Membuat Antibiotik

Antibiotik

Cara Membuat Antibiotik

Antibiotik adalah zat kimia yang dapat menghambat pertumbuhan, dan bahkan menghancurkan, mikroorganisme berbahaya. Mereka berasal dari mikroorganisme khusus atau sistem hidup lainnya, dan diproduksi pada skala industri menggunakan proses fermentasi. Meskipun prinsip-prinsip tindakan antibiotik tidak ditemukan sampai abad kedua puluh, penggunaan antibiotik pertama yang diketahui adalah oleh orang Cina lebih dari 2.500 tahun yang lalu. Hari ini, lebih dari 10.000 zat antibiotik telah dilaporkan. Saat ini, antibiotik merupakan industri bernilai miliaran dolar yang terus tumbuh setiap tahun.
Latar belakang

Antibiotik digunakan dalam banyak bentuk-masing-masing yang memberlakukan persyaratan manufaktur agak berbeda. Untuk infeksi bakteri di permukaan kulit, mata, atau telinga, antibiotik yang dapat dipakai sebagai salep atau krim. Jika infeksi bersifat internal, antibiotik dapat ditelan atau disuntikkan langsung ke dalam tubuh. Dalam kasus ini, antibiotik ini disampaikan ke seluruh tubuh dengan penyerapan ke dalam aliran darah.

Antibiotik berbeda secara kimia sehingga kurang standable bahwa mereka juga berbeda dalam jenis infeksi menyembuhkan mereka dan cara-cara di mana mereka menyembuhkan mereka. Antibiotik tertentu menghancurkan bakteri dengan mempengaruhi struktur sel mereka. Hal ini dapat terjadi dalam satu dari dua cara. Pertama, antibiotik dapat melemahkan dinding sel bakteri menular, yang menyebabkan mereka meledak. Kedua, antibiotik dapat menyebabkan isi dari sel-sel bakteri bocor keluar dengan merusak membran sel. Cara lain yang berfungsi antibiotik adalah dengan mengganggu metabolisme bakteri. Beberapa antibiotik seperti tetrasiklin dan eritromisin mengganggu sintesis protein. Antibiotik seperti rifampisin menghambat biosintesis asam nukleat. Masih antibiotik lainnya, seperti sulfonamida atau trimetoprim memiliki efek memblokir umum pada metabolisme sel.

Pengembangan komersial antibiotik merupakan proposal panjang dan mahal. Ini dimulai dengan penelitian dasar yang dirancang untuk mengidentifikasi organisme yang menghasilkan senyawa antibiotik. Selama fase ini, ribuan spesies disaring untuk tanda aksi antibakteri. Ketika satu ditemukan, spesies ini diuji terhadap berbagai bakteri menular dikenal. Jika hasilnya menjanjikan, organisme ini ditumbuhkan dalam skala besar sehingga senyawa bertanggung jawab atas efek antibiotik dapat diisolasi. Ini adalah prosedur kompleks karena ribuan bahan antibiotik telah ditemukan. Seringkali, para ilmuwan menemukan bahwa antibiotik baru mereka tidak unik. Jika material melewati fase ini, pengujian lebih lanjut bisa dilakukan. Ini biasanya melibatkan pengujian klinis untuk membuktikan bahwa karya-karya antibiotik pada hewan dan manusia dan tidak berbahaya. Jika tes ini berlalu, Administrasi Makanan dan Obat (FDA) maka harus menyetujui antibiotik sebagai obat baru. Keseluruhan proses ini dapat mengambil bertahun-tahun.

Produksi skala besar antibiotik tergantung pada proses fermentasi. Selama fermentasi, sejumlah besar organisme yang memproduksi antibiotik tumbuh. Selama fermentasi, organisme menghasilkan bahan antibiotik, yang kemudian dapat diisolasi untuk digunakan sebagai obat. Untuk antibiotik baru secara ekonomi layak, produsen harus bisa mendapatkan hasil yang tinggi dari obat dari proses fermentasi, dan dapat dengan mudah mengisolasi. Penelitian yang luas biasanya diperlukan sebelum antibiotik komersial baru dapat ditingkatkan.
Sejarah

Sementara pengetahuan ilmiah kita tentang antibiotik baru-baru ini telah dikembangkan, aplikasi praktis dari antibiotik telah ada selama berabad-abad. Penggunaan pertama yang diketahui adalah oleh orang Cina sekitar 2.500 tahun yang lalu. Selama ini, mereka menemukan bahwa menerapkan dadih berjamur kedelai terhadap infeksi memiliki manfaat terapeutik tertentu. Itu sangat efektif sehingga menjadi pengobatan standar. Bukti menunjukkan bahwa budaya lain digunakan antibiotik jenis zat sebagai agen terapeutik. Peradaban Sudan-Nubia menggunakan jenis antibiotik tetrasiklin pada awal tahun 350 AD Di Eropa pada Abad Pertengahan, ekstrak tumbuh-tumbuhan mentah dan dadih keju juga digunakan untuk melawan infeksi. Meskipun budaya ini digunakan antibiotik, prinsip-prinsip umum tindakan antibiotik tidak dipahami hingga abad kedua puluh.

Pengembangan antibiotik modern yang bergantung pada individu-individu kunci sedikit yang menunjukkan kepada dunia bahwa bahan yang berasal dari mikroorganisme dapat digunakan untuk menyembuhkan penyakit menular. Salah satu pelopor pertama di bidang ini adalah Louis Pasteur. Pada tahun 1877, ia dan asosiasi menemukan bahwa pertumbuhan bakteri penyebab penyakit anthrax dapat dihambat oleh bakteri saprophytic. Mereka menunjukkan bahwa sejumlah besar basil anthrax dapat diberikan kepada hewan tanpa merugikan mempengaruhi selama basil saprophytic juga diberikan. Selama beberapa tahun berikutnya, pengamatan lain yang didukung fakta bahwa beberapa bahan yang berasal bacterially bisa mencegah pertumbuhan bakteri penyebab penyakit.

Pada tahun 1928, Alexander Fleming membuat salah satu kontribusi paling penting untuk bidang antibiotik. Dalam sebuah eksperimen, ia menemukan bahwa strain jamur Penicillium hijau menghambat pertumbuhan bakteri pada lempeng agar-agar. Hal ini menyebabkan pengembangan antibiotik era modern pertama, penisilin. Beberapa tahun kemudian pada tahun 1932, sebuah makalah diterbitkan yang menunjukkan sebuah metode untuk mengobati luka terinfeksi menggunakan persiapan penisilin. Meskipun sampel awal penisilin yang fungsional, mereka tidak dapat diandalkan dan perbaikan lebih lanjut yang diperlukan. Perbaikan ini datang pada awal 1940-an ketika Howard Florey dan rekan menemukan strain baru Penicillium, yang menghasilkan hasil yang tinggi dari penisilin. Ini produksi skala besar diperbolehkan penisilin, yang membantu meluncurkan industri antibiotik modern.

Setelah penemuan penisilin, antibiotik lain yang dicari. Pada tahun 1939, pekerjaan dimulai pada isolasi produk antibiotik potensial dari streptomyces tanah bakteri. Saat itu sekitar waktu ini bahwa antibiotik jangka diperkenalkan. Selman Waxman dan rekan menemukan streptomisin pada tahun 1944. Penelitian selanjutnya menghasilkan penemuan dari sejumlah baru, antibiotik yang berbeda termasuk aktinoterapi, streptothricin, dan neomisin semua yang dihasilkan oleh Streptomyces. Antibiotik lain yang telah ditemukan sejak meliputi bacitracin, polimiksin, viomycin, kloramfenikol dan tetrasiklin. Sejak 1970-an, sebagian besar antibiotik baru telah modifikasi sintetis antibiotik alami.
Bahan Baku

Senyawa yang membuat kaldu fermentasi merupakan bahan baku utama yang diperlukan untuk produksi antibiotik. Kaldu ini adalah larutan berair terdiri dari semua bahan yang diperlukan untuk proliferasi mikroorganisme. Biasanya, berisi sumber karbon seperti molase, atau makanan kedelai, yang keduanya terbuat dari gula laktosa dan glukosa. Bahan-bahan ini dibutuhkan sebagai sumber makanan bagi organisme. Nitrogen adalah senyawa lain yang diperlukan dalam siklus metabolisme organisme. Untuk alasan ini, garam amonia biasanya digunakan. Selain itu, jejak unsur yang dibutuhkan untuk pertumbuhan yang tepat dari antibiotik yang memproduksi organisme disertakan. Ini adalah komponen seperti fosfor, belerang, magnesium, seng, besi, dan tembaga diperkenalkan melalui garam larut dalam air. Untuk mencegah berbusa selama fermentasi, agen anti-busa seperti minyak lemak babi, octadecanol, dan silikon digunakan.
Manufaktur
Proses

Meskipun antibiotik paling banyak terjadi pada alam, mereka biasanya tidak tersedia dalam jumlah yang dibutuhkan untuk produksi skala besar.

Antibiotic

Antibiotika
Untuk alasan ini, proses fermentasi dikembangkan. Ini melibatkan mengisolasi mikroorganisme yang diinginkan, mendorong pertumbuhan budaya dan menyempurnakan dan mengisolasi produk antibiotik akhir. Adalah penting bahwa kondisi steril dipertahankan selama proses manufaktur, karena kontaminasi oleh mikroba asing akan merusak fermentasi.
Mulai budaya

* 1 Sebelum fermentasi dapat dimulai, organisme yang memproduksi antibiotik yang diinginkan harus diisolasi dan jumlahnya harus meningkat berkali-kali. Untuk melakukan hal ini, budaya starter dari sampel sebelumnya terisolasi, dingin disimpan organisme dibuat di laboratorium. Untuk menumbuhkan budaya awal, sampel organisme tersebut dipindahkan ke medium agar yang mengandung. Budaya awal kemudian dimasukkan ke dalam labu goyang bersama dengan makanan dan nutrisi lainnya yang diperlukan untuk pertumbuhan. Hal ini menciptakan suspensi, yang dapat ditransfer ke tangki benih untuk pertumbuhan lebih lanjut.
* 2 Tank-tank benih adalah baja tank yang dirancang untuk menyediakan lingkungan yang ideal bagi mikroorganisme tumbuh. Mereka penuh dengan semua hal mikroorganisme tertentu akan perlu untuk bertahan hidup dan berkembang, termasuk air hangat dan makanan karbohidrat seperti gula laktosa atau glukosa. Selain itu, mereka mengandung sumber karbon lainnya yang diperlukan, seperti asam asetat, alkohol, atau hidrokarbon, dan sumber nitrogen seperti garam amonia. Faktor pertumbuhan seperti vitamin, asam amino, dan nutrisi minor melengkapi komposisi isi biji tangki. Tank-tank benih dilengkapi dengan mixer, yang menjaga media pertumbuhan bergerak, dan pompa untuk memberikan disterilkan, udara disaring. Setelah sekitar jam 24-28, bahan dalam tangki benih dipindahkan ke tangki fermentasi utama.

Fermentasi

* 3 Tangki fermentasi pada dasarnya adalah versi yang lebih besar tangki, baja benih, yang mampu menampung sekitar 30.000 galon. Itu diisi dengan media pertumbuhan yang sama

Antibiotic

Antibiotika
ditemukan dalam tangki benih dan juga menyediakan lingkungan inducive untuk pertumbuhan. Berikut mikroorganisme yang diizinkan untuk tumbuh dan berkembang biak. Selama proses ini, mereka mengeluarkan jumlah besar antibiotik yang diinginkan. Tank-tank didinginkan untuk menjaga suhu antara 73-81 ° F (23-27,2 ° C). Hal ini terus gelisah, dan aliran berkelanjutan dari udara disterilkan dipompa ke dalamnya. Untuk alasan ini, anti-foaming agen akan ditambahkan secara berkala. Karena kontrol pH sangat penting untuk pertumbuhan yang optimal, asam atau basa ditambahkan ke tangki yang diperlukan.

Isolasi dan pemurnian

* 4 Setelah tiga sampai lima hari, jumlah maksimum antibiotik akan telah diproduksi dan proses isolasi dapat dimulai. Tergantung pada antibiotik tertentu diproduksi, kaldu fermentasi diproses oleh berbagai metode pemurnian. Misalnya, untuk senyawa antibiotik yang larut dalam air, metode pertukaran ion dapat digunakan untuk pemurnian. Dalam metode ini, senyawa tersebut pertama kali dipisahkan dari bahan sampah organik dalam kaldu dan kemudian dikirim melalui peralatan, yang memisahkan senyawa yang lain larut dalam air dari yang diinginkan. Untuk mengisolasi antibiotik minyak yang larut seperti penisilin, metode ekstraksi pelarut yang digunakan. Dalam metode ini, kaldu diperlakukan dengan pelarut organik seperti butil asetat atau metil isobutil keton, yang secara khusus dapat melarutkan antibiotik. Antibiotik dilarutkan kemudian kembali dengan menggunakan berbagai cara kimia organik. Pada akhir langkah ini, produsen biasanya dibiarkan dengan bentuk bubuk murni dari antibiotik, yang dapat lebih disempurnakan ke dalam jenis produk yang berbeda.

Pengilangan

* 5 produk antibiotik dapat mengambil berbagai bentuk. Mereka bisa dijual dalam solusi untuk tas intravena atau jarum suntik, dalam bentuk pil atau kapsul gel, atau mereka dapat dijual sebagai bubuk, yang dimasukkan ke dalam salep topikal. Tergantung pada bentuk akhir, langkah-langkah pemurnian berbagai antibiotik dapat diambil setelah isolasi awal. Untuk tas intravena, antibiotik kristal dapat dilarutkan dalam larutan, dimasukkan ke dalam tas, yang kemudian tertutup rapat. Untuk kapsul gel, antibiotik bubuk secara fisik diisi ke bagian bawah kapsul kemudian bagian atas secara mekanik diberlakukan. Ketika digunakan dalam salep topikal, antibiotik tersebut dicampur ke dalam salep.
* 6 Dari titik ini, produk antibiotik diangkut ke stasiun kemasan akhir. Di sini, produk ditumpuk dan dimasukkan ke dalam kotak. Mereka dimuat di truk dan diangkut ke berbagai distributor, rumah sakit, dan apotek. Seluruh proses fermentasi, pemulihan pengolahan, dan bisa berlangsung dari lima sampai delapan hari.

Quality Control

Kontrol kualitas sangat penting dalam produksi antibiotik. Karena melibatkan proses fermentasi, langkah-langkah harus diambil untuk memastikan bahwa benar-benar tidak ada kontaminasi diperkenalkan pada setiap saat selama produksi. Untuk tujuan ini, media dan semua peralatan pengolahan yang menyeluruh uap disterilkan. Selama manufaktur, kualitas semua senyawa diperiksa secara teratur. Yang paling penting adalah pemeriksaan sering kondisi budaya mikroorganisme selama proses fermentasi. Ini dicapai dengan menggunakan berbagai teknik kromatografi. Juga, sifat fisik dan kimia berbagai produk jadi diperiksa seperti pH, titik leleh, dan kadar air.

Di Amerika Serikat, produksi antibiotik sangat diatur oleh Administrasi Makanan dan Obat (FDA). Tergantung pada aplikasi dan jenis antibiotik, pengujian lebih atau kurang harus dilengkapi. Sebagai contoh, FDA mengharuskan untuk antibiotik tertentu setiap batch harus diperiksa oleh mereka untuk efektivitas dan kemurnian. Hanya setelah mereka telah disertifikasi batch itu dapat dijual untuk konsumsi umum.
Masa Depan

Sejak pengembangan obat baru adalah proposisi mahal, perusahaan farmasi telah melakukan penelitian sangat sedikit dalam satu dekade terakhir. Namun, suatu perkembangan yang mengkhawatirkan telah mendorong kembali minat dalam pengembangan antibiotik baru. Ternyata bahwa beberapa bakteri penyebab penyakit telah bermutasi dan mengembangkan perlawanan terhadap berbagai antibiotik standar. Ini bisa memiliki konsekuensi serius terhadap kesehatan masyarakat di dunia kecuali antibiotik baru ditemukan atau perbaikan yang dibuat pada orang yang tersedia. Masalah menantang akan menjadi fokus penelitian selama bertahun-tahun yang akan datang.

Tags.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s