การสร้างโครงสร้างระดับนาโนของยาปฏิชีวนะด้วยอัลตราโซนิก

การผลิตยาปฏิชีวนะโดยใช้อัลตราโซนิกช่วยสามารถเพิ่มประสิทธิผลของยาได้ แม้กระทั่งต่อแบคทีเรียที่ดื้อยา: จำนวนสายพันธุ์แบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะที่เพิ่มขึ้นยังคงเป็นปัญหาที่ยังไม่ได้รับการแก้ไข ทำให้การติดเชื้อแบคทีเรียซึ่งเคยรักษาด้วยยาปฏิชีวนะได้สำเร็จในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา กลับมาเป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพทั่วโลกอีกครั้ง การสร้างโครงสร้างระดับนาโนของยาปฏิชีวนะด้วยอัลตราโซนิกเป็นเทคนิคที่มีแนวโน้มดีในการเพิ่มประสิทธิผลของยาปฏิชีวนะ เช่น tetracycline ต่อแบคทีเรียที่ดื้อยา

ยาปฏิชีวนะและแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะ

การดื้อยาปฏิชีวนะเกิดขึ้นเมื่อเชื้อโรค เช่น แบคทีเรียและเชื้อรา พัฒนาความสามารถในการเอาชนะยาที่ออกแบบมาเพื่อฆ่าเชื้อเหล่านั้น ซึ่งหมายความว่าเชื้อโรคไม่ถูกฆ่าและยังคงเจริญเติบโตต่อไป การติดเชื้อที่เกิดจากเชื้อโรคที่ดื้อยาปฏิชีวนะรักษาได้ยาก และบางครั้งไม่สามารถรักษาได้
การดื้อยาปฏิชีวนะของแบคทีเรียมีสาเหตุมาจากการใช้ยาปฏิชีวนะมากเกินไปและการใช้ยาอย่างไม่ถูกต้อง การใช้มากเกินไปและการใช้อย่างไม่ถูกต้องส่วนใหญ่หมายถึงการสั่งจ่ายยาที่ไม่เหมาะสมและการใช้ยาอย่างกว้างขวางในภาคเกษตรกรรม
สำหรับยาปฏิชีวนะที่ใช้กันทั่วไป เช่น penicilin, tetracycline, methicillin, erythromycin, gentamicin, vancomycin, imipemen, ceftazidime, levofloxacin, linezolid, daptomycin และ ceftraroline แบคทีเรียบางสายพันธุ์ได้กลายพันธุ์และพัฒนาการดื้อยาปฏิชีวนะ
สาเหตุหลักของการเกิดแบคทีเรียที่ดื้อยาปฏิชีวนะอยู่ที่การใช้ยาปฏิชีวนะมากเกินไปและการใช้ยาอย่างไม่ถูกต้อง ทุกครั้งที่ผู้ป่วยได้รับยาปฏิชีวนะ แบคทีเรียที่ไวต่อยาจะถูกฆ่า อย่างไรก็ตาม หากมีแบคทีเรียที่ดื้อยาซึ่งไม่ถูกกำจัดด้วยการรักษาด้วยยา แบคทีเรียเหล่านั้นจะเจริญเติบโตและเพิ่มจำนวน ดังนั้น การใช้ยาปฏิชีวนะซ้ำ ๆ และอย่างไม่เหมาะสมจึงทำให้แบคทีเรียที่ดื้อยาเพิ่มจำนวนขึ้น
แบคทีเรียที่ดื้อยาหลายขนาน (MDR) เป็นภัยคุกคามต่อสุขภาพที่ร้ายแรง เนื่องจากไม่ตอบสนองต่อการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะทั่วไปซึ่งควรจะฆ่าเชื้อโรคได้
ในกลุ่มเชื้อก่อโรคแกรมบวก การระบาดทั่วโลกของ S. aureus ที่ดื้อยา (เช่น Staphylococcus aureus ที่ดื้อ methicillin; MRSA) และเชื้อในสกุล Enterococcus เป็นภัยคุกคามที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน เชื้อก่อโรคแกรมลบ เช่น Enterobacteriaceae (เช่น Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa และ Acinetobacter กำลังดื้อต่อยาปฏิชีวนะเกือบทุกทางเลือกที่มีอยู่

ยาปฏิชีวนะที่ทำให้มีขนาดระดับนาโนด้วยอัลตราโซนิก

เป็นที่ทราบกันว่าผลิตภัณฑ์ยาขนาดระดับนาโนมักให้ผลเหนือกว่าโมเลกุลยาขนาดระดับไมครอน เนื่องจากมีอัตราการดูดซึมที่เพิ่มขึ้น ชีวปริมาณออกฤทธิ์ที่สูงขึ้น และประสิทธิผลที่เหนือกว่า ยาปฏิชีวนะใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อรักษาการติดเชื้อแบคทีเรีย อย่างไรก็ตาม การเกิดสายพันธุ์แบคทีเรียที่ดื้อยาเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วทำให้จำเป็นต้องพัฒนายาปฏิชีวนะชนิดใหม่หรือปรับเปลี่ยนยาปฏิชีวนะที่มีอยู่ การลดขนาดอนุภาคของยาปฏิชีวนะ เช่น tetracycline ด้วยการใช้อัลตราโซนิกเป็นกลยุทธ์หนึ่งที่ง่าย รวดเร็ว และมีแนวโน้มดีในการเพิ่มประสิทธิผลของยาปฏิชีวนะต่อสายพันธุ์แบคทีเรียทั้งที่ไม่ดื้อยาและที่ดื้อยา
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับสารแขวนลอยระดับนาโนของตัวยาสำคัญทางเภสัชกรรม (APIs) ที่ผลิตด้วยอัลตราโซนิก!

tetracycline ที่สร้างโครงสร้างระดับนาโนด้วยอัลตราโซนิก

Kassirov และคณะ (2018) ใช้อัลตราโซนิกกับ tetracycline เพื่อเพิ่มประสิทธิผลของยาต่อเชื้อก่อโรค ในการศึกษานี้ พวกเขาใช้ Escherichia coli Nova Blue TcR ซึ่งเป็นสายพันธุ์ที่ดื้อยาปฏิชีวนะ และ E. coli 292–116 (ที่ไม่ดื้อยา) โดยปรับเปลี่ยน tetracycline ซึ่งเป็นยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์กว้างและใช้กันทั่วไป ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรม UIP1000hdT (Hielscher, เยอรมนี; ดูภาพด้านซ้าย) ทีมวิจัยพบว่าการประมวลผลทางโซโนเคมีด้วย UIP1000hdT เพิ่มประสิทธิผลของคุณสมบัติต้านแบคทีเรียได้สูงถึง 25% ต่อสายพันธุ์ที่ดื้อยา และสูงถึง 100% ต่อสายพันธุ์ที่ไวต่อยา แม้การเก็บรักษา tetracycline ที่มีโครงสร้างระดับนาโนไว้เป็นเวลานานที่ +4ºC ก็ไม่ทำให้คุณสมบัติต้านจุลชีพลดลง
พารามิเตอร์ของการประมวลผลด้วยอัลตราโซนิก เช่น แอมพลิจูด พลังงานที่ป้อนเข้า และระยะเวลาการใช้อัลตราโซนิก ได้รับการระบุว่าเป็นปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติต้านจุลชีพต่อเซลล์ทั้งที่ไวต่อยาและที่ดื้อยา
การใช้อัลตราโซนิกทำให้อนุภาคยาขนาดระดับนาโนมีการกระจายขนาดอนุภาคที่สม่ำเสมอมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่ชีวปริมาณออกฤทธิ์และการเข้าถึงได้ทางชีวภาพที่สูงขึ้น และส่งผลให้โมเลกุล tetracycline มีประสิทธิผลสูงขึ้น
ข้อมูลที่ได้แสดงให้เห็นว่าการปรับเปลี่ยนยาปฏิชีวนะด้วยโซโนเคมีอาจเป็นแนวทางใหม่ที่มีแนวโน้มดีและมีต้นทุนต่ำในการพัฒนายาชนิดใหม่ที่มีประสิทธิผลสำหรับการรักษาด้วยยาปฏิชีวนะต่อสายพันธุ์ที่ดื้อยา

การใช้อัลตราโซนิกกับ tetracycline ด้วย UIP1000hdT
A – สเปกตรัม FTIR ของ tetracycline “อิสระ”; B – สเปกตรัม FTIR ของ SN tetracycline หลังการใช้อัลตราโซนิก 5 min; C – ฮิสโตแกรมการกระจายขนาดของ tetracycline “อิสระ”; D – ฮิสโตแกรมการกระจายขนาดของ SN tetracycline หลังการใช้อัลตราโซนิก 5 min
การศึกษาและภาพโดย Kassirov และคณะ 2018

ข้อดีของยาที่มีโครงสร้างระดับนาโนจากอัลตราโซนิก

การใช้อัลตราโซนิกเปิดโอกาสอย่างมหาศาลสำหรับการสังเคราะห์วัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโนหลากหลายประเภท และมีการใช้ในหลายอุตสาหกรรม การผลิตผลิตภัณฑ์ยาขนาดระดับนาโนด้วยอัลตราโซนิก เช่น ยาปฏิชีวนะ ยาต้านไวรัส และยาอื่น ๆ มีแนวโน้มดีอย่างยิ่ง เนื่องจากยาขนาดระดับนาโนเหล่านี้มักมีอัตราการดูดซึม ชีวปริมาณออกฤทธิ์ และประสิทธิผลที่สูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น ตำรับยาที่ได้รับการปรับปรุงจำนวนมากจึงใช้การประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกเพื่อสร้างโครงสร้างระดับนาโนของโมเลกุลยา และห่อหุ้มยาไว้ในนาโนอิมัลชัน นาโนลิโพโซม นิโอโซม อนุภาคนาโนไขมันแข็ง (SLNs) ตัวพาลิพิดที่มีโครงสร้างระดับนาโน (NLCs) และสารเชิงซ้อนแบบแทรกตัวขนาดระดับนาโนอื่น ๆ

การประมวลผลวัสดุนาโนที่มีคุณสมบัติต้านแบคทีเรียด้วยอัลตราโซนิกยังใช้เพื่อสังเคราะห์วัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโน (เช่น เงินระดับนาโน และ ZnO ระดับนาโน) และนำวัสดุเหล่านี้ไปใช้กับสิ่งทอเพื่อผลิตสิ่งทอทางการแพทย์ที่ต้านแบคทีเรียและผ้าที่มีสมบัติเฉพาะด้านอื่น ๆ ตัวอย่างเช่น ใช้กระบวนการอัลตราโซนิกขั้นตอนเดียวเพื่อสร้างชั้นเคลือบที่ทนทานบนผ้าฝ้ายด้วยอนุภาคนาโน ZnO ที่ต้านแบคทีเรีย

การสังเคราะห์วัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโนด้วยอัลตราโซนิกทำงานอย่างไร?

การใช้อัลตราโซนิกและโซโนเคมี ซึ่งเป็นการประยุกต์ใช้อัลตราซาวนด์กำลังสูงกับระบบเคมี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อผลิตวัสดุขนาดระดับนาโนที่มีคุณภาพสูง (เช่น อนุภาคนาโน และนาโนอิมัลชัน) การใช้อัลตราโซนิกและโซโนเคมีทำให้สามารถผลิตหรือช่วยอำนวยความสะดวกในการผลิตวัสดุขนาดระดับนาโนที่มีสมรรถนะสูง ข้อดีของการสังเคราะห์อนุภาคนาโนด้วยอัลตราโซนิกคือความเรียบง่ายและประสิทธิผล ในขณะที่วิธีอื่นในการผลิตวัสดุที่มีโครงสร้างระดับนาโนต้องใช้อุณหภูมิสูงในมวลวัสดุโดยรวม ความดันสูง และ / หรือระยะเวลาปฏิกิริยาที่ยาวนาน การสังเคราะห์ด้วยอัลตราโซนิกมักช่วยให้ผลิตวัสดุนาโนได้ง่าย รวดเร็ว และมีประสิทธิภาพ ทั้งผลทางโซโนเคมีและผลทางโซโนกลศาสตร์ที่เกิดจากอัลตราโซนิกความเข้มสูงมีบทบาทในการสังเคราะห์หรือการปรับหมู่ฟังก์ชัน/การปรับเปลี่ยนอนุภาคขนาดระดับนาโน การถ่ายเทพลังงานคลื่นอัลตราโซนิกกำลังสูงเข้าสู่ของเหลวทำให้เกิดคาวิเทชันจากคลื่นเสียง ได้แก่ การก่อตัว การเติบโต และการยุบตัวอย่างรุนแรงของฟอง และสามารถจำแนกได้เป็นโซโนเคมีปฐมภูมิ (เคมีในสถานะแก๊สที่เกิดขึ้นภายในฟองที่กำลังยุบตัว) โซโนเคมีทุติยภูมิ (เคมีในสถานะสารละลายที่เกิดขึ้นภายนอกฟอง) และการปรับเปลี่ยนทางโซโนกลศาสตร์ / ทางกายภาพ (ที่เกิดจากเจ็ตของเหลวความเร็วสูง คลื่นกระแทก และ/หรือการชนกันระหว่างอนุภาคในสเลอร์รี) (ดู Hinman และ Suslick, 2017 ประกอบ) ผลกระทบของคาวิเทชันต่ออนุภาคทำให้เกิดการลดขนาด การสร้างโครงสร้างระดับนาโน (การกระจายตัวระดับนาโน การเกิดอิมัลชันระดับนาโน) ตลอดจนการปรับหมู่ฟังก์ชันและการปรับเปลี่ยนอนุภาค
อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับการบดและการกระจายอนุภาคด้วยอัลตราโซนิก!

โพรบอัลตราโซนิกสำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ยาที่มีโครงสร้างระดับนาโน

Hielscher Ultrasonic มีประสบการณ์ยาวนานในการออกแบบ การผลิต การจัดจำหน่าย และการให้บริการเครื่องโฮโมจีไนเซอร์อัลตราโซนิกสมรรถนะสูงสำหรับอุตสาหกรรมยาและอาหาร
การเตรียมอนุภาคยาขนาดระดับนาโน ลิโพโซม อนุภาคนาโนไขมันแข็ง อนุภาคนาโนพอลิเมอร์ สารเชิงซ้อน cyclodextrin และวัคซีนที่มีคุณภาพสูง เป็นกระบวนการที่มีการใช้ระบบอัลตราโซนิกของ Hielscher อย่างแพร่หลาย และได้รับการยอมรับในด้านความน่าเชื่อถือสูงและคุณภาพผลผลิตที่เหนือกว่า เครื่องอัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้ควบคุมพารามิเตอร์ทั้งหมดของกระบวนการได้อย่างแม่นยำ เช่น แอมพลิจูด อุณหภูมิ ความดัน และพลังงานอัลตราโซนิก ซอฟต์แวร์อัจฉริยะบันทึกพารามิเตอร์การใช้อัลตราโซนิกทั้งหมด (เวลา วันที่ แอมพลิจูด พลังงานสุทธิ พลังงานรวม อุณหภูมิ ความดัน) ลงในการ์ด SD ที่ติดตั้งในเครื่องโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการควบคุมกระบวนการและคุณภาพอย่างมาก และช่วยให้เป็นไปตามหลักเกณฑ์วิธีการที่ดีในการผลิต (GMP)

เครื่องผสมอัลตราโซนิกสำหรับทุกกำลังการผลิต

กลุ่มผลิตภัณฑ์ของ Hielscher Ultrasonics ครอบคลุมเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกทุกระดับ ตั้งแต่เครื่องอัลตราโซนิกสำหรับห้องปฏิบัติการขนาดกะทัดรัด ระบบตั้งโต๊ะและระบบระดับนำร่อง ไปจนถึงเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมเต็มรูปแบบที่มีกำลังประมวลผลวัสดุได้หลายคันรถบรรทุกต่อชั่วโมง กลุ่มผลิตภัณฑ์ที่ครบถ้วนช่วยให้เราสามารถเสนอเครื่องผสมแบบแรงเฉือนด้วยอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดกับกำลังการประมวลผลและเป้าหมายของคุณ ซึ่งช่วยให้คุณพัฒนาและทดสอบการประยุกต์ใช้งานในขนาดเล็กระดับห้องปฏิบัติการ แล้วขยายขนาดแบบเชิงเส้นไปสู่กำลังการผลิตได้ การขยายขนาดจากเครื่องผสมอัลตราโซนิกขนาดเล็กไปสู่กำลังการประมวลผลที่สูงขึ้นทำได้ง่ายมาก เนื่องจากกระบวนการผสมด้วยอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์โดยอาศัยพารามิเตอร์กระบวนการที่คุณกำหนดไว้แล้ว การขยายขนาดทำได้โดยติดตั้งเครื่องผสมอัลตราโซนิกที่มีกำลังสูงขึ้น หรือจัดเครื่องอัลตราโซนิกหลายเครื่องให้ทำงานแบบขนาน
เครื่องกวนอัลตราโซนิกยังใช้สำหรับการทำให้สารแขวนลอยของเหลว–ของเหลวและของแข็ง–ของเหลวเป็นเนื้อเดียวกันแบบปลอดเชื้อ

แอมพลิจูดสูงเพื่อสร้างโครงสร้างระดับนาโนของอนุภาคอย่างมีประสิทธิภาพสูง

เครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกสำหรับอุตสาหกรรมของ Hielscher Ultrasonics สามารถให้แอมพลิจูดที่สูงมากได้ สามารถเดินเครื่องอย่างต่อเนื่องที่แอมพลิจูดสูงถึง 200µm ได้อย่างง่ายดายในการทำงาน 24/7 สำหรับแอมพลิจูดที่สูงกว่านี้ มีโซโนโทรดอัลตราโซนิกที่ออกแบบเฉพาะให้เลือกใช้ โซโนโทรดอัลตราโซนิก (ฮอร์น โพรบ) และเครื่องปฏิกรณ์สามารถฆ่าเชื้อด้วยหม้อนึ่งความดันได้ ความแข็งแกร่งของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ช่วยให้ทำงาน 24/7 ได้ภายใต้ภาระงานหนักและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูง

การทดสอบที่ง่ายและปราศจากความเสี่ยง

กระบวนการอัลตราโซนิกสามารถขยายขนาดแบบเชิงเส้นได้อย่างสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าทุกผลลัพธ์ที่คุณได้จากการใช้เครื่องอัลตราโซนิกระดับห้องปฏิบัติการหรือแบบตั้งโต๊ะ สามารถขยายขนาดเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เหมือนกันทุกประการโดยใช้พารามิเตอร์กระบวนการที่เหมือนกันทุกประการได้ คุณสมบัตินี้ทำให้การใช้อัลตราโซนิกเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนาผลิตภัณฑ์และการนำไปใช้ในการผลิตเชิงพาณิชย์ในขั้นถัดไป

คุณภาพสูงสุด – ออกแบบและผลิตในเยอรมนี

ในฐานะธุรกิจที่ครอบครัวเป็นเจ้าของและบริหาร Hielscher ให้ความสำคัญกับมาตรฐานคุณภาพสูงสุดสำหรับเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิก เครื่องอัลตราโซนิกทุกเครื่องได้รับการออกแบบ ผลิต และทดสอบอย่างละเอียดที่สำนักงานใหญ่ของเราใน Teltow ใกล้กรุงเบอร์ลิน ประเทศเยอรมนี ความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher ทำให้อุปกรณ์เหล่านี้เป็นกำลังหลักที่ทำงานได้อย่างทนทานในกระบวนการผลิตของคุณ การทำงาน 24/7 ภายใต้ภาระเต็มกำลังและในสภาพแวดล้อมที่มีข้อกำหนดการใช้งานสูงเป็นคุณลักษณะโดยธรรมชาติของเครื่องอัลตราโซนิกสมรรถนะสูงของ Hielscher

คุณสามารถซื้อเครื่องประมวลผลด้วยอัลตราโซนิกของ Hielscher ได้ในขนาดต่าง ๆ พร้อมการกำหนดค่าที่ตรงกับข้อกำหนดของกระบวนการของคุณอย่างแม่นยำ ตั้งแต่การประมวลผลของไหลในบีกเกอร์ขนาดเล็กในห้องปฏิบัติการ ไปจนถึงการผสมสเลอร์รีและเพสต์แบบไหลผ่านอย่างต่อเนื่องในระดับอุตสาหกรรม Hielscher Ultrasonics มีเครื่องโฮโมจีไนเซอร์สมรรถนะสูงที่เหมาะสมสำหรับคุณ! โปรดติดต่อเรา – เรายินดีแนะนำชุดระบบอัลตราโซนิกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับคุณ!

ตารางด้านล่างแสดงกำลังการประมวลผลโดยประมาณของเครื่องอัลตราโซนิกของเรา: