Hielscher Echografietechniek

Ultrasone Nanostructurering van Antibiotica

Ultrasonisch geassisteerde productie van antibiotica kan de effectiviteit ervan verhogen, eben tegen medicijnresistente bacteriën: Het toenemende aantal antibioticaresistente bacteriestammen is een nog onopgelost probleem, waardoor bacteriële infecties, die de afgelopen decennia met succes met antibiotica zijn behandeld, weer een wereldwijde bedreiging voor de gezondheid vormen. Ultrasone nano-structurering van antibiotica is een veelbelovende techniek om de effectiviteit van antibiotica zoals tetracycline tegen resistente bacteriën te vergroten.

Antibiotica en antibiotica-resistente bacteriën

Escherichia coli bacteriën betrouwbaar gelyseerd in een ultrasone weefselhomogenisers.Antibioticaresistentie ontstaat wanneer ziektekiemen zoals bacteriën en schimmels het vermogen ontwikkelen om de medicijnen te verslaan die ontworpen zijn om ze te doden. Dat betekent dat de ziektekiemen niet gedood worden en blijven groeien. Infecties veroorzaakt door antibiotica-resistente kiemen zijn moeilijk, en soms onmogelijk, te behandelen.
Antibioticaresistentie van bacteriën wordt toegeschreven aan zowel het overmatig gebruik als het misbruik van antibiotica. Overmatig gebruik en misbruik hebben vooral te maken met ongepaste voorschriften en extensief landbouwgebruik.
Voor gewone antibiotica zoals peniciline, tetracycline, methicilline, erytromycine, gentamicine, vancomycine, imipemen, ceftazidime, levofloxacine, linezolid, daptomycine en ceftraroline, hebben bepaalde bacteriestammen een gemuteerde en ontwikkelde antibioticaresistentie.
De belangrijkste oorzaak van de ontwikkeling van antibioticaresistente bacteriën ligt in het overmatig gebruik en misbruik van antibiotica. Elke keer dat een patiënt antibiotica krijgt toegediend, worden gevoelige bacteriën gedood. Als er echter resistente bacteriën zijn, die niet worden uitgeroeid door de medicijnbehandeling, groeien ze en vermenigvuldigen ze zich. Het herhaalde en oneigenlijke gebruik van antibiotica leidt tot een toename van resistente bacteriën.
Multi-Drug Resistant (MDR) bacteriën vormen een ernstige bedreiging voor de gezondheid omdat ze niet reageren op de gebruikelijke antibiotica behandeling, die de ziektekiemen zou moeten doden.
Onder de gram-positieve ziekteverwekkers vormt een wereldwijde pandemie van resistente S. aureus (bijv. methicillineresistente Staphylococcus aureus; MRSA) en Enterococcus-soorten momenteel de grootste bedreiging. Gram-negatieve ziekteverwekkers zoals Enterobacteriaceae (bijv. Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa en Acinetobacter worden resistent tegen bijna alle beschikbare antibiotica.

Ultrasonic processor UIP1000hdT for the nano-structuring of antibiotics in order to increase their effectiveness against antibiotic-resistant bacteria strains.

UIP1000hdT – een 1kW krachtige ultrasone processor voor de nano-structurering van antibiotica zoals tetracycline om hun effectiviteit tegen antibiotica-resistente bacteriën te verhogen

Informatieaanvraag




Let op onze Privacybeleid.


Ultrasonisch Nano-Sized Antibiotica

Van nano-afmetingen van geneesmiddelen is bekend dat ze uitblinken in micronformaat geneesmiddelenmoleculen, vaak als gevolg van een hogere absorptiegraad, een hogere biobeschikbaarheid en een superieure effectiviteit. Antibiotica worden op grote schaal gebruikt om bacteriële infecties te behandelen. De snelle ontwikkeling van steeds meer medicijnresistente bacteriestammen maakt echter de ontwikkeling van nieuwe of de aanpassing van bestaande antibiotica noodzakelijk. Het verminderen van de deeltjesgrootte van antibiotica zoals tetracycline via sonicatie is een gemakkelijke, snelle en veelbelovende strategie om de effectiviteit van antibiotica tegen niet-resistente en resistente bacteriestammen te verbeteren.

Ultrasonisch NanoStructured Tetracycline

De UIP1000hdT kan worden gebruikt voor bekerglas ultrasoonapparaat alsook met stroom cel reactor (klik om te vergroten!)Kassirov et al. (2018) behandelden tetracycline ultrasonisch om de effectiviteit van het middel tegen ziekteverwekkers te verbeteren. In hun studie gebruikten zij Escherichia coli Nova Blue TcR, een stam met antibioticaresistentie, en E. coli 292-116 (zonder medicijnresistentie). Tetracycline, een gemeenschappelijk breedspectrumantibioticum, werd gemodificeerd met behulp van een industriële ultrasonicator. UIP1000hdT (Hielscher, Duitsland; zie foto links). Het onderzoeksteam vond dat de sonochemische behandeling met de UIP1000hdT de effectiviteit van de antibacteriële eigenschappen verhoogt tot 25% tegen de resistente stam en tot 100% tegen de gevoelige stam. Zelfs een langdurige opslag van de nanogestructureerde tetracycline bij +4ºC vermindert de antimicrobiële eigenschappen niet.
De ultrasone verwerkingsparameters zoals amplitude, energie-input en sonische tijd werden bepaald als kritische factoren die de verandering in antimicrobiële eigenschappen tegen zowel gevoelige als resistente cellen beïnvloeden.
De ultrasone behandeling resulteert in een meer uniforme verdeling van de deeltjesgrootte van de nanogrootte van de medicijndeeltjes, wat kan leiden tot een hogere biobeschikbaarheid, bio-toegankelijkheid en daarmee effectiviteit van de tetracyclinemoleculen.
De verkregen gegevens tonen aan dat sonochemische modificatie van antibiotica een nieuwe veelbelovende en goedkope benadering kan zijn voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen die effectief zijn voor antibiotica-therapie tegen medicijnresistentiestammen.

Ultrasonic nanostructuring of the antibiotic drug tetracycline increases the effectiveness against drug-resistant bacteria.

Sonicatie van tetracycline met de UIP1000hdT.
A - FTIR-spectra van "vrije" tetracycline; B - FTIR-spectra van SN tetracycline na 5 min. sonicatie; C - Histogram van de grootteverdeling van "vrije" tetracycline; D – Grootteverdeling histogram van SN tetracycline na 5 min. sonicatie.
Studie en cijfer van Kassirov et al. 2018.

Ultrasone processor UIP2000hdT (2kW) met geroerde batchreactor

ultrasone Processor UIP2000hdT (2 kW) met batchreactor

Voordelen van Ultrasone Nanogestructureerde Geneesmiddelen

Ultrasonicatie biedt enorme mogelijkheden voor de synthese van een breed spectrum aan nanogestructureerde materialen en wordt in vele industrieën gebruikt. Ultrasone productie van nanofarmaceutische producten zoals antibiotica, antivirale middelen en andere geneesmiddelen is zeer veelbelovend, aangezien deze nanofarmaceutische producten vaak een aanzienlijk hogere absorptiegraad, biologische beschikbaarheid en effectiviteit hebben. Daarom zijn er veel verbeterde medicijnformuleringen waarbij ultrasoonbehandeling nodig is om de moleculen van het geneesmiddel nano te structureren, geneesmiddelen in te kapselen in nano-emulsies, nanoliposomen, vaste-lipide nanodeeltjes (SLN's), nanogestructureerde lipiden (NLC's) en andere nanogrootte-inclusiecomplexen.

Ultrasone Formulering van Nano-Sized Drugs

  • Ultrasone nano-emulsies
  • Ultrasone Liposomen
  • Ultrasone Niosomen
  • Ultrasone vaste-lipide nanodeeltjes (SLN's)
  • Ultrasone Nanogestructureerde Lipid Carriers (NLC's)
  • Ultrasone insluitingscomplexatie
  • Ultrasonisch gedoteerde en gefunctionaliseerde nanodeeltjes
  • Ultrasone Vaccin Formuleringen
  • Ultrasone formulering van intranasaal vaccin

Ultrasone behandeling van nanomaterialen met antibacteriële eigenschappen wordt ook gebruikt om nano-gestructureerde materialen (bijv. nanozilver, nano ZnO) te synthetiseren en toe te passen op textiel voor de productie van antibacterieel medisch textiel en andere functionele stoffen. Zo wordt bijvoorbeeld een ultrasoon proces in één stap gebruikt om duurzame coatings van katoenen stoffen met antibacteriële ZnO-nanopartikels te fabriceren.

Het voordeel van Ultrasone Synthese van Nano-Sized Drugs

  • Reductie van de deeltjesgrootte met hoge prestaties
  • Exacte controle over procesparameters
  • Snelle procedure
  • Niet-thermische, nauwkeurige tempocontrole
  • lineaire schaalbaarheid
  • reproduceerbaarheid
  • Processtandaardisatie / GMP
  • Autoclaveerbare sondes en reactoren
  • CIP / SIP
  • Exacte controle over deeltjesgrootte en inkapseling
  • Hoge drugbelasting van werkzame stoffen

Hoe werkt Ultrasone Synthese van Nano Gestructureerde Materialen?

Ultrasoon en sonochemie, de toepassing van hoog vermogen ultrasoon geluid op chemische systemen, worden op grote schaal gebruikt om hoogwaardige nanomaterialen te produceren (bijv. nanodeeltjes, nano-emulsies). Sonicatie en sonochemie maken de productie van hoogwaardige nanomaterialen mogelijk of vergemakkelijken deze. Het voordeel van ultrasone synthese van nanodeeltjes is de eenvoud en effectiviteit. Terwijl alternatieve productiemethoden van nano-gestructureerde materialen hoge bulktemperaturen, druk en/of lange reactietijden vereisen, maakt ultrasone synthese vaak een vlotte, snelle en efficiënte productie van nanomaterialen mogelijk. Zowel sonochemische als sonomechanische effecten die worden gegenereerd door ultrasonica met een hoge intensiteit zijn verantwoordelijk voor de synthese of functionalisering/modificatie van nanomaterialen. Het koppelen van ultrasone golven met een hoog vermogen aan vloeistoffen resulteert in akoestische cavitatie: de vorming, groei en implosieve instorting van belletjes, en kan worden gecategoriseerd als primaire sonochemie (gasfase chemie die voorkomt in instortende belletjes), secundaire sonochemie (oplossingsfase chemie die voorkomt buiten de belletjes), en sonomechanische / fysische modificaties (veroorzaakt door hogesnelheids vloeistofstralen, schokgolven, en/of interdeeltjesbotsingen in slurries). (cf. Hinman en Suslick, 2017) De cavitatie-impact op deeltjes resulteert in grootteverkleining, nano-structurering (nano-dispersie, nano-emulsificatie), alsook in de functionalisering en modificatie van de deeltjes.
Lees meer over ultrasoon frezen en het verspreiden van deeltjes!

Ultrasone Nanostructurering van Deeltjes

Ultrasone sondes voor de synthese van nano-gestructureerde geneesmiddelen

Hielscher Ultrasonic heeft jarenlange ervaring in het ontwerp, de productie, de distributie en de service van hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor de farmaceutische en voedingsindustrie.
De bereiding van hoogwaardige nanodeeltjes, liposomen, vaste lipide nanodeeltjes, polymere nanodeeltjes, cyclodextrinecomplexen en vaccins zijn processen, waarbij Hielscher ultrasone systemen op grote schaal worden gebruikt en worden gewaardeerd om hun hoge betrouwbaarheid en superieure kwaliteit. Hielscher ultrasoonsystemen maken een nauwkeurige controle mogelijk over alle procesparameters, zoals amplitude, temperatuur, druk en sonische energie. De intelligente software protocolleert automatisch alle geluidsparameters (tijd, datum, amplitude, netto-energie, totale energie, temperatuur, druk) op de ingebouwde SD-kaart. Dit vergemakkelijkt de proces- en kwaliteitscontrole aanzienlijk en helpt bij het voldoen aan Good Manufacturing Practices (GMP).

Ultrasone mengers voor elke productcapaciteit

Nauwkeurige controle over de ultrasone procesparameters door Hielscher Ultrasonics' intelligente softwareHet Hielscher Ultrasonics productassortiment omvat het volledige spectrum van ultrasone processoren, van compacte ultrasone laboratorium ultrasone systemen over bench-top en pilot systemen tot volledig industriële ultrasone processoren met de capaciteit om vrachtwagenladingen per uur te verwerken. Het volledige productassortiment stelt ons in staat om u de meest geschikte ultrasone afschuifmixer aan te bieden voor uw procescapaciteit en doelstellingen. Dit stelt u in staat om uw toepassing te ontwikkelen en te testen in kleine labo's en deze vervolgens lineair op te schalen naar de productiecapaciteit. Het opschalen van een kleinere ultrasone mixer naar hogere verwerkingscapaciteiten is zeer eenvoudig omdat het ultrasone mengproces volledig lineair kan worden geschaald vanuit uw vastgestelde procesparameters. Up-scaling kan worden gedaan door het installeren van een krachtigere ultrasone mixerunit of door het clusteren van meerdere ultrasoonmixers parallel.

Hoge Amplituden naar Nanostructuur Deeltjes met een hoog rendement

Hielscher Ultrasonics’ industriële ultrasone processoren kunnen zeer hoge amplitudes leveren. Amplituden tot 200µm kunnen gemakkelijk continu worden uitgevoerd in 24 uur per dag, 7 dagen per week. Voor nog hogere amplitudes zijn aangepaste ultrasone sonotrodes beschikbaar. Ultrasone sonotrodes (hoorns, sondes) en reactoren zijn autoclaveerbaar. De robuustheid van Hielscher's ultrasone apparatuur maakt het mogelijk om 24 uur per dag, 7 dagen per week en in veeleisende omgevingen te werken.

Gemakkelijk, risicovrij testen

Ultrasone processen kunnen volledig lineair geschaald worden. Dit betekent dat elk resultaat dat u hebt bereikt met behulp van een laboratorium of bench-top ultrasonicator, kan worden geschaald naar exact dezelfde output met behulp van exact dezelfde procesparameters. Dit maakt ultrasoon ultrasoon ideaal voor productontwikkeling en de daaropvolgende implementatie in de commerciële productie.

Hoogste kwaliteit – Ontworpen en geproduceerd in Duitsland

Als familiebedrijf en familiebedrijf stelt Hielscher de hoogste kwaliteitseisen aan zijn ultrasone processoren. Alle ultrasone processoren worden ontworpen, gefabriceerd en grondig getest in ons hoofdkantoor in Teltow bij Berlijn, Duitsland. Robuustheid en betrouwbaarheid van Hielscher's ultrasoon apparatuur maken het een werkpaard in uw productie. 24 uur per dag, 7 dagen per week, onder volle belasting en in veeleisende omgevingen is een natuurlijk kenmerk van Hielscher's hoogwaardige ultrasoonsystemen.

U kunt Hielscher ultrasone processoren kopen in elk gewenst formaat en exact geconfigureerd volgens uw procesvereisten. Van het behandelen van vloeistoffen in een kleine laboratoriumbeker tot het continu doorstromen van slurries en pasta's op industrieel niveau, Hielscher Ultrasonics biedt een geschikte high-performance homogenisator voor u! Neem contact met ons op – Wij adviseren u graag de ideale ultrasone opstelling!

UP400St for molecularly imprinted polymer synthesis

UP400St – 400W krachtige ultrasone processor voor sonochemische toepassingen

Onderstaande tabel geeft een indicatie van de geschatte verwerkingscapaciteit van onze ultrasonicators:

batch Volume Stroomsnelheid Aanbevolen apparaten
1 tot 500 ml 10 tot 200 ml / min UP100H
10 tot 2000 ml 20 tot 400 ml / min Uf200 ः t, UP400St
0.1 tot 20L 0.2 tot 4L / min UIP2000hdT
10 tot 100L 2 tot 10 l / min UIP4000hdT
na 10 tot 100 l / min UIP16000
na grotere cluster van UIP16000

Neem contact met ons op! / Vraag ons!

Vraag voor meer informatie

Gebruik het onderstaande formulier om aanvullende informatie aan te vragen over ultrasone processoren, toepassingen en prijs. Wij bespreken graag uw proces met u en bieden u een ultrasoon systeem aan dat aan uw eisen voldoet!









Let op onze Privacybeleid.


Ultrasonic high-shear homogenizers are used in lab, bench-top, pilot and industrial processing.

Hielscher Ultrasonics produceert hoogwaardige ultrasone homogenisatoren voor mengtoepassingen, dispersie, emulsificatie en extractie op laboratorium-, pilot- en industriële schaal.

Literatuur / Referenties