الهيكلة النانوية بالموجات فوق الصوتية للمضادات الحيوية

يمكن أن يزيد إنتاج المضادات الحيوية بمساعدة الموجات فوق الصوتية من فعاليتها ، حتى ضد البكتيريا المقاومة للأدوية: العدد المتزايد من سلالات البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية لا يزال مشكلة لم تحل مما يجعل الالتهابات البكتيرية ، التي تم علاجها بنجاح بالمضادات الحيوية خلال العقود الماضية ، تهديدا صحيا عالميا مرة أخرى. هيكلة نانو بالموجات فوق الصوتية للمضادات الحيوية هي تقنية واعدة لزيادة فعالية المضادات الحيوية مثل التتراسيكلين ضد البكتيريا المقاومة للأدوية.

المضادات الحيوية والبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية

تحدث مقاومة المضادات الحيوية عندما تطور الجراثيم مثل البكتيريا والفطريات القدرة على هزيمة الأدوية المصممة لقتلها. هذا يعني أن الجراثيم لا تقتل وتستمر في النمو. العدوى التي تسببها الجراثيم المقاومة للمضادات الحيوية يصعب علاجها ، وأحيانا يستحيل علاجها.
تعزى مقاومة البكتيريا للمضادات الحيوية إلى الإفراط في استخدام أدوية المضادات الحيوية وإساءة استخدامها. يشير الإفراط في الاستخدام وسوء الاستخدام بشكل أساسي إلى الوصفات الطبية غير المناسبة والاستخدام الزراعي المكثف
بالنسبة للمضادات الحيوية الشائعة مثل البنسلين والتتراسيكلين والميثيسيلين والإريثروميسين والجنتاميسين والفانكومايسين والإيميبيمن والسيفتازيديم والليفوفلوكساسين ولينيزوليد والدابتومايسين والسيفتراولين ، تحورت بعض سلالات البكتيريا وطورت مقاومة للمضادات الحيوية.
يكمن السبب الرئيسي لتطوير البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية في الإفراط في استخدام أدوية المضادات الحيوية وإساءة استخدامها. في كل مرة يتم فيها إعطاء المريض المضادات الحيوية ، يتم قتل البكتيريا الحساسة. ومع ذلك ، إذا كانت هناك بكتيريا مقاومة ، والتي لا يتم القضاء عليها عن طريق العلاج بالعقاقير ، فإنها تنمو وتتكاثر. وبالتالي ، فإن الاستخدام المتكرر وغير المناسب للمضادات الحيوية يسبب زيادة البكتيريا المقاومة للأدوية.
تشكل البكتيريا المقاومة للأدوية المتعددة (MDR) تهديدا صحيا خطيرا لأنها لا تستجيب للعلاج بالمضادات الحيوية الشائعة ، والتي من المفترض أن تقتل الجراثيم.
ومن بين مسببات الأمراض إيجابية الجرام، جائحة عالمية من المكورات العنقودية الذهبية المقاومة (مثل المكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين؛ والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين؛ والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين؛ والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين؛ والمكورات العنقودية الذهبية المقاومة للميثيسيلين. MRSA) وأنواع المكورات المعوية تشكل حاليا أكبر تهديد. مسببات الأمراض سالبة الجرام مثل Enterobacteriaceae (على سبيل المثال ، Klebsiella pneumoniae) ، Pseudomonas aeruginosa ، و Acinetobacterare تصبح مقاومة لجميع خيارات الأدوية المتاحة للمضادات الحيوية تقريبا.

المضادات الحيوية نانو الحجم بالموجات فوق الصوتية

من المعروف أن المستحضرات الصيدلانية بحجم النانو تتفوق على جزيئات الأدوية بحجم ميكرون غالبا بسبب زيادة معدلات الامتصاص ، والتوافر البيولوجي العالي ، والفعالية الفائقة. تستخدم المضادات الحيوية على نطاق واسع لعلاج الالتهابات البكتيرية. ومع ذلك ، فإن التطور السريع لمزيد والمزيد من سلالات البكتيريا المقاومة للأدوية يجعل تطوير أدوية جديدة أو تعديل أدوية المضادات الحيوية الحالية ضروريا. يعد تقليل حجم جسيمات المضادات الحيوية مثل التتراسيكلين عن طريق الصوتنة إحدى الاستراتيجيات السهلة والسريعة والواعدة لتحسين فعالية المضادات الحيوية ضد سلالات البكتيريا غير المقاومة والمقاومة.
اقرأ المزيد عن المعلقات النانوية بالموجات فوق الصوتية لواجهات برمجة التطبيقات الصيدلانية!

التتراسيكلين النانوي بالموجات فوق الصوتية

Kassirov et al. (2018) عالج التتراسيكلين بالموجات فوق الصوتية لتحسين فعالية الدواء ضد مسببات الأمراض. في دراستهم ، استخدموا الإشريكية القولونية Nova Blue TcR ، وهي سلالة مقاومة للمضادات الحيوية ، و E. coli 292-116 (بدون مقاومة للأدوية). تم تعديل التتراسيكلين ، وهو مضاد حيوي واسع الطيف شائع ، باستخدام الموجات فوق الصوتية الصناعية UIP1000hdT (هيلشر ، ألمانيا ؛ انظر الصورة على اليسار). وجد فريق البحث أن العلاج الكيميائي بالموجات فوق الصوتية باستخدام UIP1000hdT يزيد من فعالية الخصائص المضادة للبكتيريا بنسبة تصل إلى 25٪ ضد السلالة المقاومة وما يصل إلى 100٪ ضد السلالة الحساسة. حتى التخزين طويل الأجل للتتراسيكلين ذو البنية النانوية عند +4 درجة مئوية لا يقلل من الخصائص المضادة للميكروبات.
تم تحديد معلمات المعالجة بالموجات فوق الصوتية مثل السعة ومدخلات الطاقة ووقت الصوتنة كعوامل حاسمة تؤثر على التغيير في خصائص مضادات الميكروبات ضد كل من الخلايا الحساسة والمقاومة.
ينتج عن العلاج بالموجات فوق الصوتية توزيع حجم جسيمات أكثر اتساقا لجزيئات الدواء بحجم النانو ، مما قد يؤدي إلى زيادة التوافر البيولوجي وإمكانية الوصول البيولوجي وبالتالي فعالية جزيئات التتراسيكلين.
تظهر البيانات التي تم الحصول عليها أن التعديل الكيميائي للمضادات الحيوية يمكن أن يكون نهجا جديدا واعدا ورخيصا لتطوير عقاقير جديدة فعالة للعلاج بالمضادات الحيوية ضد سلالات مقاومة الأدوية.

سونيكشن التتراسيكلين مع UIP1000hdT.
أ - أطياف FTIR من التتراسيكلين "الحر" ؛ ب - أطياف FTIR من SN التتراسيكلين بعد 5 دقائق صوتنة ؛ ج - الرسم البياني لتوزيع حجم التتراسيكلين "الحر" ؛ D – حجم توزيع الرسم البياني من التتراسيكلين SN بعد 5 دقائق صوتنة.
دراسة وشخصية بواسطة Kassirov et al. 2018.

مزايا الأدوية ذات البنية النانوية بالموجات فوق الصوتية

يوفر Ultrasonication إمكانيات هائلة لتوليف مجموعة واسعة من المواد ذات البنية النانوية ويستخدم في العديد من الصناعات. يعد الإنتاج بالموجات فوق الصوتية للأدوية ذات الحجم النانوي مثل المضادات الحيوية والأدوية المضادة للفيروسات والأدوية الأخرى واعدا للغاية لأن هذه الأدوية ذات الحجم النانوي تظهر في كثير من الأحيان معدل امتصاص أعلى بكثير وتوافر بيولوجي وفعالية. لذلك فإن العديد من تركيبات الأدوية المحسنة تتضمن الموجات فوق الصوتية من أجل بنية جزيئات الدواء النانوية ، وتغليف الأدوية في مستحلبات نانوية ، وجسيمات نانوية ، ونيوسومات ، وجسيمات نانوية دهنية صلبة (SLNs) ، وحمل الدهون ذات البنية النانوية (NLCs) ، وغيرها من مجمعات التضمين بحجم النانو.

كما تستخدم المعالجة بالموجات فوق الصوتية للمواد النانوية ذات الخصائص المضادة للبكتيريا لتوليف المواد ذات البنية النانوية (مثل الفضة النانوية ، نانو ZnO) وتطبيقها على المنسوجات من أجل تصنيع المنسوجات الطبية المضادة للبكتيريا والأقمشة الوظيفية الأخرى. على سبيل المثال ، يتم استخدام عملية الموجات فوق الصوتية أحادية الخطوة لتصنيع طلاءات متينة من الأقمشة القطنية مع جزيئات ZnO النانوية المضادة للبكتيريا.

كيف يعمل التوليف بالموجات فوق الصوتية للمواد ذات البنية النانوية؟

تستخدم الموجات فوق الصوتية والكيمياء الصوتية ، وهي تطبيق الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة على الأنظمة الكيميائية ، على نطاق واسع لإنتاج مواد نانوية عالية الجودة (على سبيل المثال ، الجسيمات النانوية ، مستحلبات النانو). تمكن Sonication و sonochemistry أو تسهل إنتاج مواد عالية الأداء بحجم النانو. ميزة التوليف بالموجات فوق الصوتية لجزيئات النانو هي البساطة والفعالية. في حين أن طرق الإنتاج البديلة للمواد ذات البنية النانوية تتطلب درجات حرارة و / أو ضغوط و / أو أوقات رد فعل طويلة ، فإن التوليف بالموجات فوق الصوتية غالبا ما يسمح بإنتاج سهل وسريع وفعال للمواد النانوية. كل من التأثيرات السونوكيميائية و sonomechanical الناتجة عن الموجات فوق الصوتية عالية الكثافة هي المسؤولة عن توليف أو وظيفية / تعديل الجسيمات بحجم النانو. يؤدي اقتران الموجات فوق الصوتية عالية الطاقة بالسوائل إلى التجويف الصوتي: تكوين الفقاعات ونموها وانهيارها ، ويمكن تصنيفها على أنها كيمياء سونوكيميائية أولية (كيمياء الطور الغازي تحدث داخل الفقاعات المنهارة) ، وكيمياء سونوكيمياء ثانوية (كيمياء طور المحلول تحدث خارج الفقاعات) ، والتعديلات الميكانيكية / الفيزيائية (الناتجة عن النفاثات السائلة عالية السرعة ، والموجات الصدمية ، و / أو الاصطدامات بين الجسيمات في الملاط). (راجع هينمان وسوسليك ، 2017) يؤدي تأثير التجويف على الجسيمات إلى تقليل الحجم ، وهيكلة النانو (تشتت النانو ، واستحلاب النانو) ، وكذلك في تشغيل الجسيمات وتعديلها.
اقرأ المزيد عن الطحن بالموجات فوق الصوتية وتشتيت الجزيئات!

تحقيقات بالموجات فوق الصوتية لتوليف المستحضرات الصيدلانية ذات البنية النانوية

Hielscher بالموجات فوق الصوتية من ذوي الخبرة منذ فترة طويلة في تصميم وتصنيع وتوزيع وخدمة المجانسات بالموجات فوق الصوتية عالية الأداء لصناعة الأدوية والمواد الغذائية.
إعداد جزيئات المخدرات عالية الجودة نانو الحجم، الجسيمات الشحمية، الجسيمات النانوية الدهنية الصلبة، الجسيمات النانوية البوليمرية، مجمعات سيكلوديكسترين، واللقاحات هي العمليات، التي تستخدم على نطاق واسع أنظمة الموجات فوق الصوتية Hielscher وتقدر قيمتها لموثوقيتها العالية ومخرجات عالية الجودة. الموجات فوق الصوتية Hielscher تسمح للسيطرة الدقيقة على جميع المعلمات العملية، مثل السعة ودرجة الحرارة والضغط والطاقة صوتنة. يقوم البرنامج الذكي تلقائيا ببروتوكولات جميع معلمات الصوتنة (الوقت والتاريخ والسعة والطاقة الصافية والطاقة الكلية ودرجة الحرارة والضغط) على بطاقة SD المدمجة. هذا يسهل العملية ومراقبة الجودة بشكل كبير ويساعد على الوفاء بممارسات التصنيع الجيدة (GMP).

خلاطات بالموجات فوق الصوتية لكل سعة المنتج

تغطي مجموعة منتجات Hielscher Ultrasonics مجموعة كاملة من المعالجات بالموجات فوق الصوتية من الموجات فوق الصوتية مختبر المدمجة على مقاعد البدلاء وأنظمة تجريبية إلى معالجات الموجات فوق الصوتية الصناعية بالكامل مع القدرة على معالجة حمولات الشاحنات في الساعة. تتيح لنا مجموعة المنتجات الكاملة أن نقدم لك أنسب خلاط قص بالموجات فوق الصوتية لقدرة العملية وأهدافك. يتيح لك ذلك تطوير واختبار تطبيقك بحجم مختبر صغير وتوسيع نطاقه خطيا إلى الطاقة الإنتاجية. يعد التوسع من خلاط بالموجات فوق الصوتية أصغر إلى قدرات معالجة أعلى أمرا بسيطا للغاية نظرا لأن عملية الخلط بالموجات فوق الصوتية يمكن أن تكون خطية تماما من معلمات العملية المحددة. يمكن إجراء الترقية إما عن طريق تثبيت وحدة خلاط بالموجات فوق الصوتية أكثر قوة أو تجميع العديد من الموجات فوق الصوتية بالتوازي.
كما تستخدم المحرضين بالموجات فوق الصوتية للتجانس المعقم للمعلقات السائلة والسائلة الصلبة.

سعات عالية لجزيئات البنية النانوية بكفاءة عالية

Hielscher Ultrasonics’ يمكن للمعالجات بالموجات فوق الصوتية الصناعية تقديم سعات عالية جدا. يمكن تشغيل السعات التي تصل إلى 200 ميكرومتر بسهولة بشكل مستمر في عملية 24/7. للحصول على سعات أعلى ، تتوفر سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية المخصصة. سونوتروديس بالموجات فوق الصوتية (قرون ، مجسات) والمفاعلات هي autoclavable. متانة معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher يسمح لعملية 24/7 في الخدمة الشاقة وفي البيئات الصعبة.

اختبار سهل وخالي من المخاطر

يمكن أن تكون عمليات الموجات فوق الصوتية خطية بالكامل. هذا يعني أن كل نتيجة حققتها باستخدام مختبر أو جهاز الموجات فوق الصوتية على مقاعد البدلاء ، يمكن تحجيمها إلى نفس الإخراج بالضبط باستخدام نفس معلمات العملية بالضبط. هذا يجعل الموجات فوق الصوتية مثالية لتطوير المنتجات والتنفيذ اللاحق في التصنيع التجاري.

أعلى جودة – صمم وصنع في ألمانيا

كشركة عائلية وتديرها عائلة ، تعطي Hielscher الأولوية لأعلى معايير الجودة لمعالجاتها بالموجات فوق الصوتية. تم تصميم جميع الموجات فوق الصوتية وتصنيعها واختبارها بدقة في مقرنا الرئيسي في Teltow بالقرب من برلين ، ألمانيا. متانة وموثوقية معدات الموجات فوق الصوتية Hielscher جعلها حصان العمل في الإنتاج الخاص بك. عملية 24/7 تحت الحمل الكامل وفي البيئات الصعبة هي سمة طبيعية للموجات فوق الصوتية عالية الأداء Hielscher.

يمكنك شراء معالجات Hielscher بالموجات فوق الصوتية في أي حجم مختلف وتكوينها بالضبط لمتطلبات العملية الخاصة بك. من معالجة السوائل في دورق مختبر صغير إلى التدفق المستمر من خلال خلط الملاط والمعاجين على المستوى الصناعي، Hielscher الفوق صوتيات يقدم الخالط عالية الأداء مناسبة بالنسبة لك! يرجى الاتصال بنا – يسعدنا أن نوصيك بالإعداد المثالي بالموجات فوق الصوتية!

يمنحك الجدول أدناه مؤشرا على قدرة المعالجة التقريبية لأجهزة الموجات فوق الصوتية لدينا: