Siêu âm cấu trúc nano của kháng sinh

Sản xuất kháng sinh hỗ trợ siêu âm có thể làm tăng hiệu quả của chúng, thậm chí chống lại vi khuẩn kháng thuốc: Số lượng ngày càng tăng của các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh là một vấn đề vẫn chưa được giải quyết làm cho nhiễm trùng do vi khuẩn, đã được điều trị thành công bằng kháng sinh trong những thập kỷ qua, một mối đe dọa sức khỏe trên toàn thế giới một lần nữa. Cấu trúc nano siêu âm của kháng sinh là một kỹ thuật đầy hứa hẹn để tăng hiệu quả của kháng sinh như tetracycline chống lại vi khuẩn kháng thuốc.

Thuốc kháng sinh và vi khuẩn kháng kháng sinh

Kháng kháng sinh xảy ra khi vi trùng như vi khuẩn và nấm phát triển khả năng đánh bại các loại thuốc được thiết kế để tiêu diệt chúng. Điều đó có nghĩa là vi trùng không bị tiêu diệt và tiếp tục phát triển. Nhiễm trùng gây ra bởi vi trùng kháng kháng sinh là khó khăn, và đôi khi không thể, để điều trị.
Tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn được cho là do sử dụng quá mức cũng như lạm dụng thuốc kháng sinh. Lạm dụng và lạm dụng chủ yếu đề cập đến các đơn thuốc không phù hợp và sử dụng nông nghiệp rộng rãi
Đối với các kháng sinh thông thường như penicilin, tetracycline, methicillin, erythromycin, gentamicin, vancomycin, imipemen, ceftazidime, levofloxacin, linezolid, daptomycin và ceftraroline, một số chủng vi khuẩn đã đột biến và phát triển kháng kháng sinh.
Nguyên nhân chính của sự phát triển của vi khuẩn kháng kháng sinh nằm ở việc lạm dụng và lạm dụng thuốc kháng sinh. Mỗi khi bệnh nhân được dùng kháng sinh, vi khuẩn nhạy cảm sẽ bị tiêu diệt. Tuy nhiên, nếu có vi khuẩn kháng thuốc, không được loại bỏ bằng cách điều trị bằng thuốc, chúng sẽ phát triển và nhân lên. Qua đó, việc sử dụng kháng sinh lặp đi lặp lại và không phù hợp gây ra sự gia tăng vi khuẩn kháng thuốc.
Vi khuẩn đa kháng thuốc (MDR) là một mối đe dọa sức khỏe nghiêm trọng vì chúng không đáp ứng với điều trị kháng sinh thông thường, được cho là tiêu diệt vi trùng.
Trong số các mầm bệnh gram dương, đại dịch toàn cầu của S. aureus kháng thuốc (ví dụ: Staphylococcus aureus kháng methicillin; MRSA) và các loài Enterococcus hiện đang là mối đe dọa lớn nhất. Các mầm bệnh gram âm như Enterobacteriaceae (ví dụ: Klebsiella pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa và Acinetobacterare trở nên đề kháng với gần như tất cả các lựa chọn thuốc kháng sinh có sẵn.

Ultrasonically nano kích thước kháng sinh

Dược phẩm có kích thước nano được biết là vượt trội so với các phân tử thuốc có kích thước micron thường do tỷ lệ hấp thụ tăng, khả dụng sinh học cao hơn và hiệu quả vượt trội. Thuốc kháng sinh được sử dụng rộng rãi để điều trị nhiễm trùng do vi khuẩn. Tuy nhiên, sự phát triển nhanh chóng của ngày càng nhiều chủng vi khuẩn kháng thuốc khiến việc phát triển mới hoặc sửa đổi các loại thuốc kháng sinh hiện có là cần thiết. Giảm kích thước hạt của kháng sinh như tetracycline thông qua sonication là một chiến lược dễ dàng, nhanh chóng và đầy hứa hẹn để cải thiện hiệu quả của kháng sinh chống lại các chủng vi khuẩn không kháng thuốc và kháng thuốc.
Đọc thêm về đình chỉ nano siêu âm của API dược phẩm!

Ultrasonically NanoCấu trúc Tetracycline

Kassirov et al. (2018) treated tetracycline ultrasonically to improve the drug’s effectiveness against pathogens. In their study, they used Escherichia coli Nova Blue TcR, a strain with antibiotic resistance, and E. coli 292–116 (without drug resistance). Tetracycline, a common broad-spectrum antibiotic, was modified using industrial ultrasonicator UIP1000hdt (Hielscher, Đức; xem hình bên trái). Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng phương pháp điều trị sonochemical bằng UIP1000hdT làm tăng hiệu quả của các đặc tính kháng khuẩn lên đến 25% chống lại chủng kháng thuốc và lên đến 100% chống lại chủng nhạy cảm. Ngay cả việc lưu trữ lâu dài tetracycline có cấu trúc nano ở + 4ºC cũng không làm giảm tính chất kháng khuẩn.
Các thông số xử lý siêu âm như biên độ, năng lượng đầu vào và thời gian sonication được xác định là các yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự thay đổi tính chất kháng khuẩn chống lại cả tế bào nhạy cảm và kháng thuốc.
Việc điều trị bằng siêu âm dẫn đến sự phân bố kích thước hạt đồng đều hơn của các hạt thuốc có kích thước nano, có thể dẫn đến khả dụng sinh học cao hơn, khả năng tiếp cận sinh học và do đó hiệu quả của các phân tử tetracycline.
Dữ liệu thu được cho thấy biến đổi sonochemical của kháng sinh có thể là một cách tiếp cận mới đầy hứa hẹn và rẻ tiền để phát triển các loại thuốc mới có hiệu quả trong điều trị kháng sinh chống lại các chủng kháng thuốc.

Sonication của tetracycline với UIP1000hdT.A – FTIR spectra of “free” tetracycline; B – FTIR spectra of SN tetracycline after 5 min sonication; C – Size distribution histogram of “free” tetracycline; D – Biểu đồ phân bố kích thước của SN tetracycline sau 5 phút sonication.Nghiên cứu và số liệu của Kassirov et al. 2018.

Ưu điểm của thuốc siêu âm nano

Ultrasonication cung cấp khả năng to lớn cho việc tổng hợp một phổ rộng của vật liệu cấu trúc nano và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp. Sản xuất siêu âm các dược phẩm có kích thước nano như kháng sinh, thuốc chống vi-rút và các loại thuốc khác rất hứa hẹn vì các loại thuốc có kích thước nano này thường cho thấy tỷ lệ hấp thụ, sinh khả dụng và hiệu quả cao hơn đáng kể. Do đó, nhiều công thức thuốc tăng cường liên quan đến ultrasonication để cấu trúc nano các phân tử thuốc, đóng gói thuốc vào nhũ tương nano, nano-liposome, niosome, hạt nano lipid rắn (SLNs), lipid cấu trúc nano mang (NLCs), và các phức hợp bao gồm kích thước nano khác.

Xử lý siêu âm vật liệu nano có đặc tính kháng khuẩn cũng được sử dụng để tổng hợp các vật liệu có cấu trúc nano (ví dụ như bạc nano, nano ZnO) và áp dụng chúng vào hàng dệt may để sản xuất hàng dệt y tế kháng khuẩn và các loại vải chức năng khác. Ví dụ, một quá trình siêu âm một bước được sử dụng để chế tạo lớp phủ bền của vải cotton với các hạt nano ZnO kháng khuẩn.

Làm thế nào để tổng hợp siêu âm của vật liệu cấu trúc nano làm việc?

Ultrasonication và sonochemistry, đó là ứng dụng của siêu âm công suất cao cho các hệ thống hóa học, được sử dụng rộng rãi để sản xuất vật liệu kích thước nano chất lượng cao (ví dụ, hạt nano, nhũ tương nano). Sonication và sonochemistry cho phép hoặc tạo điều kiện cho việc sản xuất các vật liệu có kích thước nano hiệu suất cao. Ưu điểm của tổng hợp siêu âm các hạt nano là sự đơn giản và hiệu quả. Trong khi các phương pháp sản xuất thay thế vật liệu có cấu trúc nano đòi hỏi nhiệt độ khối lượng lớn, áp suất và? hoặc thời gian phản ứng dài, tổng hợp siêu âm thường cho phép sản xuất vật liệu nano dễ dàng, nhanh chóng và hiệu quả. Cả hai, hiệu ứng sonochemical và sonomechanical được tạo ra bởi ultrasonics cường độ cao chịu trách nhiệm cho sự tổng hợp hoặc chức năng hóa? sửa đổi các hạt kích thước nano. Khớp nối sóng siêu âm công suất cao vào chất lỏng dẫn đến xâm thực âm thanh: sự hình thành, tăng trưởng và sụp đổ của bong bóng, và có thể được phân loại là sonochemistry chính (hóa học pha khí xảy ra bên trong bong bóng sụp đổ), sonochemistry thứ cấp (hóa học pha dung dịch xảy ra bên ngoài bong bóng) và sửa đổi sonomechanical? vật lý (gây ra bởi các tia chất lỏng tốc độ cao, sóng xung kích và? hoặc va chạm giữa các hạt trong bùn). (xem Hinman và Suslick, 2017) Tác động xâm thực lên các hạt dẫn đến giảm kích thước, cấu trúc nano (phân tán nano, nhũ tương nano), cũng như chức năng hóa và sửa đổi hạt.
Đọc thêm về siêu âm phay và phân tán các hạt!

Đầu dò siêu âm để tổng hợp dược phẩm có cấu trúc nano

Hielscher Ultrasonic có kinh nghiệm lâu năm trong việc thiết kế, sản xuất, phân phối và dịch vụ máy đồng nhất siêu âm hiệu suất cao cho ngành dược phẩm và thực phẩm.
Việc chuẩn bị các hạt thuốc có kích thước nano chất lượng cao, liposome, hạt nano lipid rắn, hạt nano polymer, phức hợp cyclodextrin và vắc-xin là các quá trình, trong đó hệ thống siêu âm Hielscher được sử dụng rộng rãi và được đánh giá cao về độ tin cậy cao và chất lượng đầu ra vượt trội. Hielscher ultrasonicators cho phép kiểm soát chính xác tất cả các thông số quá trình, chẳng hạn như biên độ, nhiệt độ, áp suất và năng lượng sonication. Phần mềm thông minh tự động giao thức tất cả các thông số sonication (thời gian, ngày, biên độ, năng lượng ròng, tổng năng lượng, nhiệt độ, áp suất) trên thẻ SD tích hợp. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình và kiểm soát chất lượng đáng kể và giúp thực hiện Thực hành sản xuất tốt (GMP).

Máy trộn siêu âm cho mọi công suất sản phẩm

Phạm vi sản phẩm Hielscher Ultrasonics bao gồm toàn bộ phổ của bộ vi xử lý siêu âm từ ultrasonicators phòng thí nghiệm nhỏ gọn trên băng ghế dự bị và hệ thống thí điểm để bộ vi xử lý siêu âm hoàn toàn công nghiệp với khả năng xử lý tải trọng xe tải mỗi giờ. Phạm vi sản phẩm đầy đủ cho phép chúng tôi cung cấp cho bạn máy trộn cắt siêu âm phù hợp nhất cho công suất và mục tiêu xử lý của bạn. Điều này cho phép bạn phát triển và thử nghiệm ứng dụng của mình ở quy mô phòng thí nghiệm nhỏ và mở rộng quy mô sau đó tuyến tính đến năng lực sản xuất. Việc mở rộng quy mô từ một máy trộn siêu âm nhỏ hơn đến khả năng xử lý cao hơn là rất đơn giản vì quá trình trộn siêu âm có thể được thu nhỏ hoàn toàn tuyến tính từ các thông số quá trình thiết lập của bạn. Up-scaling có thể được thực hiện bằng cách cài đặt một đơn vị trộn siêu âm mạnh mẽ hơn hoặc cụm một số ultrasonicators song song.
Máy khuấy siêu âm cũng được sử dụng để đồng nhất vô trùng của huyền phù lỏng-lỏng và rắn-lỏng.

Biên độ cao cho các hạt cấu trúc nano với hiệu quả cao

Hielscher Siêu âm’ industrial ultrasonic processors can deliver very high amplitudes. Amplitudes of up to 200µm can be easily continuously run in 24/7 operation. For even higher amplitudes, customized ultrasonic sonotrodes are available. Ultrasonic sonotrodes (horns, probes) and reactors are autoclavable. The robustness of Hielscher’s ultrasonic equipment allows for 24/7 operation at heavy duty and in demanding environments.

Thử nghiệm dễ dàng, không rủi ro

Các quy trình siêu âm có thể được chia tỷ lệ hoàn toàn tuyến tính. Điều này có nghĩa là mọi kết quả mà bạn đạt được bằng cách sử dụng máy siêu âm phòng thí nghiệm hoặc máy siêu âm để bàn, có thể được mở rộng thành cùng một đầu ra bằng cách sử dụng các thông số quy trình giống hệt nhau. Điều này làm cho siêu âm lý tưởng cho việc phát triển sản phẩm và triển khai sau đó vào sản xuất thương mại.

Chất lượng cao nhất – Được thiết kế và sản xuất tại Đức

As a family-owned and family-run business, Hielscher prioritizes highest quality standards for its ultrasonic processors. All ultrasonicators are designed, manufactured and thoroughly tested in our headquarter in Teltow near Berlin, Germany. Robustness and reliability of Hielscher’s ultrasonic equipment make it a work horse in your production. 24/7 operation under full load and in demanding environments is a natural characteristic of Hielscher’s high-performance ultrasonicators.

Bạn có thể mua bộ vi xử lý siêu âm Hielscher ở bất kỳ kích thước khác nhau và cấu hình chính xác theo yêu cầu quá trình của bạn. Từ việc xử lý chất lỏng trong cốc phòng thí nghiệm nhỏ đến việc trộn dòng chảy liên tục của bùn và bột nhão ở cấp độ công nghiệp, Hielscher Ultrasonics cung cấp một chất đồng nhất hiệu suất cao phù hợp cho bạn! Vui lòng liên hệ với chúng tôi – Chúng tôi vui mừng giới thiệu cho bạn thiết lập siêu âm lý tưởng!

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: