Հակաբիոտիկների ուլտրաձայնային նանոկառուցվածքավորում

Ուլտրաձայնի օժանդակությամբ հակաբիոտիկների արտադրությունը կարող է բարձրացնել դրանց արդյունավետությունը նույնիսկ դեղակայուն բակտերիաների դեմ։ Հակաբիոտիկակայուն բակտերիալ շտամների թվի աճը դեռևս չլուծված խնդիր է, որի պատճառով բակտերիալ վարակները, որոնք վերջին տասնամյակներում հաջողությամբ բուժվել են հակաբիոտիկներով, կրկին դարձել են առողջության համաշխարհային սպառնալիք։ Հակաբիոտիկների ուլտրաձայնային նանոկառուցվածքավորումը խոստումնալից մեթոդ է՝ դեղակայուն բակտերիաների դեմ այնպիսի հակաբիոտիկների արդյունավետությունը բարձրացնելու համար, ինչպիսին է տետրացիկլինը։

Հակաբիոտիկներ և հակաբիոտիկակայուն բակտերիաներ

Հակաբիոտիկակայունությունն առաջանում է, երբ այնպիսի միկրոօրգանիզմներ, ինչպիսիք են բակտերիաներն ու սնկերը, ձեռք են բերում իրենց ոչնչացնելու համար նախատեսված դեղերի ազդեցությանը դիմակայելու ունակություն։ Դա նշանակում է, որ միկրոօրգանիզմները չեն ոչնչանում և շարունակում են աճել։ Հակաբիոտիկակայուն միկրոօրգանիզմներով պայմանավորված վարակները բուժելը դժվար է, իսկ երբեմն՝ անհնար։
Բակտերիաների հակաբիոտիկակայունությունը վերագրվում է հակաբիոտիկ դեղերի ինչպես չափից ավելի, այնպես էլ սխալ օգտագործմանը։ Չափից ավելի և սխալ օգտագործումը հիմնականում վերաբերում է անհամապատասխան նշանակումների և գյուղատնտեսության մեջ լայնածավալ օգտագործման դեպքերին
Որոշ բակտերիալ շտամներ մուտացիայի են ենթարկվել և կայունություն են ձեռք բերել այնպիսի տարածված հակաբիոտիկների նկատմամբ, ինչպիսիք են penicilin, տետրացիկլինը, մեթիցիլինը, էրիթրոմիցինը, գենտամիցինը, վանկոմիցինը, imipemen, ցեֆտազիդիմը, լևոֆլոքսացինը, լինեզոլիդը, դապտոմիցինը և ceftraroline։
Հակաբիոտիկակայուն բակտերիաների առաջացման հիմնական պատճառը հակաբիոտիկ դեղերի չափից ավելի և սխալ օգտագործումն է։ Ամեն անգամ, երբ հիվանդին հակաբիոտիկներ են տրվում, զգայուն բակտերիաները ոչնչանում են։ Սակայն, եթե կան կայուն բակտերիաներ, որոնք դեղորայքային բուժմամբ չեն վերացվում, դրանք աճում և բազմանում են։ Այսպիսով, հակաբիոտիկների կրկնվող և ոչ պատշաճ օգտագործումը հանգեցնում է դեղակայուն բակտերիաների թվի աճին։
Բազմադեղակայուն (MDR) բակտերիաները լուրջ սպառնալիք են առողջության համար, քանի որ չեն արձագանքում սովորական հակաբիոտիկային բուժմանը, որը պետք է ոչնչացնի միկրոօրգանիզմները։
Գրամդրական ախտածինների շարքում ներկայում ամենամեծ սպառնալիքն է կայուն S. aureus բակտերիաների (օրինակ՝ մեթիցիլինակայուն Staphylococcus aureus, MRSA) և Enterococcus ցեղի տեսակների համաշխարհային համավարակը։ Այնպիսի գրամբացասական ախտածիններ, ինչպիսիք են Enterobacteriaceae ընտանիքի ներկայացուցիչները (օրինակ՝ Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa և Acinetobacter ցեղի բակտերիաները, կայունություն են ձեռք բերում առկա գրեթե բոլոր հակաբիոտիկ դեղերի նկատմամբ։

Ուլտրաձայնով նանոչափերի հասցված հակաբիոտիկներ

Հայտնի է, որ նանոչափ դեղագործական պատրաստուկները հաճախ գերազանցում են միկրոնային չափերի դեղամոլեկուլներին՝ ներծծման ավելի բարձր արագության, ավելի բարձր կենսամատչելիության և գերազանց արդյունավետության շնորհիվ։ Հակաբիոտիկները լայնորեն կիրառվում են բակտերիալ վարակների բուժման համար։ Սակայն ավելի ու ավելի շատ դեղակայուն բակտերիալ շտամների արագ առաջացումը անհրաժեշտ է դարձնում նոր հակաբիոտիկ դեղերի մշակումը կամ առկա դեղերի փոփոխումը։ Այնպիսի հակաբիոտիկների մասնիկների չափի փոքրացումը ուլտրաձայնային մշակմամբ, ինչպիսին է տետրացիկլինը, պարզ, արագ և խոստումնալից ռազմավարություն է՝ ոչ կայուն և կայուն բակտերիալ շտամների դեմ հակաբիոտիկների արդյունավետությունը բարելավելու համար։
Կարդացեք ավելին դեղագործական ակտիվ բաղադրիչների (API) ուլտրաձայնային նանոսուսպենզիաների մասին։

Ուլտրաձայնով նանոկառուցվածքավորված տետրացիկլին

Kassirov et al. (2018) տետրացիկլինը ենթարկել են ուլտրաձայնային մշակման՝ ախտածինների դեմ դեղի արդյունավետությունը բարելավելու նպատակով։ Իրենց հետազոտության մեջ նրանք օգտագործել են հակաբիոտիկակայուն Escherichia coli Nova Blue TcR շտամը և E. coli 292–116 շտամը (առանց դեղակայունության)։ Տետրացիկլինը՝ տարածված լայն սպեկտրի հակաբիոտիկը, փոփոխվել է՝ կիրառելով արդյունաբերական ուլտրաձայնային սարքը՝ UIP1000hdT (Hielscher, Գերմանիա. տե՛ս ձախ կողմի նկարը)։ Հետազոտական խումբը պարզել է, որ UIP1000hdT սարքով սոնոքիմիական մշակումը բարձրացնում է հակաբակտերիալ հատկությունների արդյունավետությունը մինչև 25%՝ դիմացկուն շտամի նկատմամբ և մինչև 100%՝ զգայուն շտամի նկատմամբ։ Նույնիսկ նանոկառուցվածքավորված տետրացիկլինի երկարատև պահպանումը +4ºC ջերմաստիճանում չի նվազեցնում հակամանրէային հատկությունները։
Ուլտրաձայնային մշակման պարամետրերը, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ներմուծվող էներգիան և ուլտրաձայնային մշակման տևողությունը, ճանաչվել են որպես վճռորոշ գործոններ, որոնք ազդում են ինչպես զգայուն, այնպես էլ դիմացկուն բջիջների նկատմամբ հակամանրէային հատկությունների փոփոխության վրա։
Ուլտրաձայնային մշակման արդյունքում ստացվում է նանոչափային դեղամասնիկների չափերի ավելի համաչափ բաշխում, ինչը կարող է հանգեցնել տետրացիկլինի մոլեկուլների ավելի բարձր կենսամատչելիության, կենսահասանելիության և, հետևաբար, արդյունավետության։
Ստացված տվյալները ցույց են տալիս, որ հակաբիոտիկների սոնոքիմիական ձևափոխումը կարող է նոր, խոստումնալից և էժան մոտեցում լինել նոր դեղամիջոցների մշակման համար, որոնք արդյունավետ են դեղակայուն շտամների դեմ հակաբիոտիկային թերապիայում։

Տետրացիկլինի ուլտրաձայնային մշակում UIP1000hdT սարքով։
A – «ազատ» տետրացիկլինի FTIR սպեկտրները, B – SN տետրացիկլինի FTIR սպեկտրները 5 min ուլտրաձայնային մշակումից հետո, C – «ազատ» տետրացիկլինի չափերի բաշխման հիստոգրամը, D – SN տետրացիկլինի չափերի բաշխման հիստոգրամը 5 min ուլտրաձայնային մշակումից հետո։
Հետազոտության և նկարի հեղինակները՝ Kassirov և համահեղինակներ, 2018։

Ուլտրաձայնով նանոկառուցվածքավորված դեղամիջոցների առավելությունները

Ուլտրաձայնային մշակումն ընձեռում է հսկայական հնարավորություններ նանոկառուցվածքավորված նյութերի լայն սպեկտրի սինթեզի համար և կիրառվում է արդյունաբերության բազմաթիվ ճյուղերում։ Նանոչափային դեղագործական պատրաստուկների, ինչպիսիք են հակաբիոտիկները, հակավիրուսային և այլ դեղամիջոցները, ուլտրաձայնային արտադրությունը խիստ խոստումնալից է, քանի որ այս նանոչափային դեղամիջոցները հաճախ ցուցաբերում են զգալիորեն ավելի բարձր ներծծման արագություն, կենսամատչելիություն և արդյունավետություն։ Ուստի բարելավված բազմաթիվ դեղաձևերի պատրաստումը ներառում է ուլտրաձայնային մշակում՝ դեղամիջոցների մոլեկուլները նանոկառուցվածքավորելու, դեղամիջոցները նանոէմուլսիաներում, նանոլիպոսոմներում, նիոսոմներում, պինդ լիպիդային նանոմասնիկներում (SLNs), նանոկառուցվածքավորված լիպիդային կրիչներում (NLCs) և այլ նանոչափային ներառման կոմպլեքսներում պատիճավորելու նպատակով։

Հակաբակտերիալ հատկություններով նանոնյութերի ուլտրաձայնային մշակումը կիրառվում է նաև նանոկառուցվածքավորված նյութեր (օրինակ՝ նանոարծաթ, նանո ZnO) սինթեզելու և դրանք տեքստիլ նյութերի վրա կիրառելու համար՝ հակաբակտերիալ բժշկական տեքստիլ նյութեր և այլ ֆունկցիոնալ գործվածքներ արտադրելու նպատակով։ Օրինակ՝ միափուլ ուլտրաձայնային գործընթացն օգտագործվում է բամբակյա գործվածքների վրա հակաբակտերիալ ZnO նանոմասնիկներով կայուն ծածկույթներ ստանալու համար։

Ինչպե՞ս է գործում նանոկառուցվածքավորված նյութերի ուլտրաձայնային սինթեզը։

Ուլտրաձայնային մշակումը և սոնոքիմիան, որը քիմիական համակարգերում բարձր հզորության ուլտրաձայնի կիրառումն է, լայնորեն օգտագործվում են բարձրորակ նանոչափային նյութեր (օրինակ՝ նանոմասնիկներ, նանոէմուլսիաներ) ստանալու համար։ Ուլտրաձայնային մշակումն ու սոնոքիմիան հնարավորություն են տալիս ստանալու բարձր արդյունավետությամբ նանոչափային նյութեր կամ հեշտացնում են դրանց ստացումը։ Նանոմասնիկների ուլտրաձայնային սինթեզի առավելությունը պարզությունն ու արդյունավետությունն են։ Մինչ նանոկառուցվածքային նյութերի ստացման այլընտրանքային եղանակները պահանջում են նյութի ողջ ծավալում բարձր ջերմաստիճաններ, բարձր ճնշումներ և / կամ ռեակցիայի երկար տևողություն, ուլտրաձայնային սինթեզը հաճախ հնարավորություն է տալիս նանոնյութերը ստանալու հեշտ, արագ և արդյունավետ եղանակով։ Բարձր ինտենսիվության ուլտրաձայնով առաջացող թե՛ սոնոքիմիական, թե՛ սոնոմեխանիկական ազդեցությունները պայմանավորում են նանոչափային մասնիկների սինթեզը կամ ֆունկցիոնալացումը/ձևափոխումը։ Բարձր հզորության ուլտրաձայնային ալիքների էներգիայի փոխանցումը հեղուկներին առաջացնում է ակուստիկ կավիտացիա՝ պղպջակների գոյացում, աճ և դեպի ներս ուղղված փլուզում, և կարող է դասակարգվել որպես առաջնային սոնոքիմիա (փլուզվող պղպջակների ներսում ընթացող գազաֆազային քիմիական գործընթացներ), երկրորդային սոնոքիմիա (պղպջակներից դուրս՝ լուծույթի ֆազում ընթացող քիմիական գործընթացներ) և սոնոմեխանիկական / ֆիզիկական ձևափոխումներ (որոնք առաջանում են բարձր արագությամբ հեղուկի շիթերի, հարվածային ալիքների և/կամ սուսպենզիաներում մասնիկների միջև բախումների հետևանքով)։ (Հմմտ. Hinman and Suslick, 2017) Մասնիկների վրա կավիտացիոն ազդեցությունը հանգեցնում է չափերի փոքրացման, նանոկառուցվածքավորման (նանոդիսպերսման, նանոէմուլսացման), ինչպես նաև մասնիկների ֆունկցիոնալացման և ձևափոխման։
Կարդացեք ավելին մասնիկների ուլտրաձայնային աղացման և դիսպերսման մասին։

Ուլտրաձայնային զոնդեր՝ նանոկառուցվածքային դեղանյութերի սինթեզի համար

Hielscher Ultrasonic ընկերությունը երկարամյա փորձ ունի դեղագործական և սննդի արդյունաբերության համար բարձր արդյունավետությամբ ուլտրաձայնային հոմոգենիզատորների նախագծման, արտադրության, բաշխման և սպասարկման ոլորտում։
Բարձրորակ նանոչափային դեղային մասնիկների, լիպոսոմների, պինդ լիպիդային նանոմասնիկների, պոլիմերային նանոմասնիկների, ցիկլոդեքստրինային համալիրների և պատվաստանյութերի պատրաստումն այն գործընթացներից է, որոնցում Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային համակարգերը լայնորեն օգտագործվում են և գնահատվում իրենց բարձր հուսալիության ու ստացվող արտադրանքի գերազանց որակի համար։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքերը հնարավորություն են տալիս ճշգրիտ վերահսկելու գործընթացի բոլոր պարամետրերը, ինչպիսիք են ամպլիտուդը, ջերմաստիճանը, ճնշումը և ուլտրաձայնային մշակման էներգիան։ Խելացի ծրագրաշարն ուլտրաձայնային մշակման բոլոր պարամետրերը (ժամը, ամսաթիվը, ամպլիտուդը, զուտ էներգիան, ընդհանուր էներգիան, ջերմաստիճանը, ճնշումը) ավտոմատ կերպով գրանցում է ներկառուցված SD քարտի վրա։ Սա զգալիորեն հեշտացնում է գործընթացի և որակի վերահսկումը և օգնում է պահպանել Պատշաճ արտադրական գործունեության (GMP) պահանջները։

Ուլտրաձայնային խառնիչներ՝ ցանկացած արտադրական հզորության համար

Hielscher Ultrasonics ընկերության արտադրատեսականին ընդգրկում է ուլտրաձայնային պրոցեսորների ամբողջ շարքը՝ կոմպակտ լաբորատոր ուլտրաձայնային սարքերից, սեղանադիր և փորձնական համակարգերից մինչև լիովին արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորներ, որոնք ունակ են ժամում մշակելու բեռնատարներով չափվող քանակություններ։ Ամբողջական արտադրատեսականին մեզ հնարավորություն է տալիս առաջարկելու ձեր գործընթացի արտադրողականությանն ու նպատակներին առավել համապատասխան ուլտրաձայնային սահքային խառնիչը։ Սա ձեզ հնարավորություն է տալիս մշակելու և փորձարկելու ձեր կիրառությունը փոքր լաբորատոր մասշտաբով, ապա այն գծային կերպով մեծացնելու մինչև արտադրական հզորություն։ Ավելի փոքր ուլտրաձայնային խառնիչից դեպի մշակման ավելի բարձր արտադրողականություն մասշտաբի մեծացումը շատ պարզ է, քանի որ ուլտրաձայնային խառնման գործընթացի մասշտաբը կարելի է ամբողջությամբ գծային կերպով մեծացնել՝ հիմնվելով ձեր արդեն հաստատված գործընթացային պարամետրերի վրա։ Մասշտաբի մեծացումը կարելի է իրականացնել կա՛մ ավելի հզոր ուլտրաձայնային խառնիչ տեղադրելով, կա՛մ մի քանի ուլտրաձայնային սարք զուգահեռ աշխատող խմբում միավորելով։
Ուլտրաձայնային խառնիչները կիրառվում են նաև հեղուկ–հեղուկ և պինդ–հեղուկ սուսպենզիաների ստերիլ հոմոգենացման համար։

Բարձր ամպլիտուդներ՝ մասնիկների բարձր արդյունավետությամբ նանոկառուցվածքավորման համար

Hielscher Ultrasonics ընկերության արդյունաբերական ուլտրաձայնային պրոցեսորները կարող են ապահովել շատ բարձր ամպլիտուդներ։ Մինչև 200µm ամպլիտուդներով կարելի է հեշտությամբ անընդհատ աշխատել 24/7 ռեժիմով։ Էլ ավելի բարձր ամպլիտուդների համար հասանելի են անհատական պատվերով պատրաստվող ուլտրաձայնային սոնոտրոդներ։ Ուլտրաձայնային սոնոտրոդները (եղջյուրները, զոնդերը) և ռեակտորները կարելի է ավտոկլավացնել։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունը թույլ է տալիս աշխատել 24/7 ռեժիմով՝ մեծ բեռնվածությամբ և խիստ պայմաններում։

Հեշտ, առանց ռիսկի փորձարկում

Ուլտրաձայնային գործընթացների մասշտաբը կարելի է մեծացնել լիովին գծային կերպով։ Սա նշանակում է, որ լաբորատոր կամ սեղանի ուլտրաձայնային սարքով ստացված յուրաքանչյուր արդյունք կարելի է վերարտադրել մեծացված մասշտաբով՝ ստանալով ճիշտ նույն արդյունքը և կիրառելով գործընթացի ճիշտ նույն պարամետրերը։ Սա ուլտրաձայնային մշակումը դարձնում է իդեալական արտադրանքի մշակման և հետագայում առևտրային արտադրության մեջ ներդրման համար։

Ամենաբարձր որակ – նախագծված և արտադրված Գերմանիայում

Որպես ընտանեկան սեփականություն հանդիսացող և ընտանիքի կողմից կառավարվող ընկերություն՝ Hielscher ընկերությունն իր ուլտրաձայնային պրոցեսորների համար առաջնահերթ է համարում որակի ամենաբարձր չափանիշները։ Բոլոր ուլտրաձայնային սարքերը նախագծվում, արտադրվում և մանրակրկիտ փորձարկվում են մեր գլխավոր գրասենյակում՝ Գերմանիայի Տելտով քաղաքում՝ Բեռլինի մերձակայքում։ Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային սարքավորումների ամրությունն ու հուսալիությունը դրանք դարձնում են ձեր արտադրության անխոնջ աշխատողները։ Լրիվ բեռնվածությամբ և խիստ պայմաններում 24/7 աշխատանքը Hielscher ընկերության բարձր արտադրողականությամբ ուլտրաձայնային սարքերի բնական բնութագիրն է։

Դուք կարող եք գնել Hielscher ընկերության ուլտրաձայնային պրոցեսորներ՝ տարբեր չափերով և ձեր գործընթացի պահանջներին ճշգրիտ համապատասխանեցված կազմաձևով։ Փոքր լաբորատոր բաժակում հեղուկների մշակումից մինչև արդյունաբերական մակարդակում սուսպենզիաների և մածուկների անընդհատ հոսքային խառնումը՝ Hielscher Ultrasonics ընկերությունը ձեզ առաջարկում է համապատասխան բարձր արտադրողականությամբ հոմոգենիզատոր։ Կապվե՛ք մեզ հետ – մենք սիրով ձեզ կառաջարկենք իդեալական ուլտրաձայնային համակարգը։

Ստորև բերված աղյուսակը պատկերացում է տալիս մեր ուլտրաձայնային սարքերի մշակման մոտավոր արտադրողականության մասին.