Nanostructurarea cu ultrasunete a antibioticelor

Ultrasonically-asistată de producție de antibiotice poate crește eficacitatea lor, eben împotriva bacteriilor rezistente la medicamente: Numărul tot mai mare de tulpini de bacterii rezistente la antibiotice este o problemă încă nerezolvate a face infecții bacteriene, care au fost tratate cu succes cu antibiotice în ultimele decenii, o amenințare la nivel mondial de sănătate din nou. Nano-structurarea cu ultrasunete a antibioticelor este o tehnică promițătoare pentru a crește eficacitatea antibioticelor, ar fi tetraciclina împotriva bacteriilor rezistente la medicamente.

Antibiotice și bacterii rezistente la antibiotice

Rezistența la antibiotice se întâmplă atunci când germeni precum bacteriile și ciupercile dezvoltă capacitatea de a învinge medicamentele concepute pentru a le ucide. Asta înseamnă că microbii nu sunt uciși și continuă să crească. Infecțiile cauzate de germeni rezistenți la antibiotice sunt dificil și uneori imposibil de tratat.
Rezistența la antibiotice a bacteriilor este atribuită utilizării în mod neadaptate, precum și utilizării greșite a medicamentelor antibiotice. Utilizarea excesivă și utilizarea abuzivă se referă în principal la prescripții necorespunzătoare și la utilizarea
Pentru antibiotice comune, ar fi penicilina, tetraciclina, meticilina, eritromicina, gentamicina, vancomicina, imipemen, ceftazidime, levofloxacin, linezolid, daptomicină, și ceftrarolină, anumite tulpini de bacterii au mutant și dezvoltat rezistență la antibiotice.
Principala cauză a dezvoltării bacteriilor rezistente la antibiotice constă în utilizarea excesivă și utilizarea abuzivă a medicamentelor antibiotice. De fiecare dată când un pacient este administrat antibiotice, bacterii sensibile sunt ucise. Cu toate acestea, dacă există bacterii rezistente, care nu sunt eradicate prin tratamentul medicamentos, ele cresc și se înmulțesc. Astfel, utilizarea repetată și inadecvată a antibioticelor determină creșterea bacteriilor rezistente la medicamente.
Multi-rezistente la medicamente (MDR) bacterii sunt o amenințare gravă pentru sănătate, deoarece acestea nu răspund la tratamentul antibiotic comun, care ar trebui să omoare germenii.
Printre agenții patogeni gram-pozitivi, o pandemie globală de S. aureus rezistent (de exemplu, Staphylococcus aureus rezistent la meticilină; MRSA) și speciile de Enterococcus reprezintă în prezent cea mai mare amenințare. Agenți patogeni gram-negativi, ar fi Enterobacteriaceae (de exemplu, Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa și Acinetobacter devin rezistenți la aproape toate opțiunile de medicamente antibiotice disponibile.

Antibiotice cu ultrasunete Nano-Sized

Nano-produse farmaceutice de dimensiuni sunt cunoscute pentru a excela microni-sized molecule de droguri de multe ori din cauza ratelor crescute de absorbție, biodisponibilitate mai mare, și eficiență superioară. Antibioticele sunt utilizate pe scară largă pentru a trata infecțiibacteriene. Cu toate acestea, dezvoltarea rapidă a tulpinilor de bacterii din ce în ce mai rezistente la medicamente face necesară dezvoltarea de noi sau modificarea medicamentelor antibiotice existente. Reducerea dimensiunii particulelor de antibiotice, ar fi tetraciclina prin sonicare este o strategie ușoară, rapidă și promițătoare pentru a îmbunătăți eficacitatea antibioticelor împotriva tulpinilor de bacterii nerezistente și rezistente.
Citiți mai multe despre nanosuspensiile cu ultrasunete ale API-urilor farmaceutice!

Tetraciclină ultrasonică nanostructurată

Kassirov et al. (2018) a tratat tetraciclina cu ultrasunete pentru a îmbunătăți eficacitatea medicamentului împotriva agenților patogeni. În studiul lor, au folosit Escherichia coli Nova Blue TcR, o tulpină cu rezistență la antibiotice, și E. coli 292–116 (fără rezistență la medicamente). Tetraciclina, un antibiotic comun cu spectru larg, a fost modificată cu ajutorul ultrasonicatorului industrial UIP1000hdT (Hielscher, Germania; vezi imaginea din stânga). Echipa de cercetare a constatat că tratamentul sonochimic cu UIP1000hdT crește eficacitatea proprietăților antibacteriene până la 25% împotriva tulpinii rezistente și până la 100% împotriva tulpinii sensibile. Chiar și o stocare pe termen lung a tetraciclinei nanostructurate la +4ºC nu reduce proprietățile antimicrobiene.
Parametrii de prelucrare cu ultrasunete, ar fi amplitudinea, energia de intrare, și timpul sonicare au fost determinate ca factori critici care influențează schimbarea proprietăților antimicrobiene împotriva celulelor sensibile și rezistente.
Tratamentul cu ultrasunete duce la o distribuție mai uniformă a dimensiunii particulelor de droguri nano-sized, care ar putea duce la o biodisponibilitate mai mare, bioaccesibilitate și, prin urmare, eficacitatea moleculelor de tetraciclină.
Datele obținute arată că modificarea sonochimică a antibioticelor poate fi o nouă abordare promițătoare și ieftină a dezvoltării de noi medicamente eficiente pentru terapia cu antibiotice împotriva tulpinilor de rezistență la medicamente.

Sonicare a tetraciclinei cu UIP1000hdT.
A – Spectre FTIR de tetraciclină "liberă"; B – Spectre ftir de tetraciclină SN după sonicare 5 min; C – Histograma distribuției dimensiunii tetraciclinei "libere"; D – Histograma de distribuție a dimensiunii tetraciclinei SN după sonicare de 5 min.
Studiu și cifră de Kassirov et al. 2018.

Avantajele medicamentelor nanostructurate cu ultrasunete

Sonicare oferă posibilități enorme pentru sinteza unui spectru larg de materiale nanostructurate și este utilizat în multe industrii. Producția cu ultrasunete de nano-produse farmaceutice de dimensiuni, ar fi antibiotice, anti-virale și alte medicamente este foarte promițătoare, deoarece aceste medicamente nano-sized arată adesea o rată de absorbție semnificativ mai mare, biodisponibilitate și eficacitate. Prin urmare, multe formulări îmbunătățite de droguri implică ultrasonication în scopul de a nanostructura molecule de droguri, încapsula droguri în nano-emulsii, nano-lipozomi, niozomi, nanoparticule de lipide solide (SLN), nano-structurate lipide poartă (NLC), și alte complexe de incluziune nano-dimensiuni.

Tratamentul cu ultrasunete al nanomaterialelor cu proprietăți antibacteriene este, de asemenea, utilizat pentru a sintetiza materiale nano-structurate (de exemplu, nano-argint, nano ZnO) și pentru a le aplica la textile pentru fabricarea textilelor medicale antibacteriene și a altor țesături funcționale. De exemplu, un proces cu ultrasunete cu un singur pas este utilizat pentru a fabrica acoperiri durabile din țesături de bumbac cu nanoparticule antibacteriene ZnO.

sinteza cu ultrasunete de nano-structurate materiale de lucru?

Ultrasonicare și sonochimie, care este aplicarea de ultrasunete de mare putere la sistemele chimice, sunt utilizate pe scară largă pentru a produce materiale nano-mijlocii de înaltă calitate (de exemplu, nanoparticule, nano-emulsii). Sonicare și sonochimie permit sau facilitează producția de materiale nano-de înaltă performanță. Avantajul sintezei cu ultrasunete a nanoparticulelor este simplitatea și eficacitatea. În timp ce metodele alternative de producție a materialelor nano-structurate necesită temperaturi ridicate în vrac, presiuni și / sau timpi lungi de reacție, sinteza cu ultrasunete permite adesea o producție facilă, rapidă și eficientă de nanomateriale. Ambele, efecte sonochimice și sonomechanicale generate de ultrasunete de mare intensitate sunt responsabile pentru sinteza sau funcționalizarea / modificarea particulelor nano-dimensionate. Cuplarea undelor ultrasonice de mare putere în lichide duce la cavitație acustică: formarea, creșterea și colapsul imploziv al bulelor și poate fi clasificat ca sonochimie primară (chimie în fază gazoasă care apare în interiorul bulelor care se prăbușesc), sonochimie secundară (chimie soluție-fază care apare în afara bulelor) și modificări sonomechanice / fizice (cauzate de jeturi lichide de mare viteză, unde de șoc și/sau coliziuni inter-particule în slurries). (vezi Hinman și Suslick, 2017) Impactul cavitațional asupra particulelor are ca rezultat reducerea dimensiunii, nanostructurarea (nano dispersie, nanoemulsificare), precum și în funcționalizarea și modificarea particulelor.
Citiți mai multe despre frezarea cu ultrasunete și dispersarea particulelor!

Sonde cu ultrasunete pentru sinteza nano-structurate farmaceutice

Hielscher cu ultrasunete este mult timp cu experiență în proiectarea, fabricarea, distribuția și serviciul de omogenizatoare cu ultrasunete de înaltă performanță pentru industria farmaceutică și alimentară.
Pregătirea de înaltă calitate nano-sized particule de droguri, lipozomi, nanoparticule lipidice solide, nanoparticule polimerice, complexe de ciclodextrină, și vaccinuri sunt procese, în care sistemele cu ultrasunete Hielscher sunt utilizate pe scară largă și sunt apreciate pentru fiabilitatea lor ridicată și producția de calitate superioară. Ultrasonicators Hielscher permite controlul precis asupra tuturor parametrilor de proces, ar fi amplitudinea, temperatura, presiunea și energia sonicare. Software-ul inteligent protocoale automat toți parametrii sonicare (timp, data, amplitudinea, energia netă, energie totală, temperatură, presiune) pe built-in SD-card. Acest lucru facilitează în mod semnificativ procesul și controlul calității și ajută la îndeplinirea bunelor practici de fabricație (GMP).

Mixere cu ultrasunete pentru fiecare capacitate de produs

Hielscher Ultrasonics gama de produse acoperă întregul spectru de procesoare cu ultrasunete de la ultrasonicators de laborator compact peste bench-top și sisteme pilot la procesoare cu ultrasunete complet industriale, cu capacitatea de a procesa camioane pe oră. Gama completă de produse ne permite să vă oferim cel mai potrivit mixer de forfecare cu ultrasunete pentru capacitatea de proces și obiectivele. Acest lucru vă permite să dezvolte și să testeze cererea dumneavoastră în dimensiuni mici de laborator și scară apoi liniar la capacitatea de producție. Scala-up de la un mixer cu ultrasunete mai mici la capacități de procesare mai mari este foarte simplu, deoarece procesul de amestecare cu ultrasunete poate fi complet liniar scalate de la parametrii de proces stabilite. Up-scalare se poate face fie prin instalarea unei unități mai puternice mixer cu ultrasunete sau clustering mai multe ultrasonicators în paralel.
Agitatoare cu ultrasunete sunt, de asemenea, utilizate pentru omogenizarea sterilă a suspensiilor lichid-lichid și solid-lichid.

Amplitudini mari pentru particulele nanostructura cu eficiență ridicată

Hielscher Ultrasonics’ procesoare industriale cu ultrasunete poate oferi amplitudini foarte mari. Amplitudinile de până la 200μm pot fi ușor de rulat continuu în funcționare 24/7. Pentru amplitudini chiar mai mare, sonotrodes cu ultrasunete personalizate sunt disponibile. Sonotrodes cu ultrasunete (coarne, sonde) și reactoare sunt autoclavabile. Robustețea echipamentului cu ultrasunete Hielscher permite funcționarea 24/7 la sarcini grele și în medii solicitante.

Testare ușoară, fără riscuri

Procesele cu ultrasunete pot fi complet liniare scalate. Acest lucru înseamnă că fiecare rezultat pe care le-ați realizat folosind un laborator sau banc-top ultrasonicator, poate fi scalate la exact aceeași ieșire folosind exact aceiași parametri de proces. Acest lucru face ultrasonication ideal pentru dezvoltarea produsului și punerea în aplicare ulterioară în producția comercială.

Cea mai înaltă calitate – Proiectat și fabricat în Germania

Ca o afacere de familie și administrată de o familie, Hielscher prioritizează cele mai înalte standarde de calitate pentru procesoarele sale cu ultrasunete. Toate ultrasonicators sunt proiectate, fabricate și testate temeinic în sediul nostru din Teltow lângă Berlin, Germania. Robustețea și fiabilitatea echipamentului cu ultrasunete Hielscher face un cal de lucru în producția dumneavoastră. 24/7 funcționarea sub sarcină completă și în medii solicitante este o caracteristică naturală a ultrasonicators hielscher de înaltă performanță.

Puteți cumpăra procesoare hielscher cu ultrasunete în orice dimensiune diferită și exact configurat la cerințele de proces. De la tratarea fluidelor într-un pahar de laborator mic la fluxul continuu-prin amestecarea slurries și paste la nivel industrial, Hielscher Ultrasonics oferă un omogenizator adecvat de înaltă performanță pentru tine! Va rugam sa ne contactati – suntem bucuroși să vă recomandăm configurarea ideală cu ultrasunete!

Tabelul de mai jos vă oferă o indicație a capacității de procesare aproximativă a ultrasonicators noastre: