Υπερήχων νανοδόμηση των αντιβιοτικών

Υπερήχων υποβοηθούμενη παραγωγή αντιβιοτικών μπορεί να αυξήσει την αποτελεσματικότητά τους, ακόμη και έναντι ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων: Ο αυξανόμενος αριθμός στελεχών βακτηρίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά είναι ένα ακόμα άλυτο πρόβλημα που καθιστά τις βακτηριακές λοιμώξεις, οι οποίες έχουν αντιμετωπιστεί επιτυχώς με αντιβιοτικά τις τελευταίες δεκαετίες, μια παγκόσμια απειλή για την υγεία και πάλι. Υπερήχων νανο-δομή των αντιβιοτικών είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνική για την αύξηση της αποτελεσματικότητας των αντιβιοτικών όπως η τετρακυκλίνη κατά των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων.

Αντιβιοτικά και ανθεκτικά στα αντιβιοτικά βακτήρια

Η ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά συμβαίνει όταν μικρόβια όπως τα βακτήρια και οι μύκητες αναπτύσσουν την ικανότητα να νικήσουν τα φάρμακα που έχουν σχεδιαστεί για να τα σκοτώσουν. Αυτό σημαίνει ότι τα μικρόβια δεν σκοτώνονται και συνεχίζουν να αναπτύσσονται. Οι λοιμώξεις που προκαλούνται από ανθεκτικά στα αντιβιοτικά μικρόβια είναι δύσκολο, και μερικές φορές αδύνατο, να αντιμετωπιστούν.
Η αντοχή των βακτηρίων στα αντιβιοτικά αποδίδεται στην υπερβολική χρήση καθώς και στην κακή χρήση αντιβιοτικών φαρμάκων. Η κατάχρηση και η κατάχρηση αναφέρονται κυρίως σε ακατάλληλες συνταγές και εκτεταμένη γεωργική χρήση
Για κοινά αντιβιοτικά όπως πενικιλίνη, τετρακυκλίνη, μεθικιλλίνη, ερυθρομυκίνη, γενταμυκίνη, βανκομυκίνη, ιιπεμένη, κεφταζιντίμη, λεβοφλοξασίνη, λινεζολίδη, δαπτομυκίνη και κεφτραρολίνη, ορισμένα στελέχη βακτηρίων έχουν μεταλλαχθεί και έχουν αναπτύξει αντοχή στα αντιβιοτικά.
Η κύρια αιτία της ανάπτυξης ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων έγκειται στην υπερβολική και κακή χρήση αντιβιοτικών φαρμάκων. Κάθε φορά που χορηγείται αντιβιοτικό σε έναν ασθενή, τα ευαίσθητα βακτήρια σκοτώνονται. Ωστόσο, εάν υπάρχουν ανθεκτικά βακτήρια, τα οποία δεν εξαλείφονται από τη φαρμακευτική αγωγή, αναπτύσσονται και πολλαπλασιάζονται. Ως εκ τούτου, η επαναλαμβανόμενη και ακατάλληλη χρήση αντιβιοτικών προκαλεί την αύξηση των ανθεκτικών στα φάρμακα βακτηρίων.
Τα πολυανθεκτικά βακτήρια (MDR) αποτελούν σοβαρή απειλή για την υγεία, δεδομένου ότι δεν ανταποκρίνονται στην κοινή αντιβιοτική θεραπεία, η οποία υποτίθεται ότι σκοτώνει τα μικρόβια.
Μεταξύ των θετικών κατά Gram παθογόνων, μια παγκόσμια πανδημία ανθεκτικού S. aureus (π.χ. ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus; MRSA) και τα είδη εντερόκοκκου αποτελούν σήμερα τη μεγαλύτερη απειλή. Gram-αρνητικά παθογόνα όπως Enterobacteriaceae (π.χ., Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa, και Acinetobacterare γίνονται ανθεκτικά σε όλες σχεδόν τις διαθέσιμες επιλογές αντιβιοτικών φαρμάκων.

Υπερήχων νανο-μεγέθους αντιβιοτικά

Τα φαρμακευτικά προϊόντα νανομεγέθους είναι γνωστό ότι υπερέχουν των μορίων φαρμάκων μεγέθους micron συχνά λόγω αυξημένων ρυθμών απορρόφησης, υψηλότερης βιοδιαθεσιμότητας και ανώτερης αποτελεσματικότητας. Τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται ευρέως για τη θεραπεία βακτηριακών λοιμώξεων. Ωστόσο, η ταχεία ανάπτυξη όλο και περισσότερων στελεχών βακτηρίων ανθεκτικών στα φάρμακα καθιστά απαραίτητη την ανάπτυξη νέων ή την τροποποίηση υφιστάμενων αντιβιοτικών φαρμάκων. Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων των αντιβιοτικών όπως η τετρακυκλίνη μέσω υπερήχων είναι μια εύκολη, ταχεία και πολλά υποσχόμενη στρατηγική για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των αντιβιοτικών έναντι μη ανθεκτικών και ανθεκτικών στελεχών βακτηρίων.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με υπερήχων νανοεναιωρήματα των φαρμακευτικών API!

Υπερήχων νανοδομημένη τετρακυκλίνη

Kassirov et al. (2018) αντιμετώπισε υπερήχων τετρακυκλίνη για να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα του φαρμάκου έναντι παθογόνων παραγόντων. Στη μελέτη τους, χρησιμοποίησαν Escherichia coli Nova Blue TcR, ένα στέλεχος με αντοχή στα αντιβιοτικά, και E. coli 292-116 (χωρίς αντοχή στα φάρμακα). Τετρακυκλίνη, ένα κοινό αντιβιοτικό ευρέος φάσματος, τροποποιήθηκε χρησιμοποιώντας βιομηχανική υπερήχων UIP1000hdT (Hielscher, Γερμανία, βλ. εικόνα αριστερά). Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι η sonochemical επεξεργασία με το UIP1000hdT αυξάνει την αποτελεσματικότητα των αντιβακτηριακών ιδιοτήτων έως και 25% έναντι του ανθεκτικού στελέχους και έως και 100% έναντι του ευαίσθητου στελέχους. Ακόμη και η μακροχρόνια αποθήκευση της νανοδομημένης τετρακυκλίνης στους +4ºC δεν μειώνει τις αντιμικροβιακές ιδιότητες.
Οι παράμετροι επεξεργασίας υπερήχων όπως το πλάτος, η εισροή ενέργειας και ο χρόνος υπερήχων προσδιορίστηκαν ως κρίσιμοι παράγοντες που επηρεάζουν την αλλαγή των αντιμικροβιακών ιδιοτήτων έναντι τόσο ευαίσθητων όσο και ανθεκτικών κυττάρων.
Η θεραπεία με υπερήχους οδηγεί σε μια πιο ομοιόμορφη κατανομή μεγέθους σωματιδίων νανο-μεγέθους σωματιδίων φαρμάκου, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε υψηλότερη βιοδιαθεσιμότητα, βιοπροσβασιμότητα και ως εκ τούτου αποτελεσματικότητα των μορίων τετρακυκλίνης.
Τα ληφθέντα δεδομένα δείχνουν ότι η sonochemical τροποποίηση των αντιβιοτικών μπορεί να είναι μια νέα πολλά υποσχόμενη και φθηνή προσέγγιση για την ανάπτυξη νέων φαρμάκων αποτελεσματικών για αντιβιοτική θεραπεία έναντι στελεχών αντοχής στα φάρμακα.

Υπερήχηση της τετρακυκλίνης με το UIP1000hdT.
A – φάσματα FTIR της "ελεύθερης" τετρακυκλίνης. Β – φάσματα FTIR της τετρακυκλίνης SN μετά από 5 λεπτά κατεργασία με υπερήχους; C – Ιστόγραμμα κατανομής μεγέθους της "ελεύθερης" τετρακυκλίνης. D – Ιστόγραμμα κατανομής μεγέθους της τετρακυκλίνης SN μετά από 5 λεπτά κατεργασία με υπερήχους.
Μελέτη και σχήμα από τους Kassirov et al. 2018.

Πλεονεκτήματα των υπερήχων νανοδομημένα φάρμακα

Υπερήχους προσφέρει τεράστιες δυνατότητες για τη σύνθεση ενός ευρέος φάσματος νανοδομημένων υλικών και χρησιμοποιείται σε πολλές βιομηχανίες. Υπερήχων παραγωγή νανο-μεγέθους φαρμακευτικών προϊόντων, όπως αντιβιοτικά, αντι-ιικά και άλλα φάρμακα είναι ιδιαίτερα ελπιδοφόρα, δεδομένου ότι αυτά τα νανο-μεγέθους φάρμακα δείχνουν συχνά ένα σημαντικά υψηλότερο ποσοστό απορρόφησης, βιοδιαθεσιμότητα και αποτελεσματικότητα. Ως εκ τούτου, πολλά ενισχυμένα σκευάσματα φαρμάκων περιλαμβάνουν υπερήχους προκειμένου να νανοδομήσουν μόρια φαρμάκων, ενθυλακώνουν φάρμακα σε νανογαλακτώματα, νανο-λιποσώματα, νιοσώματα, νανοσωματίδια στερεών λιπιδίων (SLNs), νανοδομημένα λιπίδια μεταφέρει (NLCs), και άλλα νανο-μεγέθους σύμπλοκα ένταξης.

Η υπερηχητική επεξεργασία νανοϋλικών με αντιβακτηριακές ιδιότητες χρησιμοποιείται επίσης για τη σύνθεση νανοδομημένων υλικών (π.χ. νανο-άργυρος, νανο ZnO) και για την εφαρμογή τους σε κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα προκειμένου να κατασκευαστούν αντιβακτηριακά ιατρικά υφάσματα και άλλα λειτουργικά υφάσματα. Για παράδειγμα, μια διαδικασία υπερήχων ενός βήματος χρησιμοποιείται για την κατασκευή ανθεκτικών επικαλύψεων βαμβακερών υφασμάτων με αντιβακτηριακά νανοσωματίδια ZnO.

Πώς υπερήχων σύνθεση νανο-δομημένων υλικών εργασίας?

Υπερήχους και sonochemistry, η οποία είναι η εφαρμογή υπερήχων υψηλής ισχύος σε χημικά συστήματα, χρησιμοποιούνται ευρέως για την παραγωγή υψηλής ποιότητας νανο-μεγέθους υλικά (π.χ., νανοσωματίδια, νανογαλακτώματα). Κατεργασία με υπερήχους και sonochemistry επιτρέπουν ή διευκολύνουν την παραγωγή υψηλής απόδοσης νανο-μεγέθους υλικών. Το πλεονέκτημα της υπερηχητικής σύνθεσης νανοσωματιδίων είναι η απλότητα και η αποτελεσματικότητα. Ενώ οι εναλλακτικές μέθοδοι παραγωγής νανοδομημένων υλικών απαιτούν υψηλές χύδην θερμοκρασίες, πιέσεις ή / και μεγάλους χρόνους αντίδρασης, η υπερηχητική σύνθεση συχνά επιτρέπει μια εύκολη, ταχεία και αποτελεσματική παραγωγή νανοϋλικών. Και οι δύο, sonochemical και sonomechanical επιδράσεις που παράγονται από υπερήχους υψηλής έντασης είναι υπεύθυνοι για τη σύνθεση ή τη λειτουργικότητα / τροποποίηση των νανο-μεγέθους σωματιδίων. Η σύζευξη υπερηχητικών κυμάτων υψηλής ισχύος σε υγρά έχει ως αποτέλεσμα την ακουστική σπηλαίωση: ο σχηματισμός, η ανάπτυξη και η εκρηκτική κατάρρευση των φυσαλίδων και μπορεί να κατηγοριοποιηθεί ως πρωτογενής sonochemistry (χημεία αέριας φάσης που συμβαίνει μέσα σε καταρρέουσες φυσαλίδες), δευτερογενής sonochemistry (χημεία φάσης διαλύματος που συμβαίνει έξω από τις φυσαλίδες) και sonomechanical / φυσικές τροποποιήσεις (που προκαλούνται από πίδακες υγρού υψηλής ταχύτητας, κρουστικά κύματα ή / και συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων σε πολτούς). (πρβλ. Hinman and Suslick, 2017) Η επίδραση της σπηλαίωσης στα σωματίδια έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του μεγέθους, τη νανο-δόμηση (νανο-διασπορά, νανογαλακτωματοποίηση), καθώς και τη λειτουργικότητα και την τροποποίηση των σωματιδίων.
Διαβάστε περισσότερα σχετικά με την άλεση υπερήχων και τη διασπορά σωματιδίων!

Υπερήχων ανιχνευτές για τη σύνθεση νανο-δομημένων φαρμακευτικών προϊόντων

Hielscher υπερήχων είναι μακροχρόνια εμπειρία στο σχεδιασμό, την κατασκευή, τη διανομή και την εξυπηρέτηση των υψηλής απόδοσης υπερήχων ομογενοποιητές για τη φαρμακευτική βιομηχανία και τη βιομηχανία τροφίμων.
Η παρασκευή υψηλής ποιότητας νανο-μεγέθους σωματιδίων φαρμάκων, λιποσωμάτων, στερεών νανοσωματιδίων λιπιδίων, πολυμερών νανοσωματιδίων, συμπλόκων κυκλοδεξτρίνης και εμβολίων είναι διαδικασίες, στις οποίες τα συστήματα υπερήχων Hielscher χρησιμοποιούνται ευρέως και αποτιμώνται για την υψηλή αξιοπιστία και την ανώτερη ποιότητα παραγωγής τους. Hielscher υπερήχων επιτρέπουν τον ακριβή έλεγχο όλων των παραμέτρων της διαδικασίας, όπως το πλάτος, θερμοκρασία, πίεση και ενέργεια υπερήχων. Το έξυπνο λογισμικό πρωτοκολλά αυτόματα όλες τις παραμέτρους υπερήχων (ώρα, ημερομηνία, πλάτος, καθαρή ενέργεια, συνολική ενέργεια, θερμοκρασία, πίεση) στην ενσωματωμένη κάρτα SD. Αυτό διευκολύνει σημαντικά τον έλεγχο της διαδικασίας και της ποιότητας και βοηθά στην εκπλήρωση των ορθών παρασκευαστικών πρακτικών (GMP).

Υπερήχων μίξερ για κάθε ικανότητα προϊόντος

Hielscher Υπέρηχοι γκάμα προϊόντων καλύπτει το πλήρες φάσμα των υπερήχων επεξεργαστές από συμπαγή εργαστήριο υπερήχων πάνω από πάγκο-top και πιλοτικά συστήματα σε πλήρως βιομηχανική υπερήχων επεξεργαστές με την ικανότητα να επεξεργάζονται φορτία φορτηγών ανά ώρα. Η πλήρης γκάμα προϊόντων μας επιτρέπει να σας προσφέρουμε το πιο κατάλληλο μίξερ διάτμησης υπερήχων για την ικανότητα και τους στόχους της διαδικασίας σας. Αυτό σας επιτρέπει να αναπτύξετε και να δοκιμάσετε την εφαρμογή σας σε μικρό μέγεθος εργαστηρίου και να την κλιμακώσετε στη συνέχεια γραμμικά στην παραγωγική ικανότητα. Η κλιμάκωση από ένα μικρότερο μίξερ υπερήχων σε υψηλότερες ικανότητες επεξεργασίας είναι πολύ απλή, δεδομένου ότι η διαδικασία ανάμειξης υπερήχων μπορεί να είναι εντελώς γραμμική κλιμάκωση από τις καθιερωμένες παραμέτρους της διαδικασίας σας. Up-κλιμάκωση μπορεί να γίνει είτε με την εγκατάσταση μιας πιο ισχυρής μονάδας υπερήχων μίξερ ή ομαδοποίηση πολλών υπερήχων παράλληλα.
Υπερήχων αναδευτήρες χρησιμοποιούνται επίσης για στείρα ομογενοποίηση των εναιωρημάτων υγρού-υγρού και στερεού-υγρού.

Υψηλά πλάτη σε σωματίδια νανοδομής με υψηλή απόδοση

Hielscher Ultrasonics’ Οι βιομηχανικοί επεξεργαστές υπερήχων μπορούν να προσφέρουν πολύ υψηλά πλάτη. Πλάτη έως 200μm μπορούν εύκολα να λειτουργούν συνεχώς σε 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία. Για ακόμη υψηλότερα πλάτη, διατίθενται προσαρμοσμένα υπερηχητικά sonotrodes. Υπερήχων sonotrodes (κέρατα, ανιχνευτές) και αντιδραστήρες είναι αυτόκλειστα. Η ευρωστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher επιτρέπει 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία σε βαρέα καθήκοντα και σε απαιτητικά περιβάλλοντα.

Εύκολες, ακίνδυνες δοκιμές

Οι διαδικασίες υπερήχων μπορούν να είναι εντελώς γραμμικές. Αυτό σημαίνει ότι κάθε αποτέλεσμα που έχετε επιτύχει χρησιμοποιώντας ένα εργαστήριο ή πάγκο-top υπερήχων, μπορεί να κλιμακωθεί σε ακριβώς την ίδια έξοδο χρησιμοποιώντας τις ίδιες ακριβώς παραμέτρους διαδικασίας. Αυτό καθιστά υπερήχους ιδανικό για την ανάπτυξη προϊόντων και την επακόλουθη εφαρμογή στην εμπορική κατασκευή.

Υψηλότερη ποιότητα – Σχεδιασμένο και κατασκευασμένο στη Γερμανία

Ως οικογενειακή επιχείρηση και οικογενειακή επιχείρηση, Hielscher δίνει προτεραιότητα στα υψηλότερα πρότυπα ποιότητας για τους υπερηχητικούς επεξεργαστές της. Όλοι οι υπερήχων σχεδιάζονται, κατασκευάζονται και ελέγχονται διεξοδικά στην έδρα μας στο Teltow κοντά στο Βερολίνο, Γερμανία. Η ευρωστία και η αξιοπιστία του υπερηχητικού εξοπλισμού Hielscher το καθιστούν άλογο εργασίας στην παραγωγή σας. 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα λειτουργία υπό πλήρες φορτίο και σε απαιτητικά περιβάλλοντα είναι ένα φυσικό χαρακτηριστικό των υπερήχων υψηλής απόδοσης της Hielscher.

Μπορείτε να αγοράσετε Hielscher υπερήχων επεξεργαστές σε οποιοδήποτε διαφορετικό μέγεθος και ακριβώς διαμορφωμένο στις απαιτήσεις της διαδικασίας σας. Από την επεξεργασία υγρών σε ένα μικρό ποτήρι ζέσεως εργαστηρίου έως τη συνεχή ροή μέσω της ανάμειξης πολτών και πάστας σε βιομηχανικό επίπεδο, Hielscher Υπέρηχοι προσφέρει ένα κατάλληλο ομογενοποιητή υψηλής απόδοσης για εσάς! Επικοινωνήστε μαζί μας – Είμαστε στην ευχάριστη θέση να σας προτείνουμε την ιδανική ρύθμιση υπερήχων!

Ο παρακάτω πίνακας σας δίνει μια ένδειξη της κατά προσέγγιση ικανότητας επεξεργασίας των υπερήχων μας: