抗生物質の超音波ナノストラクチャー

抗生物質の超音波支援生産は、その有効性を高めることができます, 薬剤耐性細菌に対するエベン: 抗生物質耐性細菌株の増加は、細菌感染症を作るまだ未解決の問題です, 過去数十年以内に抗生物質で正常に治療されています, 再び世界的な健康上の脅威.抗生物質の超音波ナノ構造は、薬剤耐性菌に対するテトラサイクリンなどの抗生物質の有効性を高めるための有望な技術である。

抗生物質と抗生物質耐性菌

抗生物質耐性は、細菌や真菌のような細菌がそれらを殺すために設計された薬物を打ち負かす能力を開発したときに起こります。つまり、細菌は殺されず、成長し続けます。抗生物質耐性細菌によって引き起こされる感染症は、治療が困難であり、時には不可能である。
細菌の抗生物質耐性は、過剰使用だけでなく、抗生物質薬の誤用に起因する。過剰使用と誤用は、主に不適切な処方箋と広範な農業使用を指します
ペニシリン、テトラサイクリン、メチシリン、エリスロマイシン、ゲンタマイシン、バンコマイシン、イミペメン、セフタジジム、レボフロキサシン、リネゾリド、ダプトマイシン、セフトラロリンなどの一般的な抗生物質の場合、ある種の細菌株は突然変異し、抗生物質耐性を発症している。
抗生物質耐性菌の開発の主な原因は、抗生物質薬の過剰使用と誤用にあります。患者が抗生物質を投与されるたびに、敏感な細菌が殺される。しかし、薬剤治療によって根絶されない耐性菌がある場合、増殖して増殖する。それにより、抗生物質の繰り返しおよび不適切な使用は薬剤耐性菌の増加を引き起こす。
多剤耐性(MDR)細菌は、細菌を殺すことになっている一般的な抗生物質治療に反応しないため、深刻な健康上の脅威です。
グラム陽性病原体の中で、耐性S.アウレウスの世界的なパンデミック(例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌;MRSA)とエンテロコッカス種は現在、最大の脅威を与えています。腸内細菌科(例えば、クレブシエラ・ニューモニエ)、緑膿菌、アシネトバクテラなどのグラム陰性病原体は、利用可能なほぼすべての抗生物質薬の選択肢に耐性を持つようになった。

超音波ナノサイズの抗生物質

ナノサイズの医薬品は、吸収率の上昇、バイオアベイラビリティの向上、優れた有効性のために、ミクロンサイズの薬剤分子を優れていることが知られています。抗生物質は細菌感染の治療に広く使用されています。しかし、ますます多くの薬剤耐性菌株の急速な開発は、新しいまたは既存の抗生物質薬の改変の開発を必要とします。超音波処理を介してテトラサイクリンなどの抗生物質の粒径を小さくすることは、非耐性および耐性細菌株に対する抗生物質の有効性を改善するための1つの簡単で迅速かつ有望な戦略である。
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超音波ナノ構造テトラサイクリン

Kassirovら(2018)は、病原体に対する薬物の有効性を改善するために、テトラサイクリンを超音波で治療した。彼らの研究では、抗生物質耐性を有する株である大腸菌新星ブルーTcRと大腸菌292-116(薬剤耐性なし)を使用した。一般的な広域抗生物質であるテトラサイクリンは、産業用超音波処理器を用いて改変した UIP1000hdT (ヒールシャー、ドイツ;左の写真を参照してください)。研究チームは、UIP1000hdTによるソノケミカル処理により、耐性株に対して最大25%、感受性株に対して最大100%の抗菌特性の有効性が高まることがわかりました。+4ºCでナノ構造テトラサイクリンを長期保存しても、抗菌特性を低下させるものではない。
振幅、エネルギー入力、超音波処理時間などの超音波処理パラメータは、感受性および耐性細胞の両方に対する抗菌特性の変化に影響を与える重要な因子として決定された。
超音波処理は、ナノサイズの薬物粒子のより均一な粒度分布をもたらし、より高い生物学的利用可能性、生体アクセス性、およびそれによってテトラサイクリン分子の有効性につながる可能性がある。
得られたデータは、抗生物質のソノ化学的修飾は、薬剤耐性株に対する抗生物質療法に有効な新薬の開発に対する新しい有望で安価なアプローチであり得ることを示している。

UIP1000hdTを使用したテトラサイクリンの超音波処理。
A – 「フリー」テトラサイクリンのFTIRスペクトル;B – SNテトラサイクリンのFTIRスペクトル 5分超音波処理後;C - 「自由」テトラサイクリンのサイズ分布ヒストグラム;D – 5分超音波処理後のSNテトラサイクリンのサイズ分布ヒストグラム。
カシロフらの研究と図 2018.

超音波ナノ構造薬の利点

超音波は、ナノ構造材料の広いスペクトルの合成のための巨大な可能性を提供し、多くの産業で使用されています。抗生物質、抗ウイルス薬、その他の医薬品などのナノサイズの医薬品の超音波生産は、これらのナノサイズの薬剤がしばしば有意に高い吸収率、バイオアベイラビリティおよび有効性を示すため、非常に有望である。したがって、多くの強化された薬物製剤は、ナノ構造薬物分子、ナノエマルジョン、ナノリポソーム、ニオソーム、固体脂質ナノ粒子(SRN)、ナノ構造脂質キャリー(NNC)、および他のナノサイズの封入複合体に薬物をカプセル化するために超音波を伴う。

抗菌性を有するナノ材料の超音波処理は、ナノ構造材料(例えばナノ銀、ナノZnO)を合成し、抗菌医療用繊維やその他の機能性織物を製造するために繊維に適用するためにも使用されます。例えば、一段階超音波プロセスは、抗菌ZnOナノ粒子と綿織物の耐久性のあるコーティングを製造するために使用されます。

ナノ構造材料の超音波合成はどのように機能しますか?

超音波と超音波は、化学システムへの高出力超音波のアプリケーションである、高品質のナノサイズの材料(例えば、ナノ粒子、ナノエマルジョン)を生成するために広く使用されています。超音波処理とソノケミストリーは、高性能ナノサイズの材料の生産を可能にしたり、促進します。ナノ粒子の超音波合成の利点は、シンプルさと有効性です。ナノ構造材料の代替生産方法は、高いバルク温度、圧力、および/または長い反応時間を必要とする一方で、超音波合成はしばしばナノ材料のファシリティ、迅速かつ効率的な生産を可能にする。両方の、高強度の超音波によって生成されるソノケミカルおよびソノメカの効果は、ナノサイズの粒子の合成または機能化/修飾を担当しています。高出力超音波を液体に結合すると、気泡の形成、成長、爆発性崩壊が発生し、一次ソノケミストリー(崩壊する気泡の中で起こる気相化学)、二次ソノケミストリー(気泡の外で起こる溶液相化学)、およびソノメア/物理的修飾(高速液体ジェット衝撃、波動、および/または粒子間スラリーの衝突)に分類することができます。(ヒンマンとサスリック、2017)粒子へのキャビテーションの影響は、サイズの縮小、ナノ構造(ナノ分散、ナノ乳化)、ならびに粒子の機能化および改変をもたらす。
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ナノ構造医薬品合成のための超音波プローブ

ヒールシャー超音波は、医薬品や食品業界のための高性能超音波ホモジナイザーの設計、製造、流通およびサービスで長年経験しています。
高品質のナノサイズの薬剤粒子、リポソーム、固体脂質ナノ粒子、高分子ナノ粒子、シクロデキストリン錯体、ワクチンの調製は、ヒールシャー超音波システムが広く使用され、その高信頼性と優れた品質出力のために評価されるプロセスです。ヒールシャー超音波処理器は、振幅、温度、圧力、超音波処理エネルギーなど、すべてのプロセスパラメータを正確に制御することができます。インテリジェントソフトウェアは、自動的に内蔵のSDカード上のすべての超音波処理パラメータ(時間、日付、振幅、純エネルギー、総エネルギー、温度、圧力)をプロトコルします。これにより、プロセスと品質管理が大幅に促進され、グッド・マニュファクチャリング・プラクティス(GMP)を達成するのに役立ちます。

すべての製品容量のための超音波ミキサー

ヒールシャー超音波製品の範囲は、1時間あたりのトラック積み込みを処理する能力を持つ完全工業用超音波プロセッサにベンチトップとパイロットシステム上のコンパクトなラボ超音波装置から超音波プロセッサの完全なスペクトルをカバーしています。フル製品の範囲は、私たちはあなたのプロセス容量と目標に最も適した超音波剪断ミキサーを提供することができます。これにより、アプリケーションを小さなラボサイズで開発およびテストし、それを実稼働能力に直線的に拡張できます。超音波混合プロセスは、確立されたプロセスパラメータから完全に線形にスケーリングすることができるので、より小さな超音波ミキサーから高い処理能力へのスケールアップは非常に簡単です。アップスケーリングは、より強力な超音波ミキサーユニットをインストールするか、並列にいくつかの超音波装置をクラスタリングすることによって行うことができます。
超音波攪拌機はまた、液液および固液懸濁液の無菌均質化に利用される。

高効率でナノ構造粒子への高振幅

ヒールシャー超音波’ 産業用超音波プロセッサは非常に高い振幅を提供することができます。最大200μmの振幅は、24時間365日の操作で簡単に連続的に実行できます。さらに高い振幅のために、カスタマイズされた超音波ソトロードが利用可能です。超音波ソノトロード(ホーン、プローブ)および原子炉はオートクレーブ可能です。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性は、頑丈で厳しい環境で24時間365日の操作を可能にします。

リスクのない簡単なテスト

超音波プロセスは完全に線形にスケーリングすることができます。これは、ラボまたはベンチトップ超音波処理器を使用して達成したすべての結果を意味し、まったく同じプロセスパラメータを使用して正確に同じ出力にスケーリングすることができます。これは、製品開発とその後の商業製造への実装のための超音波処理に最適です。

最高品質 – ドイツで設計・製造

家族経営の家族経営のビジネスとして、ヒールシャーは超音波処理装置の最高品質基準を優先します。すべての超音波処理器は、ベルリン、ドイツの近くのテルトウの本社で設計、製造、徹底的にテストされています。ヒールシャーの超音波装置の堅牢性と信頼性は、あなたの生産の作業馬になります。24/7操作は、全負荷下で、厳しい環境では、ヒールシャーの高性能超音波処理器の自然な特性です。

あなたは、任意の異なるサイズでヒールシャー超音波プロセッサを購入することができ、正確にあなたのプロセスの要件に設定。小さな実験室ビーカーでの流体の処理から産業レベルでのスラリーとペーストの連続的なフロースルー混合まで、ヒールシャー超音波はあなたのために適切な高性能ホモジナイザーを提供しています!お問い合わせ下さい – 理想的な超音波設定をお勧めして嬉しいです!

下の表は私達のultrasonicatorsのおおよその処理能力の目安を与えます：