Nanostrukturimi i antibiotikëve me ultratinguj

Prodhimi i antibiotikëve me ndihmën e ultratingujve mund të rrisë efektivitetin e tyre, edhe kundër baktereve rezistente ndaj barnave: Numri në rritje i shtameve bakteriale rezistente ndaj antibiotikëve është një problem ende i pazgjidhur, që i bën infeksionet bakteriale, të cilat janë trajtuar me sukses me antibiotikë gjatë dekadave të fundit, sërish një kërcënim për shëndetin në mbarë botën. Nanostrukturimi i antibiotikëve me ultratinguj është një teknikë premtuese për të rritur efektivitetin e antibiotikëve si tetraciklina kundër baktereve rezistente ndaj barnave.

Antibiotikët dhe bakteret rezistente ndaj antibiotikëve

Rezistenca ndaj antibiotikëve shfaqet kur mikroorganizmat si bakteret dhe kërpudhat zhvillojnë aftësinë për t’u bërë ballë barnave të krijuara për t’i vrarë. Kjo do të thotë se mikroorganizmat nuk vriten dhe vazhdojnë të rriten. Infeksionet e shkaktuara nga mikroorganizmat rezistentë ndaj antibiotikëve janë të vështira dhe ndonjëherë të pamundura për t’u trajtuar.
Rezistenca e baktereve ndaj antibiotikëve i atribuohet përdorimit të tepërt, si edhe përdorimit të gabuar të barnave antibiotike. Përdorimi i tepërt dhe përdorimi i gabuar lidhen kryesisht me përshkrimin e papërshtatshëm të tyre dhe përdorimin e gjerë në bujqësi
Për antibiotikë të zakonshëm si penicilina, tetraciklina, meticilina, eritromicina, gentamicina, vankomicina, imipemen, ceftazidima, levofloksacina, linezolidi, daptomicina dhe ceftraroline, disa shtame bakteriale kanë pësuar mutacione dhe kanë zhvilluar rezistencë ndaj antibiotikëve.
Shkaku kryesor i zhvillimit të baktereve rezistente ndaj antibiotikëve qëndron në përdorimin e tepërt dhe përdorimin e gabuar të barnave antibiotike. Sa herë që një pacienti i jepen antibiotikë, bakteret e ndjeshme vriten. Megjithatë, nëse ka baktere rezistente që nuk eliminohen nga trajtimi me barna, ato rriten dhe shumohen. Kështu, përdorimi i përsëritur dhe i papërshtatshëm i antibiotikëve shkakton shtimin e baktereve rezistente ndaj barnave.
Bakteret rezistente ndaj shumë barnave (MDR) përbëjnë një kërcënim serioz për shëndetin, pasi nuk i përgjigjen trajtimit të zakonshëm me antibiotikë, i cili supozohet se i vret mikroorganizmat.
Ndër patogjenët gram-pozitivë, një pandemi globale e S. aureus rezistent (p.sh., Staphylococcus aureus rezistent ndaj meticilinës; MRSA) dhe e llojeve të gjinisë Enterococcus përbën aktualisht kërcënimin më të madh. Patogjenët gram-negativë si Enterobacteriaceae (p.sh., Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa dhe Acinetobacter po bëhen rezistentë ndaj pothuajse të gjitha alternativave të disponueshme të barnave antibiotike.

Antibiotikë me përmasa nanometrike të përftuara me ultratinguj

Dihet se preparatet farmaceutike me përmasa nanometrike shpesh ua kalojnë molekulave të barnave me përmasa mikrometrike për shkak të shpejtësisë së rritur të përthithjes, biodisponueshmërisë më të lartë dhe efektivitetit më të madh. Antibiotikët përdoren gjerësisht për trajtimin e infeksioneve bakteriale. Megjithatë, zhvillimi i shpejtë i gjithnjë e më shumë shtameve bakteriale rezistente ndaj barnave e bën të nevojshëm zhvillimin e barnave të reja antibiotike ose modifikimin e atyre ekzistuese. Zvogëlimi i madhësisë së grimcave të antibiotikëve si tetraciklina nëpërmjet sonikimit është një strategji e lehtë, e shpejtë dhe premtuese për të përmirësuar efektivitetin e antibiotikëve kundër shtameve bakteriale jorezistente dhe rezistente.
Lexoni më shumë rreth nanosuspensioneve të përbërësve farmaceutikë aktivë (API) të përftuara me ultratinguj!

Tetraciklinë e nanostrukturuar me ultratinguj

Kassirov et al. (2018) e trajtuan tetraciklinën me ultratinguj për të përmirësuar efektivitetin e barit kundër patogjenëve. Në studimin e tyre, ata përdorën Escherichia coli Nova Blue TcR, një shtam me rezistencë ndaj antibiotikëve, dhe E. coli 292–116 (pa rezistencë ndaj barnave). Tetraciklina, një antibiotik i zakonshëm me spektër të gjerë, u modifikua duke përdorur aparatin industrial me ultratinguj UIP1000hdT (Hielscher, Gjermani; shihni figurën majtas). Ekipi kërkimor zbuloi se trajtimi sonokimik me UIP1000hdT rrit efektshmërinë e vetive antibakteriale deri në 25% kundër shtamit rezistent dhe deri në 100% kundër shtamit të ndjeshëm. Edhe ruajtja afatgjatë e tetraciklinës së nanostrukturuar në +4ºC nuk i zvogëlon vetitë antimikrobike.
Parametrat e përpunimit me ultratinguj, si amplituda, energjia e aplikuar dhe koha e sonikimit, u përcaktuan si faktorë kritikë që ndikojnë në ndryshimin e vetive antimikrobike kundër qelizave si të ndjeshme, ashtu edhe rezistente.
Trajtimi me ultratinguj sjell një shpërndarje më uniforme të madhësisë së grimcave të barit me përmasa nanometrike, gjë që mund të çojë në biodisponueshmëri, bioaksesueshmëri dhe, rrjedhimisht, efektshmëri më të lartë të molekulave të tetraciklinës.
Të dhënat e përftuara tregojnë se modifikimi sonokimik i antibiotikëve mund të jetë një qasje e re, premtuese dhe me kosto të ulët për zhvillimin e barnave të reja të efektshme për terapinë me antibiotikë kundër shtameve rezistente ndaj barnave.

Sonikimi i tetraciklinës me UIP1000hdT.
A – Spektrat FTIR të tetraciklinës “së lirë”; B – Spektrat FTIR të tetraciklinës SN pas 5 min sonikimi; C – Histogrami i shpërndarjes së madhësisë së tetraciklinës “së lirë”; D – Histogrami i shpërndarjes së madhësisë së tetraciklinës SN pas 5 min sonikimi.
Studimi dhe figura nga Kassirov et al. 2018.

Përparësitë e barnave të nanostrukturuara me ultratinguj

Trajtimi me ultratinguj ofron mundësi të jashtëzakonshme për sintezën e një game të gjerë materialesh të nanostrukturuara dhe përdoret në shumë industri. Prodhimi me ultratinguj i preparateve farmaceutike me përmasa nanometrike, si antibiotikët, antiviralët dhe barna të tjera, është shumë premtues, pasi këto barna me përmasa nanometrike shpesh shfaqin një shpejtësi përthithjeje, biodisponueshmëri dhe efektshmëri dukshëm më të lartë. Prandaj, shumë formulime të përmirësuara të barnave përfshijnë trajtimin me ultratinguj për të nanostrukturuar molekulat e barnave dhe për të kapsuluar barnat në nanoemulsione, nanolipozome, niozome, nanogrimca lipidike të ngurta (SLNs), bartës lipidikë të nanostrukturuar (NLCs) dhe komplekse të tjera përfshirjeje me përmasa nanometrike.

Trajtimi me ultratinguj i nanomaterialeve me veti antibakteriale përdoret gjithashtu për të sintetizuar materiale të nanostrukturuara (p.sh. nanoargjend, nano ZnO) dhe për t’i aplikuar ato në tekstile, me qëllim prodhimin e tekstileve mjekësore antibakteriale dhe pëlhurave të tjera funksionale. Për shembull, një proces me ultratinguj me një hap të vetëm përdoret për të krijuar veshje të qëndrueshme mbi pëlhura pambuku me nanogrimca antibakteriale ZnO.

Si funksionon sinteza me ultratinguj e materialeve të nanostrukturuara?

Trajtimi me ultratinguj dhe sonokimia, e cila është zbatimi i ultratingujve me fuqi të lartë në sisteme kimike, përdoren gjerësisht për të prodhuar materiale me përmasa nanometrike dhe cilësi të lartë (p.sh., nanogrimca, nanoemulsione). Sonikimi dhe sonokimia mundësojnë ose lehtësojnë prodhimin e materialeve me përmasa nanometrike dhe performancë të lartë. Përparësia e sintezës së nanogrimcave me ultratinguj është thjeshtësia dhe efektiviteti. Ndërsa metodat alternative të prodhimit të materialeve të nanostrukturuara kërkojnë temperatura të larta në masën e materialit, presione të larta dhe / ose kohë të gjata reaksioni, sinteza me ultratinguj shpesh mundëson prodhim të lehtë, të shpejtë dhe efikas të nanomaterialeve. Si efektet sonokimike, ashtu edhe ato sonomekanike të krijuara nga ultratingujt me intensitet të lartë janë përgjegjëse për sintezën ose funksionalizimin/modifikimin e grimcave me përmasa nanometrike. Transmetimi i valëve ultrasonike me fuqi të lartë në lëngje shkakton kavitacion akustik: formimin, rritjen dhe kolapsin imploziv të flluskave, dhe mund të kategorizohet si sonokimi parësore (kimi në fazën e gaztë që zhvillohet brenda flluskave gjatë kolapsit), sonokimi dytësore (kimi në fazën e tretësirës që zhvillohet jashtë flluskave) dhe modifikime sonomekanike / fizike (të shkaktuara nga rryma lëngu me shpejtësi të lartë, valë goditëse dhe/ose përplasje ndërmjet grimcave në suspensione). (krh. Hinman dhe Suslick, 2017) Ndikimi i kavitacionit mbi grimcat sjell zvogëlim të përmasave, nanostrukturim (nanodispersion, nanoemulsifikim), si dhe funksionalizim dhe modifikim të grimcave.
Lexoni më shumë rreth bluarjes dhe shpërndarjes së grimcave me ultratinguj!

Sonda ultrasonike për sintezën e preparateve farmaceutike të nanostrukturuara

Hielscher Ultrasonic ka përvojë shumëvjeçare në projektimin, prodhimin, shpërndarjen dhe servisimin e homogjenizuesve ultrasonikë me performancë të lartë për industrinë farmaceutike dhe ushqimore.
Përgatitja e grimcave të barnave me përmasa nanometrike dhe cilësi të lartë, liposomeve, nanogrimcave lipidike të ngurta, nanogrimcave polimerike, komplekseve të ciklodekstrinës dhe vaksinave janë procese në të cilat sistemet ultrasonike Hielscher përdoren gjerësisht dhe vlerësohen për besueshmërinë e tyre të lartë dhe cilësinë superiore të produktit të përftuar. Pajisjet ultrasonike Hielscher mundësojnë kontroll të saktë mbi të gjithë parametrat e procesit, si amplituda, temperatura, presioni dhe energjia e sonikimit. Softueri inteligjent regjistron automatikisht të gjithë parametrat e sonikimit (kohën, datën, amplitudën, energjinë neto, energjinë totale, temperaturën, presionin) në kartën SD të integruar. Kjo lehtëson ndjeshëm kontrollin e procesit dhe të cilësisë dhe ndihmon në përmbushjen e Praktikave të Mira të Prodhimit (GMP).

Përzierës ultrasonikë për çdo kapacitet prodhimi

Gama e produkteve të Hielscher Ultrasonics mbulon të gjithë spektrin e procesorëve ultrasonikë, nga pajisjet ultrasonike laboratorike kompakte, përmes sistemeve të tavolinës dhe atyre pilot, deri te procesorët ultrasonikë plotësisht industrialë me kapacitet për të përpunuar ngarkesa të tëra kamionësh në orë. Gama e plotë e produkteve na mundëson t’ju ofrojmë përzierësin ultrasonik me forca prerëse më të përshtatshëm për kapacitetin dhe objektivat e procesit tuaj. Kjo ju mundëson ta zhvilloni dhe ta testoni aplikimin tuaj në shkallë të vogël laboratorike dhe më pas ta zmadhoni në mënyrë lineare deri në kapacitetin e prodhimit. Kalimi nga një përzierës ultrasonik më i vogël në kapacitete më të larta përpunimi është shumë i thjeshtë, pasi procesi i përzierjes me ultratinguj mund të zmadhohet në mënyrë plotësisht lineare duke u bazuar në parametrat e përcaktuar të procesit tuaj. Rritja e shkallës mund të kryhet duke instaluar një njësi përzierëse ultrasonike më të fuqishme ose duke grupuar disa pajisje ultrasonike në paralel.
Përzierësit ultrasonikë përdoren gjithashtu për homogjenizimin steril të suspensioneve lëng–lëng dhe të ngurtë–lëng.

Amplituda të larta për nanostrukturimin e grimcave me efikasitet të lartë

Procesorët industrialë me ultratinguj të Hielscher Ultrasonics mund të ofrojnë amplituda shumë të larta. Amplituda deri në 200µm mund të mbahen lehtësisht në mënyrë të vazhdueshme gjatë funksionimit 24/7. Për amplituda edhe më të larta, ofrohen sonotroda ultrasonike të përshtatura sipas kërkesave. Sonotrodat ultrasonike (brirët, sondat) dhe reaktorët mund të sterilizohen në autoklavë. Qëndrueshmëria e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher mundëson funksionimin 24/7 me ngarkesë të rëndë dhe në mjedise me kërkesa të larta.

Testim i lehtë dhe pa rrezik

Proceset me ultratinguj mund të shkallëzohen plotësisht në mënyrë lineare. Kjo do të thotë se çdo rezultat që keni arritur duke përdorur një pajisje laboratorike ose tavoline me ultratinguj mund të shkallëzohet për të dhënë saktësisht të njëjtin rezultat, duke përdorur saktësisht të njëjtët parametra të procesit. Kjo e bën trajtimin me ultratinguj ideal për zhvillimin e produkteve dhe zbatimin e mëvonshëm në prodhimin tregtar.

Cilësia më e lartë – Projektuar dhe prodhuar në Gjermani

Si biznes në pronësi dhe nën drejtimin e një familjeje, Hielscher u jep përparësi standardeve më të larta të cilësisë për procesorët e vet me ultratinguj. Të gjitha pajisjet me ultratinguj projektohen, prodhohen dhe testohen me imtësi në selinë tonë në Teltow pranë Berlinit, Gjermani. Qëndrueshmëria dhe besueshmëria e pajisjeve me ultratinguj të Hielscher i bëjnë ato një mbështetje të palodhur në prodhimin tuaj. Funksionimi 24/7 me ngarkesë të plotë dhe në mjedise me kërkesa të larta është një karakteristikë e natyrshme e pajisjeve me ultratinguj me performancë të lartë të Hielscher.

Ju mund të blini procesorë me ultratinguj Hielscher në madhësi të ndryshme dhe të konfiguruar saktësisht sipas kërkesave të procesit tuaj. Nga trajtimi i fluideve në një gotë të vogël laboratorike deri te përzierja me rrjedhje të vazhdueshme e suspensioneve të dendura dhe pastave në shkallë industriale, Hielscher Ultrasonics ju ofron një homogjenizues të përshtatshëm me performancë të lartë! Ju lutemi na kontaktoni – me kënaqësi do t’ju rekomandojmë konfigurimin ideal me ultratinguj!

Tabela më poshtë ju jep një ide për kapacitetin e përafërt të përpunimit të pajisjeve tona me ultratinguj: