ანტიბიოტიკების ულტრაბგერითი ნანოსტრუქტურირება

ანტიბიოტიკების ულტრაბგერითი დახმარებით წარმოებას შეუძლია გაზარდოს მათი ეფექტურობა, თუნდაც წამალმედეგ ბაქტერიებთან მიმართებაში: ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობის მქონე ბაქტერიების შტამების მზარდი რაოდენობა ჯერ კიდევ გადაუჭრელი პრობლემაა, რის გამოც ბაქტერიული ინფექციები, რომლებიც ბოლო ათწლეულების განმავლობაში წარმატებით იკურნებოდა ანტიბიოტიკებით, ისევ მსოფლიო მასშტაბის ჯანმრთელობის საფრთხედ იქცევა. ანტიბიოტიკების ულტრაბგერითი ნანოსტრუქტურირება პერსპექტიული ტექნიკაა ანტიბიოტიკების, როგორიცაა ტეტრაციკლინი, ეფექტურობის გასაზრდელად წამალმედეგ ბაქტერიებთან მიმართებაში.

ანტიბიოტიკები და ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობის მქონე ბაქტერიები

ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობა ხდება მაშინ, როდესაც მიკრობები, როგორიცაა ბაქტერიები და სოკოები, იძენენ უნარს დაამარცხონ წამლები, რომლებიც მათ მოსაკლავად არის შექმნილი. ეს ნიშნავს, რომ მიკრობები არ იღუპებიან და აგრძელებენ ზრდას. ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობის მქონე მიკრობებით გამოწვეული ინფექციების მკურნალობა რთულია, ხოლო ზოგჯერ შეუძლებელია.
ბაქტერიების ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობა განპირობებულია ანტიბიოტიკური წამლების ზედმეტი გამოყენებით, ასევე მათი არასწორი გამოყენებით. ზედმეტი გამოყენება და არასწორი გამოყენება ძირითადად გულისხმობს არასწორ რეცეპტებს და ფართომასშტაბიან სასოფლო-სამეურნეო გამოყენებას
ისეთი გავრცელებული ანტიბიოტიკებისთვის, როგორიცაა პენიცილინი, ტეტრაციკლინი, მეთიცილინი, ერითრომიცინი, გენტამიცინი, ვანკომიცინი, იმიპენემი, ცეფტაზიდიმი, ლევოფლოქსაცინი, ლინეზოლიდი, დაპტომიცინი და ცეფტაროლინი, ზოგიერთი ბაქტერიული შტამი მუტირდა და შეიძინა ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობა.
ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობის მქონე ბაქტერიების განვითარების მთავარი მიზეზი ანტიბიოტიკური წამლების ზედმეტ და არასწორ გამოყენებაშია. ყოველ ჯერზე, როდესაც პაციენტს უნიშნავენ ანტიბიოტიკებს, მგრძნობიარე ბაქტერიები იღუპებიან. თუმცა, თუ არსებობენ წინააღმდეგობის მქონე ბაქტერიები, რომლებიც წამლით მკურნალობით არ ნადგურდებიან, ისინი იზრდებიან და მრავლდებიან. ამრიგად, ანტიბიოტიკების განმეორებითი და არასწორი გამოყენება იწვევს წამალმედეგი ბაქტერიების ზრდას.
მრავალწამალმედეგი (MDR) ბაქტერიები არის სერიოზული საფრთხე ჯანმრთელობისთვის, რადგან ისინი არ პასუხობენ ზოგად ანტიბიოტიკურ მკურნალობას, რომელიც უნდა მოკლავდეს მიკრობებს.
გრამდადებით პათოგენებს შორის, წინააღმდეგობის მქონე S. aureus-ის (მაგ., მეთიცილინმედეგი Staphylococcus aureus; MRSA) და Enterococcus-ის სახეობების გლობალური პანდემია ამჟამად წარმოადგენს უდიდეს საფრთხეს. გრამუარყოფითი პათოგენები, როგორიცაა Enterobacteriaceae (მაგ., Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa და Acinetobacter, ხდებიან მედეგნი არსებული ანტიბიოტიკური წამლების თითქმის ყველა ვარიანტის მიმართ.

ულტრაბგერითი ნანოზომის ანტიბიოტიკები

ნანოზომის ფარმაცევტული პრეპარატები ცნობილია, რომ აღემატებიან მიკრონული ზომის წამლის მოლეკულებს, ხშირად გაზრდილი შთანთქმის სიჩქარის, უფრო მაღალი ბიოშეღწევადობისა და უპირატესი ეფექტურობის გამო. ანტიბიოტიკები ფართოდ გამოიყენება ბაქტერიული ინფექციების სამკურნალოდ. თუმცა, წამალმედეგი ბაქტერიების შტამების უფრო და უფრო მეტი რაოდენობის სწრაფი განვითარება აუცილებელს ხდის ახალი ანტიბიოტიკური წამლების შექმნას ან არსებულების მოდიფიკაციას. ანტიბიოტიკების, როგორიცაა ტეტრაციკლინი, ნაწილაკების ზომის შემცირება ულტრაბგერითი დამუშავების გზით ერთ-ერთი მარტივი, სწრაფი და პერსპექტიული სტრატეგიაა ანტიბიოტიკების ეფექტურობის გასაუმჯობესებლად როგორც არამედეგი, ისე წინააღმდეგობის მქონე ბაქტერიების შტამების მიმართ.
გაიგეთ მეტი ფარმაცევტული აქტიური ნივთიერებების ულტრაბგერითი ნანოსუსპენზიების შესახებ!

ულტრაბგერითი ნანოსტრუქტურირებული ტეტრაციკლინი

Kassirov et al. (2018) დამუშავებდნენ ტეტრაციკლინს ულტრაბგერითად, რათა გაეუმჯობესებინათ წამლის ეფექტურობა პათოგენების მიმართ. მათ კვლევაში გამოიყენეს Escherichia coli Nova Blue TcR, შტამი ანტიბიოტიკების მიმართ წინააღმდეგობით, და E. coli 292–116 (წამალმედეგობის გარეშე). ტეტრაციკლინი, გავრცელებული ფართო სპექტრის ანტიბიოტიკი, მოდიფიცირდა სამრეწველო ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით UIP1000hdT (Hielscher, გერმანია; იხ. სურათი მარცხნივ). სამეცნიერო ჯგუფმა აღმოაჩინა, რომ UIP1000hdT-ით სონოქიმიური დამუშავება ზრდის ანტიბაქტერიული თვისებების ეფექტურობას 25%-მდე წინააღმდეგობის მქონე შტამის მიმართ და 100%-მდე მგრძნობიარე შტამის მიმართ. ნანოსტრუქტურირებული ტეტრაციკლინის +4ºC-ზე ხანგრძლივი შენახვაც კი არ ამცირებს ანტიმიკრობულ თვისებებს.
ულტრაბგერითი დამუშავების პარამეტრები, როგორიცაა ამპლიტუდა, ენერგიის შეყვანა და ულტრაბგერითი დამუშავების დრო, განისაზღვრა, როგორც კრიტიკული ფაქტორები, რომლებიც მოქმედებენ ანტიმიკრობული თვისებების ცვლილებაზე როგორც მგრძნობიარე, ისე წინააღმდეგობის მქონე უჯრედების მიმართ.
ულტრაბგერითი დამუშავება იწვევს ნანომასშტაბის წამლის ნაწილაკების უფრო ერთგვაროვან ზომის განაწილებას, რაც შეიძლება გამოიწვიოს ტეტრაციკლინის მოლეკულების უფრო მაღალი ბიოშეღწევადობა, ბიოსაშვებლობა და, შესაბამისად, ეფექტურობა.
მიღებული მონაცემები აჩვენებს, რომ ანტიბიოტიკების სონოქიმიური მოდიფიკაცია შეიძლება იყოს ახალი პერსპექტიული და იაფი მიდგომა ახალი წამლების შესაქმნელად, რომლებიც ეფექტურია ანტიბიოტიკური თერაპიისთვის წამალმედეგ შტამებთან.

ტეტრაციკლინის ულტრაბგერითი დამუშავება UIP1000hdT-ით.
A – „თავისუფალი“ ტეტრაციკლინის FTIR სპექტრები; B – SN ტეტრაციკლინის FTIR სპექტრები 5 min ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ; C – „თავისუფალი“ ტეტრაციკლინის ნაწილაკების ზომების განაწილების ჰისტოგრამა; D – SN ტეტრაციკლინის ნაწილაკების ზომების განაწილების ჰისტოგრამა 5 min ულტრაბგერითი დამუშავების შემდეგ.
კვლევა და ნახაზი: Kassirov et al. 2018.

ულტრაბგერითი ნანოსტრუქტურირებული წამლების უპირატესობები

ულტრაბგერითი დამუშავება გთავაზობთ უზარმაზარ შესაძლებლობებს ნანოსტრუქტურული მასალების ფართო სპექტრის სინთეზისთვის და გამოიყენება მრავალ ინდუსტრიაში. ნანო ზომის ფარმაცევტული საშუალებების ულტრაბგერითი წარმოება, როგორიცაა ანტიბიოტიკები, ანტივირუსები და სხვა მედიკამენტები, ძალიან პერსპექტიულია, რადგან ეს ნანო ზომის პრეპარატები ხშირად აჩვენებენ მნიშვნელოვნად უფრო მაღალ შთანთქმის სიჩქარეს, ბიოშეღწევადობას და ეფექტურობას. ამიტომ წამლების ბევრი გაუმჯობესებული ფორმულირება მოიცავს ულტრაბგერით დამუშავებას წამლის მოლეკულების ნანოსტრუქტურირებისთვის, წამლების ინკაფსულირებისთვის ნანოემულსიებში, ნანოლიპოსომებში, ნიოსომებში, მყარ ლიპიდურ ნანონაწილაკებში (SLNs), ნანოსტრუქტურირებულ ლიპიდურ მატარებლებში (NLCs) და სხვა ნანო ზომის ჩართვის კომპლექსებში.

ანტიბაქტერიული თვისებების მქონე ნანომასალების ულტრაბგერითი დამუშავება ასევე გამოიყენება ნანოსტრუქტურული მასალების სინთეზირებისთვის (მაგ. ნანო-ვერცხლი, ნანო ZnO) და მათ ქსოვილებზე გამოსაყენებლად, ანტიბაქტერიული სამედიცინო ქსოვილებისა და სხვა ფუნქციური ქსოვილების წარმოებისთვის. მაგალითად, ერთსაფეხურიანი ულტრაბგერითი პროცესი გამოიყენება ბამბის ქსოვილების გამძლე საფარის დასამზადებლად ანტიბაქტერიული ZnO ნანონაწილაკებით.

როგორ მუშაობს ნანო-სტრუქტურირებული მასალების ულტრაბგერითი სინთეზი?

ულტრაბგერითი დამუშავება და სონოქიმია, რომელიც ქიმიურ სისტემებში მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერის გამოყენებას გულისხმობს, ფართოდ გამოიყენება მაღალი ხარისხის ნანომასშტაბის მასალების (მაგ., ნანონაწილაკების, ნანოემულსიების) წარმოებისთვის. ულტრაბგერითი დამუშავება და სონოქიმია შესაძლებელს ხდის ან ხელს უწყობს მაღალი ეფექტურობის მქონე ნანომასშტაბის მასალების წარმოებას. ნანონაწილაკების ულტრაბგერითი სინთეზის უპირატესობა მარტივობა და ეფექტურობაა. მაშინ როდესაც ნანოსტრუქტურული მასალების წარმოების ალტერნატიული მეთოდები მოითხოვს მაღალ ტემპერატურას მთელ მოცულობაში, მაღალ წნევას და/ან რეაქციის ხანგრძლივ დროს, ულტრაბგერითი სინთეზი ხშირად ნანომასალების მარტივი, სწრაფი და ეფექტური წარმოების საშუალებას იძლევა. როგორც სონოქიმიური, ისე სონომექანიკური ეფექტები, რომლებიც მაღალი ინტენსივობის ულტრაბგერით წარმოიქმნება, განაპირობებს ნანომასშტაბის ნაწილაკების სინთეზს ან ფუნქციონალიზაციას/მოდიფიკაციას. მაღალი სიმძლავრის ულტრაბგერითი ტალღების სითხეებში შეყვანა იწვევს აკუსტიკურ კავიტაციას: ბუშტუკების წარმოქმნას, ზრდას და შიგნით მიმართულ კოლაფსს. შედეგად წარმოქმნილი ეფექტები შეიძლება დაიყოს პირველად სონოქიმიად (გაზურ ფაზაში მიმდინარე ქიმიური პროცესები კოლაფსირებადი ბუშტუკების შიგნით), მეორეულ სონოქიმიად (ხსნარის ფაზაში მიმდინარე ქიმიური პროცესები ბუშტუკების გარეთ) და სონომექანიკურ / ფიზიკურ მოდიფიკაციებად (რომლებიც გამოწვეულია სითხის მაღალსიჩქარიანი ჭავლებით, დარტყმითი ტალღებით და/ან სუსპენზიებში ნაწილაკთაშორისი შეჯახებებით). (იხ. Hinman and Suslick, 2017) კავიტაციული ზემოქმედება ნაწილაკებზე იწვევს ზომის შემცირებას, ნანოსტრუქტურირებას (ნანოდისპერსიას, ნანოემულსიფიკაციას), ასევე ნაწილაკების ფუნქციონალიზაციას და მოდიფიკაციას.
გაიგეთ მეტი ნაწილაკების ულტრაბგერითი დაფქვისა და დისპერგირების შესახებ!

ულტრაბგერითი პრობები ნანოსტრუქტურული ფარმაცევტული პრეპარატების სინთეზისთვის

Hielscher Ultrasonics-ს აქვს ხანგრძლივი გამოცდილება მაღალი ეფექტურობის ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების დიზაინში, წარმოებაში, გავრცელებასა და მომსახურებაში ფარმაცევტული და საკვები მრეწველობისთვის.
მაღალი ხარისხის ნანომასშტაბის წამლის ნაწილაკების, ლიპოსომების, მყარი ლიპიდური ნანონაწილაკების, პოლიმერული ნანონაწილაკების, ციკლოდექსტრინული კომპლექსებისა და ვაქცინების მომზადების პროცესებში Hielscher-ის ულტრაბგერითი სისტემები ფართოდ გამოიყენება და ფასდება მათი მაღალი სანდოობისა და მიღებული პროდუქციის უმაღლესი ხარისხის გამო. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აპარატები საშუალებას იძლევა ზუსტი კონტროლი განხორციელდეს პროცესის ყველა პარამეტრზე, როგორიცაა ამპლიტუდა, ტემპერატურა, წნევა და ულტრაბგერითი დამუშავების ენერგია. ინტელექტუალური პროგრამული უზრუნველყოფა ავტომატურად აფიქსირებს ულტრაბგერითი დამუშავების ყველა პარამეტრს (დრო, თარიღი, ამპლიტუდა, ნეტო ენერგია, ჯამური ენერგია, ტემპერატურა, წნევა) ჩაშენებულ SD-ბარათზე. ეს მნიშვნელოვნად ამარტივებს პროცესისა და ხარისხის კონტროლს და ხელს უწყობს კარგი წარმოების პრაქტიკის (GMP) მოთხოვნების შესრულებას.

ულტრაბგერითი შერევის აპარატები ნებისმიერი პროდუქციის მოცულობისთვის

Hielscher Ultrasonics-ის პროდუქციის დიაპაზონი მოიცავს ულტრაბგერითი პროცესორების სრულ სპექტრს, კომპაქტური ლაბორატორიული ულტრაბგერითი აპარატებიდან მაგიდისა და საცდელი სისტემების გავლით, სრულად სამრეწველო ულტრაბგერით პროცესორებამდე, რომლებსაც საათში რამდენიმე სატვირთო მანქანის ტვირთის მოცულობის მასალის დამუშავება შეუძლიათ. სრული პროდუქციის დიაპაზონი საშუალებას გვაძლევს, შემოგთავაზოთ თქვენი პროცესის წარმადობისა და მიზნებისთვის ყველაზე შესაფერისი ულტრაბგერითი შემრევი, რომელიც ძვრის ძალებით მოქმედებს. ეს საშუალებას გაძლევთ, შეიმუშაოთ და გამოსცადოთ თქვენი ტექნოლოგიური პროცესი მცირე ლაბორატორიულ მასშტაბზე და შემდეგ წრფივად გაზარდოთ მისი მასშტაბი საწარმოო წარმადობამდე. მცირე ულტრაბგერითი შემრევიდან უფრო მაღალ წარმადობაზე გადასვლა ძალიან მარტივია, რადგან ულტრაბგერითი შერევის პროცესის მასშტაბი შეიძლება სრულად წრფივად გაიზარდოს პროცესის უკვე დადგენილი პარამეტრების საფუძველზე. მასშტაბის გაზრდა შესაძლებელია ან უფრო მძლავრი ულტრაბგერითი შემრევის დაყენებით, ან რამდენიმე ულტრაბგერითი აპარატის პარალელურად დაჯგუფებით.
ულტრაბგერითი შემრევები ასევე გამოიყენება სითხე-სითხისა და მყარი-სითხის სუსპენზიების სტერილური ჰომოგენიზაციისთვის.

მაღალი ამპლიტუდები ნაწილაკების ნანოსტრუქტურირებისთვის მაღალი ეფექტურობით

Hielscher Ultrasonics-ის სამრეწველო ულტრაბგერით პროცესორებს შეუძლიათ ძალიან მაღალი ამპლიტუდების მიწოდება. 200µm-მდე ამპლიტუდები მარტივად შეიძლება უწყვეტად გამოიყენებოდეს 24/7 რეჟიმში. კიდევ უფრო მაღალი ამპლიტუდებისთვის ხელმისაწვდომია ინდივიდუალურად დამზადებული ულტრაბგერითი სონოტროდები. ულტრაბგერითი სონოტროდები (რქები, პრობები) და რეაქტორები ავტოკლავირებადია. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა საშუალებას იძლევა, რომ ის მუშაობდეს 24/7 რეჟიმში მძიმე დატვირთვით და მოთხოვნად გარემოში.

მარტივი, რისკის გარეშე ტესტირება

ულტრაბგერითი პროცესების მასშტაბი სრულიად წრფივად იზრდება. ეს ნიშნავს, რომ ლაბორატორიული ან მაგიდის ულტრაბგერითი აპარატის გამოყენებით მიღებული ნებისმიერი შედეგი შეიძლება ზუსტად განმეორდეს გაზრდილ მასშტაბზე პროცესის ზუსტად იმავე პარამეტრების გამოყენებით. ეს ულტრაბგერით დამუშავებას იდეალურს ხდის პროდუქტის შემუშავებისა და შემდგომ კომერციულ წარმოებაში დანერგვისთვის.

უმაღლესი ხარისხი – შემუშავებული და დამზადებულია გერმანიაში

როგორც ოჯახის საკუთრებაში მყოფი და ოჯახის მიერ მართული ბიზნესი, Hielscher პრიორიტეტს ანიჭებს თავისი ულტრაბგერითი პროცესორების ხარისხის უმაღლეს სტანდარტებს. ყველა ულტრაბგერითი აპარატი შემუშავებულია, დამზადებულია და საფუძვლიანად მოწმდება ჩვენს სათავო ოფისში, ბერლინის მახლობლად მდებარე ტელტოუში, გერმანიაში. Hielscher-ის ულტრაბგერითი აღჭურვილობის გამძლეობა და სანდოობა მას თქვენს წარმოებაში „მუშა ცხენად“ აქცევს. 24/7 მუშაობა სრული დატვირთვითა და რთულ გარემო პირობებში Hielscher-ის მაღალი წარმადობის ულტრაბგერითი აპარატების ბუნებრივი მახასიათებელია.

თქვენ შეგიძლიათ შეიძინოთ Hielscher-ის ნებისმიერი ზომის ულტრაბგერითი პროცესორები, ზუსტად თქვენი პროცესის მოთხოვნებზე მორგებული კონფიგურაციით. მცირე ლაბორატორიულ ჭიქაში სითხეების დამუშავებიდან სამრეწველო დონეზე სუსპენზიებისა და პასტების უწყვეტ ნაკადში შერევამდე, Hielscher Ultrasonics გთავაზობთ თქვენთვის შესაფერის მაღალი წარმადობის ჰომოგენიზატორს! გთხოვთ, დაგვიკავშირდეთ – ჩვენ სიამოვნებით გირჩევთ იდეალურ ულტრაბგერით კონფიგურაციას!

ქვემოთ მოცემული ცხრილი გაწვდით ინფორმაციას ჩვენი ულტრაბგერითი ჰომოგენიზატორების მიახლოებითი დამუშავების სიმძლავრის შესახებ: