ικανότητα να εξωαγγειώνονται + να διαφεύγουν των μακροφάγων μετά από ενδοφλέβια χορήγηση  στερεοί όγκοι και περιοχές μολύνσεως και φλεγμονής,  χορήγηση αντικαρκινικών ή αντιφλεγμονωδών ουσιών. Κατιονικά λιπιδικά συστατικά τους αλληλεπιδρούν + εξουδετερώνουν‐ το αρνητικά φορτισμένο DNA  πιο συμπαγή δομή.

14 Ταξινόμηση με βάση το μέγεθος

15 3.3 Μέθοδος σύνθεσης των λιποσωμάτων MLV Μηχανική διασπορά 1. Σχηματισμό λεπτού υμενίου (film) κατά την εξάτμιση οργανικού ή οργανικών διαλυτών, στους οποίους έχει προηγουμένως διαλυθεί το λιπίδιο. 2. Απομάκρυνση διαλύτη με ρεύμα υγρού αζώτου  αποτροπή χημικής αποικοδόμησης του λιπιδίου π.χ. οξείδωση. 3. Ενυδάτωση (hydration) του υμενίου με νερό ή με ρυθμιστικό διάλυμα ή με διάλυμα της προς εγκλωβισμό δραστικής ουσίας. 4. Μηχανική ανάδευση της φιάλης (vortex)  αποκόλληση υμενίου  θολερή διασπορά με πολυστοιβαδιακά λιποσώματα μεγάλου μεγέθους MLV.

16

17 3.4 Μορφοποίηση λιποσωμάτων Η μείωση του μεγέθους των λιποσωμάτων και η δημιουργία ομογενούς πληθυσμού με βάση το μέγεθος λουτρού υπερήχων (bath sonicator), εξώθηση μέσω φίλτρων ή μεμβρανών (extrusion), μικρoγαλακτωματοποίηση (microemulcification)

18 Μικρά λιποσώματα Unilamellar (SUV) Sοnitation method MLVs εκτίθονται σε υπέρηχους είτε με ένα sonicator υδατόλουτρου είτε με χρήση ακίδας υπερήχων κάτω από αδρανή ατμόσφαιρα. Γαλλική μέθοδος πίεσης κυττάρων Η μέθοδος περιλαμβάνει την εξώθηση MLV σε 20.000 PSI σε 4°C μέσω ενός μικρού στομίου.

19 Εισαγωγή δραστικών ουσιών στα λιποσώματα Εγκαψυλίωση Εγκαψυλίωση (encapsulation), απλή ενυδάτωση του λιπιδίου με ένα υδατικό διάλυμα του φαρμάκου  εγκλωβίζεται παθητικά το φάρμακο στο χώρο μεταξύ των διπλοστοιβάδων. Καταμερισμός Καταμερισμός (partitioning), διαλύεται μαζί με τα φωσφολιπίδια σε ένα κατάλληλο οργανικό διαλύτη  είτε αποξηραίνεται είτε προστίθεται άμεσα στην υδατική φάση Αντίστροφη φόρτιση Αντίστροφη φόρτιση (reverse loading), προστίθενται στην υδατική φάση στη μη φορτισμένη μορφή τους για να διαπεράσουν στα λιποσώματα μέσω των διπλοστοιβάδων τους.

20 3.5 Χαρακτηρισμός φυσικοχημικών ιδιοτήτων Αριθμός διπλοστοιβάδων Αριθμός διπλοστοιβάδων (lamellarity) freeze-fracture, ηλεκτρονική μικροσκοπία Κατανομή μεγέθους ηλεκτρονική μικροσκοπία, διαδικασίες σκέδασης φωτός (light scattering procedures), High-performance gel exclusion chromatography (HPGEC). Συγκρατούμενος όγκος(captured or trapped volume) Σταθερότητα

21 3.6 Φύλαξη pH=7, επιρρεπή σε όξινη και βασική υδρόλυση Επιρροή υδρόλυσης από θερμοκρασία  2-4 0 C Χρήση αντιοξειδωτικών  σταθεροποιεί το εναιώρημα και να περιορίζει την οξείδωση του προϊόντος Χρήση κρυοπροστατευτικών όπως δεξτρόζη, σουκρόζη και τρεχαλόζη  αυξήσουν σταθερότητα στην υδρόλυση

22 Εφαρμογές Προϊόντα καθημερινής, εξειδικευμένης χρήσης (Καθαριστικά/ Απορρυπαντικά,40 % ) Χρώματα, χαρτικά Καλλυντικά Drug delivery Φωτοχημεία, τεχνητή φωτοσύνθεση, κατάλυση, Απορρόφηση των λιποδιαλυτών βιταμινών και σύνθετα λιπίδια Σηματοδότηση συγκεκριμένων οργάνων με τη χρήση υδρόφιλων ή υδρόφοβων χρωστικών

23

24 Βιβλιογραφίες D. A. Brown, & E. London, (2000) Structure and function of sphingolipid-and cholesterol-rich membrane rafts. The Journal of Biological Chemistry, 275, 17221-17224. K. Velonia, J.J.L.Cornelissen, M.C. Feiters, A.E. Rowan, R.J.M.Nolte, (2005), Supramolecular Self-Assembly. Chapter in NAnoscale Assembly, Chemical Techniques, Series: Nanostructure Science and Technology, Huck,Wilhelm T.S.(Ed.), Kluwer Academic Publishers, 119-185. Αγγελική Μαγκλάρα, (2014), Λιπίδια_2, Εργαστήριο Κλινικής Χημείας, Πανεπιστημίου Ιωαννίνων Αθανάσιος Β. Σόύρας, (2011), « Σύνθεση λιπιδικών παραγώγων κυκλοδεξτρινών και αιθέρων στέμματος και Παρασκευή νέου τύπου λιποσωμάτων », Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών McMurry, J., (2006).Βιομόρια: Λιπίδια, Οργανική Χημεία, 5 η Έκδοση, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, σελ.1350-1354, Häger, M., Currie F., et al., (2003), Applications in Materials and Organic Electronics. Supramolecular Soft Matter.Top. Curr. Chem., 227, 53. Στέλα Ντουραϊ,2006, Διπλωματική εργασία, Τμήμα Φαρμακευτικής, Πανεπιστήμιο Πατρών