Az antibiotikumok ultrahangos nanostrukturálása

Az antibiotikumok ultrahanggal segített előállítása növelheti hatékonyságukat, még a gyógyszerrezisztens baktériumok ellen is: Az antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek növekvő száma még mindig megoldatlan probléma, így a bakteriális fertőzések, amelyeket az elmúlt évtizedekben sikeresen kezeltek antibiotikumokkal, ismét világméretű egészségügyi veszélyt jelentenek. Az antibiotikumok ultrahangos nano-strukturálása ígéretes technika az antibiotikumok, például a tetraciklin hatékonyságának növelésére a gyógyszerrezisztens baktériumok ellen.

Antibiotikumok és antibiotikum-rezisztens baktériumok

Az antibiotikum-rezisztencia akkor fordul elő, amikor a baktériumok, például a baktériumok és gombák képesek legyőzni az őket megölő gyógyszereket. Ez azt jelenti, hogy a baktériumok nem pusztulnak el, és tovább növekednek. Az antibiotikum-rezisztens baktériumok által okozott fertőzéseket nehéz és néha lehetetlen kezelni.
A baktériumok antibiotikum-rezisztenciáját az antibiotikumok túlzott használatának és helytelen használatának tulajdonítják. A túlzott használat és a helytelen használat elsősorban a nem megfelelő receptekre és a kiterjedt mezőgazdasági felhasználásra utal
A gyakori antibiotikumok, például penicilin, tetraciklin, meticillin, eritromicin, gentamicin, vankomicin, imipemen, ceftazidim, levofloxacin, linezolid, daptomicin és ceftrarolin esetében bizonyos baktériumtörzsek mutálódtak és antibiotikum-rezisztenciát fejlesztettek ki.
Az antibiotikum-rezisztens baktériumok kialakulásának fő oka az antibiotikumok túlzott használata és visszaélése. Minden alkalommal, amikor egy betegnek antibiotikumot adnak be, érzékeny baktériumok elpusztulnak. Ha azonban vannak rezisztens baktériumok, amelyeket a gyógyszeres kezelés nem szüntet meg, akkor nőnek és szaporodnak. Ezáltal az antibiotikumok ismételt és nem megfelelő használata a gyógyszerrezisztens baktériumok növekedését okozza.
A multirezisztens (MDR) baktériumok komoly egészségügyi veszélyt jelentenek, mivel nem reagálnak a szokásos antibiotikum-kezelésre, amely állítólag megöli a baktériumokat.
A gram-pozitív kórokozók közül a rezisztens S. aureus (pl. meticillin-rezisztens Staphylococcus aureus; MRSA) és jelenleg az Enterococcus fajok jelentik a legnagyobb veszélyt. A Gram-negatív kórokozók, mint például az Enterobacteriaceae (pl. Klebsiella pneumoniae), a Pseudomonas aeruginosa és az Acinetobacter rezisztenssé válnak szinte az összes rendelkezésre álló antibiotikum-lehetőséggel szemben.

Ultrahanggal nanoméretű antibiotikumok

A nanoméretű gyógyszerekről ismert, hogy gyakran kiemelkednek a mikron méretű gyógyszermolekulák közül a megnövekedett felszívódási sebesség, a magasabb biológiai hozzáférhetőség és a kiváló hatékonyság miatt. Az antibiotikumokat széles körben alkalmazzák bakteriális fertőzések kezelésére. Az egyre több gyógyszerrezisztens baktériumtörzs gyors fejlődése azonban szükségessé teszi új antibiotikumok kifejlesztését vagy a meglévő antibiotikumok módosítását. Az antibiotikumok, például a tetraciklin részecskeméretének csökkentése szonikálással egy egyszerű, gyors és ígéretes stratégia az antibiotikumok hatékonyságának javítására a nem rezisztens és rezisztens baktériumtörzsek ellen.
További információ ultrahangos nanoszuszpenziók gyógyszerészeti API-k!

Ultrahanggal nanostrukturált tetraciklin

Kassirov et al. (2018) ultrahanggal kezelte a tetraciklint a gyógyszer kórokozókkal szembeni hatékonyságának javítása érdekében. Vizsgálatukban Escherichia coli Nova Blue TcR-t, egy antibiotikum-rezisztens törzset és E. coli 292–116-ot (gyógyszerrezisztencia nélkül) használtak. A tetraciklint, egy közös széles spektrumú antibiotikumot, ipari ultrahangosítóval módosították UIP1000hdt (Hielscher, Németország; lásd a bal oldali képet). A kutatócsoport megállapította, hogy az UIP1000hdT szonokémiai kezelése növeli az antibakteriális tulajdonságok hatékonyságát akár 25% -kal a rezisztens törzs ellen és akár 100% -kal az érzékeny törzs ellen. Még a nanostrukturált tetraciklin hosszú távú tárolása +4 ° C-on sem csökkenti az antimikrobiális tulajdonságokat.
Az ultrahangos feldolgozási paramétereket, például az amplitúdót, az energiabevitelt és az ultrahangos időt kritikus tényezőkként határozták meg, amelyek befolyásolják az antimikrobiális tulajdonságok változását mind az érzékeny, mind a rezisztens sejtek ellen.
Az ultrahangos kezelés a nanoméretű gyógyszerrészecskék egységesebb részecskeméret-eloszlását eredményezi, ami a tetraciklin molekulák nagyobb biológiai hozzáférhetőségéhez, biológiai hozzáférhetőségéhez és ezáltal hatékonyságához vezethet.
A kapott adatok azt mutatják, hogy az antibiotikumok szonokémiai módosítása új, ígéretes és olcsó megközelítés lehet az antibiotikum-terápiában hatékony új gyógyszerek kifejlesztéséhez a gyógyszerrezisztencia törzsek ellen.

A tetraciklin szonikálása az UIP1000hdT-vel.
A – A "szabad" tetraciklin FTIR spektrumai; B - az SN tetraciklin FTIR spektrumai 5 perc szonikálás után; C – A "szabad" tetraciklin méreteloszlási hisztogramja; D – Az SN tetraciklin méreteloszlási hisztogramja 5 perces szonikálás után.
Kassirov et al. tanulmánya és ábrája, 2018.

Az ultrahangos nanostrukturált gyógyszerek előnyei

Az ultrahangos kezelés hatalmas lehetőségeket kínál a nanostrukturált anyagok széles spektrumának szintézisére, és számos iparágban használják. A nanoméretű gyógyszerek, például antibiotikumok, vírusellenes szerek és egyéb gyógyszerek ultrahangos előállítása nagyon ígéretes, mivel ezek a nanoméretű gyógyszerek gyakran jelentősen nagyobb felszívódási sebességet, biológiai hozzáférhetőséget és hatékonyságot mutatnak. Ezért számos továbbfejlesztett gyógyszerkészítmény magában foglalja az ultrahangos kezelést annak érdekében, hogy nanostrukturálja a gyógyszermolekulákat, kapszulázza a gyógyszereket nano-emulziókba, nano-liposzómákba, nioszómákba, szilárd lipid nanorészecskékbe (SLN), nano-strukturált lipid hordozókba (NLC) és más nanoméretű zárványkomplexekbe.

Az antibakteriális tulajdonságokkal rendelkező nanoanyagok ultrahangos kezelését nanoszerkezetű anyagok (pl. nano-ezüst, nano ZnO) szintetizálására és textíliákra való alkalmazására is használják antibakteriális orvosi textíliák és más funkcionális szövetek előállítása érdekében. Például egylépéses ultrahangos eljárást alkalmaznak tartós pamutszövetek bevonatainak előállítására antibakteriális ZnO nanorészecskékkel.

Hogyan működik a nano-strukturált anyagok ultrahangos szintézise?

Az ultrahangos kezelést és a sonochemistry-t, amely a nagy teljesítményű ultrahang alkalmazása kémiai rendszerekhez, széles körben használják kiváló minőségű nanoméretű anyagok (pl. Nanorészecskék, nano-emulziók) előállítására. A szonikáció és a szonokémia lehetővé teszi vagy megkönnyíti a nagy teljesítményű nanoméretű anyagok előállítását. A nanorészecskék ultrahangos szintézisének előnye az egyszerűség és a hatékonyság. Míg a nanoszerkezetű anyagok alternatív gyártási módszerei nagy ömlesztett hőmérsékletet, nyomást és / vagy hosszú reakcióidőt igényelnek, az ultrahangos szintézis gyakran lehetővé teszi a nanoanyagok felületes, gyors és hatékony előállítását. Mind a sonokémiai, mind a sonomechanikai hatások által generált nagy intenzitású ultrahang felelős a szintézisért vagy funkcionalizálásáért / módosításáért nanoméretű részecskék. A nagy teljesítményű ultrahangos hullámok folyadékokba kapcsolása akusztikus kavitációt eredményez: a buborékok kialakulása, növekedése és implozív összeomlása, és elsődleges szonokémiaként kategorizálható (összeomló buborékokban előforduló gázfázisú kémia), másodlagos szonokémia (a buborékokon kívül előforduló oldatfázisú kémia) és szonomechanikai / fizikai módosítások (nagy sebességű folyadéksugarak, lökéshullámok és / vagy részecskék közötti ütközések által okozott szuszpenziók). (vö. Hinman és Suslick, 2017) A részecskékre gyakorolt kavitációs hatás méretcsökkenést, nano-strukturálást (nano-diszperzió, nano-emulgeálás), valamint részecske funkcionalizációt és módosítást eredményez.
További információ ultrahangos marás és diszpergálás részecskék!

Ultrahangos szondák nano-strukturált gyógyszerek szintéziséhez

A Hielscher Ultrasonic régóta tapasztalt a nagy teljesítményű ultrahangos homogenizátorok tervezésében, gyártásában, forgalmazásában és szervizelésében a gyógyszeripar és az élelmiszeripar számára.
Kiváló minőségű nanoméretű gyógyszerrészecskék, liposzómák, szilárd lipid nanorészecskék, polimer nanorészecskék, ciklodextrin komplexek és vakcinák előállítása olyan folyamatok, amelyekben a Hielscher ultrahangos rendszereket széles körben használják, és nagy megbízhatóságuk és kiváló minőségű kimenetük miatt értékelik. A Hielscher ultrahangos készülékek lehetővé teszik az összes folyamatparaméter, például amplitúdó, hőmérséklet, nyomás és szonikációs energia pontos szabályozását. Az intelligens szoftver automatikusan rögzíti az összes szonikációs paramétert (idő, dátum, amplitúdó, nettó energia, teljes energia, hőmérséklet, nyomás) a beépített SD-kártyán. Ez jelentősen megkönnyíti a folyamat- és minőségellenőrzést, és elősegíti a helyes gyártási gyakorlat (GMP) teljesítését.

Ultrahangos keverők minden termékkapacitáshoz

A Hielscher Ultrasonics termékcsalád lefedi az ultrahangos processzorok teljes spektrumát a kompakt laboratóriumi ultrahangos készülékektől a padon és a kísérleti rendszereken keresztül a teljesen ipari ultrahangos processzorokig, amelyek képesek óránként feldolgozni a teherautókat. A teljes termékválaszték lehetővé teszi számunkra, hogy a legmegfelelőbb ultrahangos nyírókeverőt kínáljuk Önnek a folyamatkapacitáshoz és a célokhoz. Ez lehetővé teszi, hogy kis laborméretben fejlessze és tesztelje alkalmazását, majd lineárisan méretezze az éles kapacitásra. A kisebb ultrahangos keverőtől a nagyobb feldolgozási kapacitásig történő méretezés nagyon egyszerű, mivel az ultrahangos keverési folyamat teljesen lineárisan méretezhető a megállapított folyamatparaméterekből. A méretezés egy erősebb ultrahangos keverőegység telepítésével vagy több ultrahangos készülék párhuzamos csoportosításával történhet.
Az ultrahangos keverők folyadék-folyadék és szilárd-folyadék szuszpenziók steril homogenizálására is használhatók.

Nagy amplitúdók nanoszerkezetű részecskékhez nagy hatékonysággal

Hielscher Ultrasonics’ Az ipari ultrahangos processzorok nagyon nagy amplitúdókat tudnak biztosítani. Akár 200 μm-es amplitúdók is könnyedén működtethetők folyamatosan 24/7 üzemben. Még nagyobb amplitúdók esetén testreszabott ultrahangos sonotrodes áll rendelkezésre. Az ultrahangos sonotrodes (szarvak, szondák) és reaktorok autoklávozhatók. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága lehetővé teszi az 24/7 működést nagy teherbírású és igényes környezetben.

Egyszerű, kockázatmentes tesztelés

Az ultrahangos folyamatok teljesen lineárisak lehetnek. Ez azt jelenti, hogy minden eredmény, amelyet laboratóriumi vagy asztali ultrahangos készülékkel ért el, pontosan ugyanarra a kimenetre méretezhető pontosan ugyanazokkal a folyamatparaméterekkel. Ez teszi az ultrahangos kezelést ideális termékfejlesztéshez és az azt követő kereskedelmi gyártásba történő bevezetéshez.

Legmagasabb minőség – Németországban tervezték és gyártották

Családi tulajdonban lévő és családi vállalkozásként a Hielscher az ultrahangos processzorok legmagasabb minőségi előírásait helyezi előtérbe. Minden ultrahangos készüléket terveztek, gyártottak és alaposan teszteltek székhelyünkön, Teltow-ban, Berlin közelében, Németországban. A Hielscher ultrahangos berendezésének robusztussága és megbízhatósága teszi azt a munka lóvá a termelésben. 24/7 működés teljes terhelés alatt és igényes környezetben természetes jellemzője Hielscher nagy teljesítményű ultrahangos készülékei.

A Hielscher ultrahangos processzorokat bármilyen méretben vásárolhatja meg, és pontosan konfigurálhatja a folyamat követelményeit. A folyadékok kezelésétől egy kis laboratóriumi főzőpohárban a szuszpenziók és paszták folyamatos átfolyó keveréséig ipari szinten, Hielscher Ultrasonics megfelelő, nagy teljesítményű homogenizátort kínál Önnek! Kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot – Örömmel ajánljuk Önnek az ideális ultrahangos beállítást!

Az alábbi táblázat jelzi ultrahangos készülékeink hozzávetőleges feldolgozási kapacitását: