Липосомы были открыты в 1960 году и по сей день широко изучаются учеными. Они состоят из одного или нескольких концентрических липидных бислоев, образующихсяв смесях фосфолипидов с водой. Липосомы ценятся за их биологические и технологические преимущества, и считаются наиболее успешной системой лекарственного носителя, известной на сегодняшний день.
Липосомы, по-видимому, являются почти идеальной системой лекарственного носителя, поскольку их морфология аналогична морфологии клеточных мембран из-за их способности включать различные вещества. Поэтому за последние 50 лет липосомы были широко исследованы и продолжают оставаться предметом интенсивных исследований. Они ценятся за свои биологические и технологические преимущества как оптимальные системы доставки биологически активных веществ, и считаются наиболее успешной системой лекарственного носителя, известной на сегодняшний день.
Физико-химические свойства липосом
Структура липосом, как несущей системы для лекарственных средств, строго зависит от физико-химических свойств их мембран, от природы их компонентов, от их размера, поверхностного заряда и липидной организации в целом.
Липосомы в основном состоят из фосфолипидов, амфифильных молекул, которые имеют гидрофильную головку и две аполярные гидрофобные цепи. Когда фосфолипиды диспергированы в водных растворах, из-за их амфипатической природы они имеют сильную тенденцию к образованию мембран. С одной стороны, их полярные головки предпочитают взаимодействовать с водной средой; с другой стороны, их длинные аполярные алифатические цепи способствуют взаимодействию друг с другом. В водном растворе эти двойные свойства способствуют образованию двух липидных слоев. Гидрофобные цепи каждого слоя смотрят на один другой и образовывают липофильный внутренний «отсек», который действует как барьер проницаемости. Наконец, водородные связи и полярные взаимодействия между молекулами воды водной среды и полярными головками липидов стабилизируют эту стуктуру, которая зависит от их природы, концентрации, температуры и геометрической формы.
Липосомы могут быть классифицированы на основе метода приготовления (обратнофазные испарительные везикулы или метод экструдирования везикул), размера (мелкие, промежуточные или крупные) и пластинчатости (уни -, олиго-и многослойные везикулы).
Постоянный интерес исследователей к характеристикам липосом, таким как стабильность, фармакокинетические свойства и терапевтическая эффективность, привел к появлению липосом второго поколения за счет модуляции липидного состава, размера и заряда везикулы. Добавление холестерина в липидный бислой липосом снижает их проницаемость и повышает их стабильность, поскольку наличие холестерина индуцирует плотную упаковку фосфолипидов и ингибирует их перенос в липопротеиды высокой плотности (ЛПВП) и липопротеиды низкой плотности (ЛПНП). На самом деле, холестерин является гидрофобной молекулой и преимущественно взаимодействует с ядром мембраны, тем самым стабилизируя его. Кроме того, холестерин может быть использован для прикрепления других молекул, таких как полиэтиленгликоль (ПЭГ) или дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), к липосомам для их применения в качестве “невидимых” носителей лекарств.
Влияние размера на судьбу липосомы
Патологические ткани, такие как воспалительные или твердые опухолевые ткани, характеризуются повышенной проницаемостью сосудов, с помощью которых наноносители (или липосомы) соответствующего размера могут проходить через стенки опухолевого сосуда и попадать в поражение. В частности, твердые опухоли, подвергающиеся ангиогенезу, развивают прерывистый эндотелий с большими фенестрациями, позволяющими молекулам до приблизительно 500 Нм, входить в интерстициальное пространство. Липосомы могут удовлетворять условиям размера необходимым для того чтобы пройти через сосуды опухоли и сконцентрироваться в месте поражения. Что еще более важно, как только липосомы вошли в опухолевую ткань, они защищаются от неисправной лимфатической системы, поэтому после высвобождения препарат, инкапсулированный в липосомальные носители, может оказывать свое терапевтическое действие.
Таким образом, общий размер препаратов на основе липосом является важным физическим аспектом, который определяет клинические успехи липосом. Экспериментируя с вариациями размеров липосом, исследователи обнаружили, что липосомы размером менее 100 нм в диаметре меньше взаимодействовали с белками плазмы, избегали захвата иммунными клеткаи, имели более длительный период полураспада в крови и пассивно накапливались в опухолевом очаге. И наоборот, было обнаружено, что более крупные липосомы быстрее выводятся из кровообращения и не избегают повторного поглощения.