Search

Parodontalna bolezen je zelo razširjena bolezen, zahtevna za zdravljenje zaradi številnih dejavnikov, ki vplivajo na njen razvoj trenutno rapoložljivi terapevtski pristopi pa običajno vodijo le v kratkotrajno ozdravitev. Namen doktorske naloge je bil razvoj novih nanodostavnih sistemov za inovativno lokalno zdravljenje parodontalne bolezni, ki temelji na vplivanju na vnetni odziv organizma, na antibiotičnem zdravljenju in vzpostavitvi normalne ustne flore. Signifikanten korak naprej smo naredili k razumevanju vgrajevanja hidrofilnih in lipofilnih učinkovin in njihove kristalizacije med izdelavo različnih eno in dvoslojnih nanovlaken. V dvoslojna nanovlakna iz polikaprolaktona in polimetilmetaakrilata smo uspešno vgradili metronidazol in ciprofloksacin in dokazali 7- ali več dnevno podaljšano sproščanje, kar je pomembno za uspešno zdravljenje parodontalne bolezni. S sistematičnim proučevanjem številnih parametrov smo ugotovili, da na kinetiko sproščanja učinkovine iz nanovlaken vplivajo izbrani polimeri, vsebnost in fizikalno-kemijske lastnosti učinkovine, kvantitativna sestava in premer nanovlaken, razmerje med pretokoma raztopin za sredico in ovojnico dvoslojnih nanovlaken, ter debelina plasti nanovlaken, ki je bila do sedaj pogosto spregledana lastnost. Dodatno smo na podlagi eksperimentalnih podatkov z matematičnimi modeli dokazali mehanizem sproščanja učinkovin iz razvitih hidrofilnih in hidrofobnih nanovlaken, pri čemer sta difuzija in erozija pomembna procesa pri sproščanju iz hidrofilnih nanovlaken in eno- ter dvostopenjska desorpcija pri hidrofobnih. Eden od najobetavnejših razvitih lokalnih dostavnih sistemov so dvoplastna nanovlakna z metronidazolom in ciprofloksacinom. Njihova natančno zasnovana sestava iz biorazgradljivih, bioadhezivnih in biokompatibilnih polimerih je omogočila in vitro podaljšano sproščanje teh dveh protimikrobnih učinkovin več kot 12 dni nad minimalno inhibitorno koncentracijo za Aggregatibacter actinomycetemcomitans, kar smo dokazali z novo razvito pretočno in vitro napravo, ki simulira stanje v obzobnem žepu, idealnem mestu za lokalno zdravljenje parodontalne bolezni. Glede na razpoložljive podatke iz literature smo kot prvi razvili nanovlakna s probiotiki, izoliranimi iz ustne flore zdravih prostovoljcev, za lokalno aplikacijo z namenom preprečevanja napredovanja ali ponovitve parodontalne bolezni. Preživelost probiotikov v obliki spor je bila izjemna, tako tekom priprave nanovlaken kot tudi med 6-mesečnim shranjevanjem pri sobnih pogojih. Za izdelana nanovlakna s probiotiki smo dokazali protimikrobno delovanje proti sevu A. actinomycetemcomitans in že z aplikacijo 10 mg teh nanovlaken z 107 CFU/mg bi predvidoma dosegli terapevtski odmerek v obzobnem žepu. To delo predstavlja razvoj različnih inovativnih formulacij nanovlaken s protivnetno, protimikrobnima učinkovinama in probiotiki za lokalni vnos v obzobne žepe, kar obeta izboljšanje trenutnega zdravljenja parodontalne bolezni. Periodontal disease is a widespread condition that is difficult to treat due to several factors influencing its development. The currently accepted therapeutic approaches usually lead only to short-term recovery. The aim of this doctoral thesis was the development of novel nanodelivery systems for innovative local treatment of periodontal disease, based on the modulation of the host immune response, antimicrobial treatment and restoration of normal oral flora. A significant step forward has been made in the understanding of the incorporation and crystallization of hydrophilic and lipophilic drugs during the production of a number of monolithic and core-shell nanofibers. We successfully incorporated metronidazole and ciprofloxacin into core-shell nanofibers from polycaprolactone and poly(methyl methacrylate), compared them with monolithic nanofibers and confirmed 7+ days of prolonged drug release, which is the duration of suggested treatment for periodontal disease. The important findings for drug release kinetics from nanofibers depend on varying several parameters that relate to the following: the selected polymers, drug loading, physico-chemical drug properties, nanofiber composition and diameter, the flow rate ratio between core and shell solution, and the thickness of the nanofiber mat, a parameter often overlooked previously. Mathematical models were used to determine the mechanism of drug release from the hydrophilic and hydrophobic nanofibers that were developed, pointing out that diffusion and erosion are important processes in drug release from hydrophilic nanofiber mats, whereas, single and two-stage desorption is crucial in drug release from hydrophobic ones. The local delivery system with the highest potential that was developed was the double layer nanofiber mat with metronidazole and ciprofloxacin. Its precisely designed composition based on biodegradable, bioadhesive, and biocompatible polymers enabled in vitro prolonged release of the two antimicrobials over 12 days above the minimal inhibitory concentration for Aggregatibacter actinomycetemcomitans. The release was evaluated in a newly-developed flow-through in vitro apparatus that simulated conditions in a periodontal pocket, the ideal site for local treatment. To prevent progression or recurrence of periodontal disease, an innovative concept of nanofibers with new probiotics, isolated from the oral flora of healthy volunteers, was introduced for the first time to best of our knowledge. The survival of probiotics as spores was remarkable both during nanofiber preparation and over a 6-month storage period at room temperature. The novel nanofibers with probiotics had an antimicrobial activity against A. actinomycetemcomitans and were anticipated to reach therapeutic levels in the periodontal pocket by using only 10 mg of nanofibers with 107 CFU/mg. To conclude, this work represents the development of innovative delivery systems i.e. nanofiber mats loaded with anti-inflammatory drug, antimicrobials and probiotics for local administration into periodontal pockets, which holds much promise for improving current periodontal disease treatment.

Zaradi naraščanja števila proti antibiotikom odpornih bakterij, se vedno bolj izraža potreba po alternativnih protimikrobnih učinkovinah. Ena izmed njih je konjugativni plazmid pOX38a z zapisom za kolicin E7. Za preverjanje njegove učinkovitosti smo v okviru magistrske naloge s transdukcijo želeli pripraviti proti ciprofloxacinu odporen sev N4i bakterije Escherichia coli. S karakterizacijo (plazmidna izolacija, konjugacija na plošči in preverjanje bakteriocinske aktivnosti ) naravnih uropatogenih, proti ciprofloksacinu odpornih sevov DL bakterije E. coli, smo izbrali sev, iz katerega smo v več poskusih transducirali zapis odpornosti proti ciprofloxacinu v sev N4i. Ker s transdukcijo nismo uspeli prenesti zapisa, smo proti ciprofloksacinu odporen sev N4i, selekcionirali s precepljanjem v gojiščih z naraščajočo koncentracijo ciprofloksacina. Genom pridobljenega seva N4i smo sekvencirali z napravo GridIon. Pridobljeni podatki so bili obdelani s pripadajočo programsko opremo MinKNOW, sledilo je demultipleksiranje in identifikacija nukleotidnih baz iz surovih podatkov, z uporabo programa Guppy. Sestavljanje genoma de novo je potekalo s pomočjo algoritma Flye. Sestavljeno nukleotidno zaporedje smo primerjali z zaporedjem seva Nissle 1917, ki je dostopno v podatkovni bazi NCBI. Preverili smo tudi ali so ugotovljene razlike v nukleotidnem zaporedju locirane v že znanih genih, povezanih z odpornostjo proti fluorokinolonskim antibiotikom. As the number of bacteria resistant to antimicrobial drugs is increasing, the need for alternative antimicrobial agents is becoming more apparent. The conjugative plasmid pOX38a carrying the colicin E7 gene is an alternative antimicrobial. In order to test its efficiency, a ciprofloxacin resistant Escherichia coli N4i strain was needed, hence the goal of this thesis was to prepare such a strain. After initial characterization (plasmid isolation, mating assay on solid media, and bacteriocin production) of natural uropathogenic ciprofloxacin-resistant E. coli DL strains, which were a possible source of the ciprofloxacin resistance gene, we started to perform different transduction experiments in order to transfer the ciprofloxacin resistance gene into N4i. Since desipite several attemps we failed to transfer ciprofloxacin resistance gene with transduction, the ciprofloxacin-resistant bacterial strain N4i was grown by stepwise cultivation in media with increasing concentrations of ciprofloxacin. The genome of the obtained strain was sequenced using a GridIon instrument. The data obtained were processed using the appropriate MinKNOW software, followed by demultiplexing and identification of bases from the raw data using Guppy program. The genome was assembled de novo using the Flye algorithm. The assembled nucleotide sequence was compared with the deposited nucleotide sequence of strain Nissle 1917 in the NCBI database and analyzed, if the observed nucleotide differences were located in already known genes associated with resistance to fluoroquinolone antibiotics.

The discovery of multi-targeting ligands of bacterial enzymes is an important strategy to combat rapidly spreading antimicrobial resistance. Bacterial DNA gyrase and topoisomerase IV are validated targets for the development of antibiotics. They can be inhibited at their catalytic sites or at their ATP binding sites. Here we present the design of new hybrids between the catalytic inhibitor ciprofloxacin and ATP-competitive inhibitors that show low nanomolar inhibition of DNA gyrase and antibacterial activity against Gram-negative pathogens. The most potent hybrid 3a has MICs of 0.5 µg/mL against Klebsiella pneumoniae, 4 µg/mL against Enterobacter cloacae, and 2 µg/mL against Escherichia coli. In addition, inhibition of mutant E. coli strains shows that these hybrid inhibitors interact with both subunits of DNA gyrase (GyrA, GyrB), and that binding to both of these sites contributes to their antibacterial activity.

Ciprofloxacin (CFX) and ketoprofen (KPN) are used widely in combination in veterinary interventions for bacterial infections, so in this study the effect of KPN was studied on the efficacy of CFX, by measuring its plasma concentration and pharmacokinetic parameters in 7-10 day-old chickens. The analgesic median effective dose (ED50) of KPN was determined to be 1.62 mg/kg, IM, in the chickens. The preferable analgesic dose of KPN to be used with CFX was 4 mg/kg, IM, which differs significantly from KPN 2 mg/kg, IM,. The CFX plasma concentrations alone (8 mg/kg, IM) measured at different times (0.5, 1, 2, 4 and 24 hours) were 3.31, 3.60, 3.21, 2.70 and 0.17 μg/mL while its concentration was elevated by 53, 54, 90, 107 and 418 % when coadministered with KPN (4 mg/kg, IM) to 5.05, 5.53, 6.10, 5.59 and 0.88 μg/mL in the chickens, respectively. CFX pharmacokinetic parameters, such as the area under the curve (AUC), the area under the moment curve (AUMC), mean residence time (MRT), half-life (t1/2β), Tmax, and Cmax increased when KPN was coadministered with CFX by 129, 289, 70, 49, 100 and 69 %, whereas the elimination rate constant (Kel), the volume of distribution at steady state (Vss) and clearance (Cl) decreased by 36, 34 and 58 %, respectively. It was concluded that coadministration of KPN alters the plasma concentration and the pharmacokinetic parameters of CFX, suggesting that the CFX dose can be reduced when used with KPN to achieve the desired concentration of CFX in the plasma, as an antibacterial for treatment of infected animals., Kombinacija ciprofloksacina (CFX) i ketoprofena (KPN) u širokoj je upotrebi u veterinarskom liječenju bakterijskih infekcija. Ovo je istraživanje provedeno kako bi se ustanovio utjecaj KPN-a na učinkovitost CFX-a mjerenjem njegove koncentracije u plazmi i farmakokinetičkih pokazatelja u pilića starih između 7 i 10 dana. Procijenjeno je da je prosječna doza analgetičke učinkovitosti (ED50) KPN-a u pilića 1,62 mg/kg, intramuskularno. Poželjna analgetička doza KPN-a bila je 4 mg/kg, intramuskularno, što se znakovito razlikuje od doze KPN-a od 2 mg/kg, intramuskularno,koja se daje s CFX-om. Koncentracije CFX-a u plazmi (8 mg/kg, im.) u različitim vremenima mjerenja (0, 5, 1, 2, 4 i 24 sata) bile su 3,31, 3,60, 3,21, 2,70 i 0,17 μg/mL, a primijenjene zajedno s KPN-om (4 mg/kg, im) porasle su za 53, 54, 90, 107 i 418 % i iznosile 5,05, 5,53, 6,10, 5,59 i 0,88 μg/mL. Farmakokinetički pokazatelji CFX-a, koji uključuju područje ispod krivulje (AUC), područje ispod krivulje momenta (AUMC), prosječno vrijeme zadržavanja (MRT),poluživot (t1/2β), Tmax, i Cmax, porasli su kad je KPN primijenjen s CFX-om za 129, 289, 70, 49, 100 i 69 %, dok su se konstanta brzine eliminacije (Kel), volumen distribucije u stabilnom stanju (Vss) i klirens (Cl) smanjili za 36, 34 i 58 %. Zaključeno je da zajednička primjena KPN-a i CFX-a mijenja koncentraciju u plazmi i farmakokinetička svojstva CFX-a. Navedeno upućuje na to da bi se doza CFX-a mogla smanjiti kad se primjenjuje u kombinaciji s KPN-om, pri čemu se postigla željena koncentracija CFX-a u plazmi kao antibakterijskog lijeka za zaražene živoitnje.

V boju proti bakterijski odpornosti obetavno strategijo predstavlja razvoj večtarčnih zaviralcev bakterijskih encimov. Z omenjeno strategijo lahko zmanjšamo sposobnost bakterij za razvoj tarčne odpornosti proti protibakterijskim spojinam. Ena od privlačnih tarč za razvoj protibakterijskih spojin je encim DNA-giraza, ki ga sestavljata dve podenoti imenovani DNA-giraza A in dve podenoti imenovani DNA-giraza B. Ta encim uvrščamo med topoizomeraze tipa IIA, ki med podvajanjem uravnavajo topologijo DNA molekule. Tekom magistrske naloge smo načrtovali in sintetizirali novo serijo petih konjugatov med zaviralcem DNA-giraze A ciprofloksacinom in benzotiazolpirolamidnima zaviralcema DNA-giraze B: 2-(3,4-dikloro-5-metil-lH-pirol-2-karboksamido)benzo[d]tiazol-6-karboksilno kislino ali zaviralcem z dodanim benziloksi fragmentom, 4-(benziloksi)-2-(3,4-dikloro-5-metil-1H-pirol-2-karboksamido)benzo[d]tiazol-6-karboksilno kislino. Zaviralca DNA-giraze A in DNA-giraze B smo povezali na mestu C7 piperazina ciprofloksacina in pri tem, z izjemo direktnega konjugata, uporabili različne distančnike (glicinski, β-alaninski, etrski). Z encimskim testom smo ovrednotili zaviralno aktivnost končnih spojin na DNA-girazi iz bakterije Escherichia coli, pri najaktivnejši spojini tudi iz bakterije Staphylococcus aureus. Spojinam smo določili tudi protibakterijsko delovanje proti trem po Gramu pozitivnim, petim po Gramu negativnim bakterijam in trem dodatnim sevom E. coli: divjem sevu ter dvema mutiranima bakterijskima sevoma. Najmočnejši zaviralec sintetizirane serije je bila spojina 25 z vrednostjo srednje zaviralne koncentracije (IC50) 14 ± 9 nM na DNA-girazi iz E. coli in 1,09 µM na DNA-girazi iz bakterije S. aureus. Ta spojina vsebuje zaviralec DNA-giraze B z dodanim benziloksi fragmentom, ki je s ciprofloksacinom povezan z etrskim distančnikom. Najmočnejše protibakterijsko delovanje je izkazala spojina 12 z vrednostmi minimalne zaviralne koncentracije (MIC) proti bakterijam Klebsiella pneumoniae, E. coli in Enterobacter cloacae spp. cloacae v območju 0,5-4 µg/mL ter vrednostjo MIC proti bakteriji Enterococcus faecalis 16 µg/mL. S sintetiziranimi spojinami smo dosegli delovanje na obe podenoti DNA-giraze, saj so spojine aktivne proti odpornim sevom z mutacijo posamezne podenote (DNA-giraze A ali DNA-giraze B) tega encima. Rezultati magistrske naloge dajejo pomembne informacije za odkrivanje novih dvojnih zaviralcev z delovanjem na obe podenoti DNA-giraze ter s tem zmanjšano verjetnostjo za razvoj odpornosti. A promising strategy in the fight against bacterial resistance is the development of multi-target inhibitors of bacterial enzymes. With the mentioned strategy the ability of bacteria to develop target-based resistance against antibacterial agents can be reduced. One of the attractive targets for the development of antibacterial agents is bacterial enzyme DNA gyrase, which consists of two DNA gyrase A subunits and two DNA gyrase B subunits. The enzyme belongs to type IIA topoisomerases which are enzymes that regulate the topology of DNA molecule during replication. We designed and synthesized a new series of five conjugates between DNA gyrase A inhibitor ciprofloxacin and benzothiazolepyrrolamide-based DNA gyrase B inhibitor: 2-(3,4-dichloro-5-methyl-1H-pyrrole-2-carboxamido)benzo[d]thiazole-6-carboxylic acid or a DNA gyrase B inhibitor with added benzyloxy fragment, 4-(benzyloxy)-2-(3,4-dichloro-5-methyl-1H-pyrrole-2-carboxamido)benzo[d]thiazole-6-carboxylic acid. With the exception of the direct conjugate, DNA gyrase A and DNA gyrase B inhibitors were linked via various linkers (glycine, β-alanine, ether) at the C7 piperazine of ciprofloxacin. In an enzyme assay we evaluated the inhibitory activity of the final compounds against DNA gyrase from Escherichia coli, for the most active compound also from Staphylococcus aureus. We also determined their antibacterial activity against three Gram-positive, five Gram-negative bacterial strains and three additional E. coli strains: wild-type strain and two mutated bacterial strains. The most active compound of the synthesized series was compound 25 with a half-maximal inhibitory concentration (IC50) of 14 ± 9 nM against DNA gyrase from E. coli and an IC50 value of 1.09 µM against DNA gyrase from S. aureus. It contains a DNA gyrase B inhibitor with added benzyloxy fragment and it is connected to ciprofloxacin through an ether linker. The most potent antibacterial activity was displayed by compound 12 with minimum inhibitory concentration (MIC) values between 0.5-4 µg/mL against Klebsiella pneumoniae, E. coli and Enterobacter cloacae spp. cloacae and with the MIC value of 16 µg/mL against Enterococcus faecalis. With the synthesized compounds we reached activity against both subunits of DNA gyrase since the compounds are active against resistant strains that carry mutations either at subunit DNA gyrase A or DNA gyrase B. The results of the master's thesis provide important information for the discovery of new dual-targeting inhibitors that inhibit both subunits of DNA gyrase and thereby reducing the probability for the development of bacterial resistance.

Amoxicillin (AMX) and Ciprofloxacin (CIP) are antibiotics commonly used in human medicine with high environmental toxicity and poor biodegradability. They have been found in various hospital effluents and groundwater, and their environmental impact is still not fully understood. In this work, we investigated the possibility of treating model wastewaters containing the antibiotics AMX and CIP using ozonation, with the addition of H2O2 under various conditions, including different pH values, H2O2, and ozone dosages. The quantification of and treatment efficacy for antibiotic removal were determined via solid phase extraction followed by chromatographic separation by liquid chromatography coupled with tandem triple quadrupole mass spectrometry (LC/MS/MS). This analytical system is quite efficient for the detection of all major antibiotic classes, even if they are present at very low concentrations. The efficiency of ozonation was determined by measuring the TOC (Total Organic Carbon) changes after ozonation of the model wastewater and by measuring the concentration of the two antibiotics. In a sequential activated sludge process of ozone-treated model wastewater, almost complete TOC removal and an overwhelming decrease in antibiotic concentrations (up to 99%) were observed. Ozonation resulted in complete removal of AMX and CIP in less than 30 and 120 min, respectively. The results of this work indicate that ozonation could be a suitable pretreatment method to reduce the toxicity of contaminants (AMX and CIP) and improve the biodegradability of hospital wastewater.

Eutektička otapala zelena su otapala sastavljena od donora i akceptora vodikove veze koja u određenom molarnom omjeru imaju temperaturu tališta nižu od pojedinačnih komponenti pa su najčešće pri sobnoj temperaturi u tekućem agregacijskom stanju. Komponente od kojih se pripremaju eutektička otapala nisu toksične, no potrebno je ispitati njihov sinergijski učinak kako bi se procijenio njihov utjecaj na ljude i okoliš. U ovom radu ispitana je citotoksičnost triju različitih eutektičkih otapala (limunska kiselina: glukoza, betain: jabučna kiselina: glukoza, glicerol: glukoza) kao i terapeutskog eutektičkog otapala (limunska kiselina: glukoza: ciprofloksacin) na Caco-2 i HeLa staničnu liniju MTS metodom. Otapala nisu pokazala inhibitoran učinak na rast stanica pa se mogu smatrati netoksičnim otapalima. Deep eutectic solvents are green solvents, formed by a donor and an acceptor of hydrogen bond. At room temperatures they are usually liquids, due to the fact that in certain molar ratios their melting point is lower than a melting points of each forming compound. DESs forming compounds are considered to be non-toxic, but before their application it is necessary to determine synergic effect of forming compounds and to assess their impact on human and the environment. In this thesis, the impact of three DESs (citric acid:glucose, betaine:malic acid:glucose, glycerol:glucose) and one THEDES (citric acid: glucose: ciprofloxacin) on Caco-2 and HeLa cell line was examined using MTS method. Solvents did not show inhibitory effect on cell growth and can be considered noncytotoxic.

Nakon razvitka pojedine metode prvi slijedeći korak jest validacija iste. Validacija analitičke metode definira se kao postupak dokazivanja odnosno utvrđivanja je li metoda prikladna za uporabu u željenu svrhu. Procesu validacije metode pristupa se laboratorijskim ispitivanjima pri čemu je nužno ispitivanje izvedbenih karakteristika: selektivnosti/specifičnosti metode, linearnosti, radnoga područja, preciznosti, istinitosti, granica kvantifikacije i detekcije te robusnosti. Primarni cilj ovoga rada bio je validirati unaprijed poznatu HPLC-PDA analitičku metodu za određivanje fluorokinolonskog antibiotika ciprofloksacina. Istraživanje je provedeno u svrhu upoznavanja cjelokupnog postupka validacije analitičke metode te donošenja adekvatnih zaključaka o prihvatljivosti iste. Određene su izvedbene karakteristike metode tekućinske kromatografije visoke djelotvornosti pri čemu su same otopine ciprofloksacina pripravljane u MilliQ i riječnoj vodi. Na temelju dobivenih rezultata provedenog istraživanja potvrđena je prihvatljivost metode za određivanje ciprofloksacina u vodi, s obzirom da se dobivene vrijednosti izvedbenih karakteristika nalaze unutar definiranih granica prihvatljivosti.

Interes znanstvenika za nove i ekološki prihvatljive pristupe u proizvodnji i formulaciji lijekova prvenstveno se odnosi na primjenu prirodnih niskotemperaturnih eutektičkih otapala (NADES) kao medija za biotehnološku pripravu ili kao sredstva za formulaciju lijeka. Cilj ovog rada bio je odabir najpogodnijeg NADES-a za razvoj formulacije antibiotika ciprofloksacina poboljšane topljivosti i permeabilnosti. Pomoću računalnog modela COSMO-RS ispitana je topljivost ciprofloksacina u velikom broju NADES-a. Najbolja topljivost predviđena je u timol:oktanska kiselina, što je potvrđeno tekućinskom kromatografijom visoke djelotvornosti. Praćena je stabilnost ciprofloksacina u referentnom otapalu i NADES-u Ty:C8 tijekom 35 dana pri različitim temperaturama. Nadalje, ispitana je in vitro biološka aktivnost formulacije ciprofloksacina i NADES-a na tumorskoj staničnoj liniji Caco- 2. Također, provedeno je ispitivanje permeabilnosti formulacije pomoću PAMPA testa propusnosti kroz umjetnu membranu. Razvojem formulacije ciprofloksacina u NADES-u Ty:C8 postignuto je poboljšanje topljivosti i permeabilnosti ciprofloksacina, uz očuvanje stabilnosti i antimikrobne aktivnosti djelatne tvari, što ukazuje na moguću farmaceutsku primjenu takve formulacije u većem mjerilu. Scientific interest in a new and environmentally friendly approaches in development of drug formulations primarily refers to the use of natural deep eutectic solvents (NADES). The aim of this study has been the proper selection of NADES in order to develop formulation of antibiotic ciprofloxacin with improved solubility and permeability. Using a computer predictive model COSMORS, solubility of ciprofloxacin in a large number of NADES has been evaluated. The best solubility was achieved in thymol:octanoic acid, which is determinated using high performance liquid chromatography. The stability of ciprofloxacin in NADES Ty:C8 has been monitored during 35 days at different temperatures, while in vitro biological activity of the formulation was examined using cell line Caco-2. Furthermore, permeability of the formulation has been tested using PAMPA test. Synthesis of ciprofloxacin formulation in Ty:C8 improved solubility and permeability of ciprofloxacin, without affecting its stability and maintaining antimicrobial activity. Therefore, pharmaceutical application of this formulation on a large scale is possible.

U radu je opisan sol-gel postupak priprave TiO2 fotokatalizatora dopiranog s cerijem te njegova imobilizacija i korištenje u fotokatalitičkoj razgradnji farmaceutika. Za pripravu solova korišteni su: titanijev izopropoksid i cerijev (III) nitrat heksahidrat kao prekursor, 2-propanol kao otapalo, acetilaceton za kompleksiranje, destilirana voda za hidrolizu te nitratna kiselina kao katalizator. Cerij je dodan u sljedećim udjelima: 0, 08%, 0, 40%, 0, 80%, 2, 40%, 4, 10% te 73, 3%. Sol Ce-TiO2 nanesena je na borosilikatna stakalca metodom izlijevanja, nakon čega slijedi sušenje pri 100 °C, 1 h te toplinska obrada na 450 °C, 2 h. Na dobivenim filmovima provedeno je ispitivanje njihove fotokatalitičke djelotvornosti razgradnje antibiotika ciprofloksacina (CIP) tijekom 120 min pod UV-A zračenjem i zračenjem sličnom Sunčevom. CIP je antibiotik širokog spektra koji u posljednje vrijeme predstavlja opasnost okolišu zbog prevelikih koncentracija u vodama. Mikroskopijom atomskih sila (AFM) određena je morfologija površine filmova i parametri hrapavosti. Simultanom toplinskom analizom DSC/TG dobiveni su podaci o gubitku mase pri zagrijavanju uzoraka, ali i podaci o egzotermnim i endotermnim reakcijama. Rendgenskom difrakcijom (XRD) određen je fazni sastav te parametri i volumeni jediničnih ćelija uzoraka. Fotokatalitičkim i fotolitičkim ispitivanjima utvrđeno je da dopiranjem TiO2 s Ce dolazi do ukupnog povećanja djelotvornosti razgradnje ciprofloksacina kada se umjesto čistog UV-A zračenja primjeni zračenje slično Sunčevom. Eksperimentalni rezultati pokazuju da pri ozračenju reaktora i UV-A zračenjem i zračenjem sličnom Sunčevom, TiO2 fotokatalizator dopiran s 0, 08% Ce ima najveću brzinu razgradnje ciprofloksacina.

Pharmaceuticals in wastewater have clearly raised concern and a broad range of analytical methods has been used to assess the risk as accurately as possible. The aim of our study was to measure and compare the concentrations of atorvastatin, bisoprolol, carbamazepine, ciprofloxacin, clofibric acid, diclofenac, fluoxetine, metoprolol, and sertraline in wastewater samples taken from one municipal and one hospital wastewater treatment plant in Slovenia and to predict the potential environmental burden using the risk quotient. In both effluents only clofibric acid and fluoxetine were not detected. The measured concentrations of the remaining seven pharmaceuticals varied between the ng L-1 and the μg L-1 range. Hospital effluent showed higher concentrations, except for diclofenac and carbamazepine. However, high risk quotient was found only for ciprofloxacin and diclofenac in both municipal and hospital effluent. In conclusion, our method can provide a useful tool for systematic monitoring of pharmaceuticals commonly found in wastewater, which will enable a reliable assessment of the risks for the aquatic biota and humans. Knowing the risks will help to plan wastewater treatment and preserve our environment., Koncentracije zdravilnih učinkovin v slovenskih komunalnih in bolnišničnih odpadnih vodah: preliminarna raziskava. Pojavljanje ostankov zdravilnih učinkovin v odpadnih vodah postaja vedno bolj aktualna tematika in posledično se širi nabor analiznih metod, ki omogočajo natančno ugotavljanje njihove prisotnosti in služijo kot orodje za napovedovanje tveganja teh onesnažil v vodnem okolju. Namen naše raziskave je bil kvantitativno ovrednotiti prisotnost izbranih zdravilnih učinkovin (atorvastatin, bisoprolol, ciprofloksacin, diklofenak, fluoksetin karbamazepin, klofibrinska kislina, metoprolol in sertralin) na iztoku ene komunalne in ene bolnišnične čistilne naprave. Na osnovi meritev koncentracij smo z uporabo količnika tveganja ocenili okoljsko breme vključenih spojin. Ugotovili smo prisotnost sedmih zdravilnih učinkovin, medtem ko klofibrinske kisline in fluoksetina nismo zaznali v nobenem vzorcu. Izmerjene koncentracije so bile v širokem koncentracijskem območju (od ng L-1 do μg L-1), praviloma višje v bolnišnični odpadni vodi, z izjemo diklofenaka in karbamazepina. Izračunan količnik tveganja nakazuje na visoko tveganje za ciprofloksacin in diklofenak v vseh analiziranih vzorcih odpadnih voda. Raziskava je pokazala, da je razvita metoda primerno orodje za nadaljnje študije, ki bodo na podlagi sistematičnega spremljanja teh novodobnih onesnažil v odpadnih vodah omogočile zanesljivejšo oceno tveganja za izpostavljene vodne organizme in tudi za zdravje ljudi. Poznavanje teh tveganj bo prispevalo k načrtovanju ustrezne tehnologije čiščenja odpadnih voda in posledično k ohranjanju čistega in zdravega okolja.

Humani i veterinarski lijekovi uslijed kontinuiranih proizvodnih procesa, stalno pronalaze svoje mjesto u okolišu, uglavnom kao rezultat istih, ili uslijed odlaganja neiskorištenih ili zastarjelih proizvoda i izlučevina. Zbog svojih fizikalno-kemijskih svojstava, mnogi od tih supstanci ili njihovih bioaktivnih metabolita, mogu završiti u tlu i sedimentu, gdje akumulacijom izazivaju neželjene učinke kod kopnenih ili vodenih organizama. Među tim učincima, javlja se i rast otpornosti bakterija uzrokovan velikom uporabom antibiotika u liječenju ljudi i životinja, te dodavanjem gnojiva i kanalizacijskog mulja na poljoprivrednim područjima, što je od posebne važnosti. Rastom svijesti o prisutnosti i djelovanju farmaceutika u okolišu, javlja se potreba za sve većom pažnjom i nadzorom istih, te uspostavljanjem zakonskih regulativa, ali i pronalaskom i optimiziranjem analitičkih metoda kvalitativnog i kvantitativnog određivanja kao i metoda njihovog uklanjanja iz okoliša. Budući da konvencionalne metode uklanjanja farmaceutika ne daju željene rezultate, potrebno je pristupiti usavršavanju postojećih i razvoju novih metoda. Sorpcija je jedan od procesa koji bi se mogao iskoristiti za uklanjanje farmaceutika iz otpadnih voda, pa samim time i iz okoliša. Cilj ovoga rada je odrediti pogodnost neutralizacijskog mulja, nastalog u postupku neutralizacije iscrpljene sulfatno kisele kupke, kao sorbensa za uklanjanje antibiotika ciprofloksacina iz otpadnih voda. Kao metoda određivanja preostalog ciprofloksacina u uzorcima vode nakon sorpcije korištena je UV/VIS spektrofotometrija. Određeni su sorpcijski koeficijenti ciprofloksacina linearnom regresijom primjenom Freundlichovog i Langmuirovog sorpcijskog modela. Također je određen utjecaj temperature, pH vrijednosti, ionske jakosti i mase mulja na sorpciju. Osim neutralizacijskog mulja, svi eksperimenti su provedeni i s toplinski obrađenim neutralizacijskim muljem. Na taj način željelo se vidjeti da li se toplinskom obradom neutralizacijskog mulja pospješuje sorpcija ispitivanog farmaceutika. Human and veterinary medicines are constantly finding their place in the environment due to continuous production processes, mainly as a result thereof, or by disposal of unused or obsolete products and secretions. Due to their physico-chemical properties, many of these substances or their bioactive metabolites, may end up in soil and sediments, where accumulation might occure adverse effects in terrestrial or aquatic organisms. Among these effects, there is the growth of bacterial resistance caused by the extensive use of animal's antibiotics, adding manure and sewage sludge on agricultural fields, which is of particular importance. With increasing awareness of the presence and action of pharmaceuticals in the environment, there is a need for increasing attention and supervision thereof, and establishing a legal framework, but also for the discovery and optimization of analytical methods of qualitative and quantitative determinations. Since conventional methods of removing pharmaceuticals do not provide the desired results, it is necessary to improving existing and developing new methods. Sorption is one of the processes that could be used to remove pharmaceuticals from wastewater, and therefore also of the environment. The aim of this study was to determine the suitability of neutralization sludge generated in the process of neutralization exhausted sulphate acid bath, as sorbent for the removal of antibiotic ciprofloxacin from wastewater. As a method for determination of remaining ciprofloxacin in water samples after sorption was used UV/VIS spectrophotometry. Sorption coefficients of ciprofloxacin were determined using the linear regression of Freundlich and Langmuir sorption models. It was also determined the effect of temperature, pH, ionic strength and weight of the sludge on sorption process. Besides neutralization sludge, all experiments were performed with heat-treated neutralization sludge. In this way, we wanted to see whether the thermal treatment of neutralization sludge enhances the sorption of investigated pharmaceutical.

Denne studien tar for seg antibiotikapåvirkning og resistensutvikling hos marine bakterier ved sykehus utslipp. Prøver ble tatt fra et område nært renseanlegget og sammenlignet med prøver fra to referanseområder (områder uten samme påvirkning). Det ble testet for følgende antibiotika typer: Penicillin G, Cefalotin, Doksysyklin, Trimetoprim-sulfametoksazol og Ciprofloksacin. Prøvene som viste resistens ble valgt ut til 16S rRNA amplifisering og sekvensert. Det var tydelig forskjell mellom målområdet og referanseområdene, da det var mer resistens på målområdet. Forskjellen var mest tydelig for penicillin G og cefalotin, men viste forskjell for alle de testede antibiotika typene. Bakteriene med resistens ble identifisert som marine bakterier, for det meste innenfor γ-proteobacteria genuset. Det er sannsynlig at utslippet fra sykehuset forårsaker forskjellen i resistens mellom mål- og referanseområdene. Denne forskjellen er sannsynligvis forårsaket av en kombinasjon av naturlig og påvirket resistens.

Povećanom potrošnjom humanih i veterinarskih farmaceutika povećava se i prisutnost potencijalno opasnih količina farmaceutika i njihovih metabolita u okolišu. Budući da konvencionalne metode uklanjanja ne daju željene rezultate, potrebno je pristupiti usavršavanju postojećih i razvoju novih metoda. U procesu sorpcije tako započinje uporaba anorganskih materijala među koje spadaju bentoniti, alumosilikatne gline čiji je glavni sastojak mineral montmorilonit. Cilj ovoga rada je odrediti pogodnost bentonita kao sorbensa za uklanjanje farmaceutika, konkretno ciprofloksacina, na temelju analize tri različita uzorka bentonita (Aldrich, Sokolovac i Drilling Fluids). Kao metoda analize korištena je UV/VIS spektrofotometrija. Određeni su sorpcijski koeficijenti ciprofloksacina linearnom regresijom primjenom Freundlichovog i Langmuirovog sorpcijskog modela te je proučavan utjecaj temperature, pH vrijednosti i ionske jakosti na sorpciju. Ustanovljeno je kako je bentonit vrlo pogodan sorbens zbog vrlo jake sorpcije ciprofloksacina na sve tri proučavane vrste bentonita. Sorpcija je najbolja pri pH vrijednostima od 5-9, te se povećava s povećanjem temperature, dok ionska jakost nema značajan utjecaj. Langmuirov model pokazao se neadekvatnim, dok Freundlichov sorpcijski model omogućuje zadovoljavajući opis sorpcije ciprofloksacina na bentonite za neke od ispitivanih uvjeta.

U ovom radu određeni su koeficijenti sorpcije (Kd) ciprofloksacina na sedam različitih uzoraka sedimenata Hrvatske, a dobivene vrijednosti kredu se u rasponu od 10, 64 – 218, 85 mL/g. Niže vrijednosti Kd upuduju na visoku mobilnost ciprofloksacina u okolišu, a samim time i veću mogućnost zagađenja podzemnih voda, dok s druge strane visoke vrijednosti Kd ukazuju na snažnu sorpciju ciprofloksacina na sediment zbog čega njegove molekule ne mogu sudjelovati u procesima karakterističnim za slobodne molekule. Za opisivanje procesa sorpcije poslužili su Langmuirova i Freundlichova adsorpcijska izoterma. Također su ispitani i utjecaji ionske jakosti na stupanj sorpcije, a rezultati pokazuju da se povedanjem ionske jakosti smanjuju vrijednosti Kd. S obzirom da stupanj sorpcije ovisi i o fizikalno-kemijskim svojstvima sedimenata, određena je njihova tekstura, pH, specifična provodnost, udio karbonata i humusa, kapacitet i stanje zasićenosti adsorpcijskog kompleksa te pristupačni mikroelementi sedimenata.

Ciprofloksacin, fluorokinolonski antibiotik, koji se koristi kao humani i veterinarski farmaceutik pripada skupini »novih« zagađivala okoliša. U velikom postotku izlučuje se iz organizma nemetaboliziran kroz izmet i fekalije te na taj način izravno zagađuje okoliš. S obzirom da je u upotrebi svega nekoliko desetljeća, o njihovoj sudbini i ponašanju u okolišu vrlo malo se zna. Stoga su u ovom radu određeni koeficijenti sorpcije (Kd) ciprofloksacina na sedam različitih uzoraka sedimenata Hrvatske i jednom tlu, a dobivene vrijednosti kreću se u rasponu od 10, 64-218, 85 mL/g. Za opisivanje procesa sorpcije poslužili su Langmuirova i Freundlichova adsorpcijska izoterma. Također su ispitani i utjecaji ionske jakosti na stupanj sorpcije, a rezultati pokazuju da se povećanjem ionske jakosti smanjuju vrijednosti Kd. S obzirom da stupanj sorpcije ovisi i o fizikalno-kemijskim svojstvima sedimenata, određena je njihova tekstura, pH, specifična provodnost, udio karbonata i humusa, kapacitet i stanje zasićenost adsorpcijskog kompleksa te pristupačni mikroelementi sedimenata.

Chitosan has become a focus of major interest in recent years due to its excellent biocompatibility, biodegradability and non-toxicity. Although this material has already been extensively investigated in the design of different types of drug delivery systems, it is still little explored for stomach specific drug delivery systems. The objective of the present investigation was to explore the potential of low molecular mass chitosan (LMCH) as carrier for a hydrodynamically balanced system (HBS) for sustained delivery of water soluble drug ciprofloxacin hydrochloride (CP). Various formulations were prepared by physical blending of drug and polymer(s) in varying ratios followed by encapsulation into hard gelatin capsules. All the formulations remained buoyant in 0.1mol L1 HCl (pH 1.2) throughout the experiment. Effect of addition of xanthan gum (XG) or ethyl cellulose (EC) on drug release was also investigated. Zero order drug release was obtained from the formulations containing LMCH alone or in combination with XG, and in one instance also with EC. Our results suggest that LMCH alone or in combination with XG is an excellent material for stomach specific sustained delivery of CP from hydrodynamically balanced single unit capsules., Zbog svoje biokompatibilnosti, biorazgradljivosti i netoksičnosti kitozan je vrlo interesantan istraživačima u području farmaceutske tehnologije. Najviše se upotrebljavao u dizajniranju različitih sustava za isporuku lijekova ali vrlo malo za sustave za specifičnu isporuku u želucu. Cilj ovog rada bio je ispitati mogućnost upotrebe kitozana male molekulske mase (LMCH) kao nosača u hidrodinamički balansiranom sustavu (HBS) za usporenu isporuku vodotopljivog lijeka ciprofloksacin hidroklorida (CP). Pripravljene su različite formulacije stvaranjem fizičke smjese lijeka i polimera u različitim omjerima, koje su potom kapsulirane u želatinske kapsule. Svi su pripravci za vrijeme cijelog eksperimenta ostali plutati u 0,01mol L1 HCl (pH 1,2). Ispitivan je i učinak ksantan gume (XG) ili etilceluloze (EC) na oslobađanje lijeka. Oslobađanje lijeka nultog reda postignuto je iz formulacija koje sadrže samo LMCH ili LMCH u kombinaciji sa XG i u jednom slučaju s EC. Dobiveni rezultati pokazuju da je LMCH, sam ili u kombinaciji sa XG, izvrstan materijal za sustave za specifičnu isporuku CP iz hidrodinamički balansiranih kapsula.

U kliničkim bakteriološkim laboratorijima, antibakterijska aktivnost plazme se određuje in vitro testiranjem, obično disk-difuzijskom metodom. Međutim, treba uzeti u obzir da in vitro testiranje ne odražava uvijek djelotvornost antibiotika in vivo. U ovom istraživanju ispitana je baktericidna aktivnost uzoraka urina dobivenih nakon peroralne primjene pojedinačne doze oralnog antibiotika prema relevantim Gram-pozitivnim urinarnim patogenima. Linezolid je imao zadovoljavajuće baktericidne titrove kroz čitav period testiranja prema svim testiranim Gram- pozitivnim kokima tijekom čitavog perioda testiranja dok su fluorokinoloni pokazivali visoku i perzistentnu baktericidnu aktivnost prema stafilokokima a znatno slabiju aktivnost prema enterokokima. Prema rezultatima ex-vivo pokusa, amoksicilin bi se mogao preporučiti kao lijek izbora jedino koje uzrokuje Enterococcus faecalis. Amoksicilin u kombinaciji s klavulanskom kiselinom bi se mogao razmatrati kao terapijska opcija kod infekcija koje uzrokuju Staphylococcus saprophyticus i E. faecalis. Testirani stariji cefalosporini su se pokazali djelotvornima samo prema S. saprophyticus. Njihov nedostatak je kratko poluvrijeme eliminacije u urinu što rezultira u brzom smanjivanju urinarnih baktericidnih titrova tijekom ispitivanog vremenskog perioda. Nadalje, nemaju aktivnost prema enterokokima zbog njihove intrinzične rezistencije na cefalosporine

Schnitzlerov sindrom se manifestira istovremenom pojavom monoklonske gamapatije i kronične urtikarije kao glavnih simptoma s najmanje dva dodatna sporedna simptoma bolesti: artralgija, kostobolja, vrućica nepoznatog porijekla, hepato- ili splenomegalija, te povećana gustoća kostiju. Etiologija bolesti kao i imunopatogeneza nisu jasni, ali su pokazane povišene vrijednosti IL-1 u nekih bolesnika. Jedina uspješna terapija do sada je primjena anakinre [rekombinantni, neglikozilirani oblik humanog IL-1 antagonista receptora (IL-1RA)]. Ovdje smo prikazali bolesnicu s dijagnosticiranim Schnitzlerovim sindromom koja je inicijalno liječena tri godine kombinacijom ciprofloksacina i doksiciklina, a nakon toga anakinrom. Djelomična remisija u smislu značajne regresije osipa, smanjene kostobolje i povremenog subfebriliteta zabilježena je tijekom trogodišnjeg per os liječenja kombinacijom ciprofloksacina 2 × 500 mg i doksiciklina 2 × 100 mg uz desloratadin 1 × 5 mg. Svaki prekid ove terapije rezultirao bi promptnom pojavom jake urtikarije, febriliteta i pogoršanja nalaza (povišene vrijednosti sedimentacije i CRP-a, leukocitoza i neutrofilija). Ovu uspješnu kontrolu simptoma i nalaza pripisujemo sinergističkom djelovanju ciprofloksacina i doksiciklina i njihovoj vjerojatnoj imunomodulatornoj ulozi u sniženju razine proupalnih citokina, uključujući i IL-1. Značajno poboljšanje, međutim u bolesnice je uslijedilo nakon primjene anakinre. Tijekom dvogodišnjeg liječenja osim prolazne blage jetrene lezije nisu zabilježene nuspojave, kao ni simptomi bolesti, a laboratorijski nalazi su u granicama normale., Schnitzler syndrome describes the simultaneous occurrence of monoclonal gammopathy and chronic urticaria as major symptoms with at least two additional minor symptoms (arthralgia, arthritis, fever of unknown origin, hepato- or splenomegaly, lymphadenopathy, increased erythrocyte sedimentation rate, leukocytosis/thrombocytosis or increased bone density). The etiology and immunopathogenesis of disease is unknown, but increased levels of interleukine (IL)-1 have been detected in some patients. The most successful therapy was recorded with anakinra, recombinant, nonglycosylated form of the human interleukin-1 receptor antagonist (IL-1RA). Here we describe a female patient with Schnitzler syndrome who was initially treated for three years with a combination of ciprofloxacin and doxycycline, followed by anakinra. Partial remission in terms of significant regression of the rash, reduced arthritis and occasional subfebrility was recorded during the three-year per os combination treatment with 2 × 500 mg ciprofloxacin, 2 × 100 mg doxycycline and 1 × 5 mg desloratadine. Any interruption of this therapy would result in a prompt appearance of severe urticaria, fever, and worsening of the findings (elevated ESR and CRP, leukocytosis and neutrophilia). This successful control of the symptoms and findings was attributed to a synergistic effect of ciprofloxacin and doxycycline and their probable immunomodulatory role in lowering the levels of proinflammatory cytokines, including IL-1. A significant improvement, however, was recorded in our patient after anakinra administration. During the two-year treatment, apart from transient, mild hepatic lesions, no side effects or symptoms have been reported, and laboratory findings were within normal range.

The present study deals with the development of hydroxyapatite (HAp)-ciprofloxacin bone- -implants using the “Quality by design” approach. The effect of various synthetic parameters like drug amount added in the process, stirring speed and addition rate of orthophosphoric acid on drug concentration in the HAp-ciprofloxacin system synthesized by the precipitation technique using 23 factorial design was analyzed. Optimization methodology utilizing the first-order polynomial equation was used to search for optimal drug concentration in the HAp-ciprofloxacin implant system. The observed responses coincided well with the predicted values from the optimization technique. New implants were manufactured using various HAp-ciprofloxacin composites and 1.5 % (m/V) guar gum as a binder. Characterization of the delivery system was done by XRPD, FTIR spectroscopy and SEM. Even at highest drug concentration (76.6 ± 0.5 %, m/m), ciprofloxacin was present in noncrystalline state. The in vitro ciprofloxacin release from various bone-implants was sustained for several weeks and the drug release pattern correlated well with the Korsmeyer-Peppas model., U radu je opisan razvoj hidroksiapatit (HAp)-ciprofloksacin implantata za kosti “dizajniranjem kvalitete”. Učinak nezavisnih varijabli poput količine dodanog lijeka, brzine miješanja i udjela ortofosforne kiseline na koncentraciju lijeka u HAp-sustavu dobivenom precipitacijom optimiran je koristeći 23 faktorijalno dizajniranje. Pomoću polinomske jednadžbe prvog reda određena je optimalna koncentracija lijeka u implantatima na bazi HAp. Dobiveni odgovori podudaraju se s predviđenim vrijednostima iz optimiranih formulacija. Novi implantati pripravljeni su koristeći različite omjere HAp i ciprofloksacina te 1,5 % (m/V) guar gumu kao vezivo. Karakterizacija sustava za isporuku provedena je pomoću XRPD, FTIR spektroskopije i SEM. Ciprofloksacin je prisutan u amorfnom stanju čak pri najvišim koncentracijama (76,6 ± 0,5 %, m/m). In vitro oslobađanje ciprofloksacina iz različitih implantata bilo je polagano tijekom nekoliko tjedana i dobro je koreliralo s Korsmeyer-Peppasovim modelom.

The ciprofloxacin - metallic ions interactions are well documented and described in the literature. In vivo studies show that ciprofloxacin bioavailability is reduced in the presence of metallic ions containing preparations. The results of in vitro studies are somewhat contradictory and indicate that highly soluble complexes, low soluble complexes, or no complexation may occur. Development of relevant simulation softwares resulted in the increased confidence and use of mathematical modeling and simulation in drug development and quality control. Advanced computer software's are now available which simulate drug product pharmacokinetic profile based on its physicochemical properties, formulation characteristics and physiological conditions in the gastrointestinal tract. The aim of the current work is to assess potential causes of reduced ciprofloxacin bioavailability when co-administered with metallic ion containing preparations through survey of the relevant in vivo, in vitro and in silico studies. The results obtained indicate that complex formation is one of the mechanisms involved in ciprofloxacin/metallic ion interaction and that other phenomena such as reduced solubility in the altered pH conditions and/or adsorption on the solid phase present in the intestinal lumen may also play a role. In order to accurately identify mechanisms responsible for drug interaction, thorough evaluation of all the available in vivo, in vitro and in silico data should be performed as part of the biopharmaceutical characterization. Interakcija ciprofloksacina i jona metala je dobro poznata i opisana u literaturi. Rezultati in vivo ispitivanja pokazuju da je biološka raspoloživost ciprofloksacina smanjena nakon istovremene primene preparata koji sadrže jone metala. Rezultati in vitro ispitivanja su kontradiktorni i pokazuju da mogu nastati kompleksi koji imaju veću rastvorljivost u odnosu na polazno jedinjenje, da nastali kompleksi imaju smanjenu rastvorljivost, kao i da građenje kompleksa izostaje. Sa razvojem računarskih programa koji omogućavaju predviđanja farmakokinetičkog profila na osnovu fizičko-hemijskih karakteristika lekovite supstance, karakteristika formulacije i fizioloških uslova u gastrointestinalnom traktu, matematičko modelovanje i simulacije zauzimaju sve važnije mesto u razvoju i proceni kvaliteta lekova. Cilj rada je da se kroz pregled rezultata in vivo, in vitro i in silico studija, analiziraju potencijalni uzroci promene u bioraspoloživosti ciprofloksacina primenjenog sa preparatima koji sadrže jone metala. Dobijeni rezultati ukazuju da građenje kompleksa predstavlja jedan od mehanizama uključenih u in vivo interakciju ciprofloksacina i jona metala i da drugi faktori, kao što je smanjena rastvorljivost usled promene pH i/ili adsorpcija na nerastvorene komponente čvrste faze, takođe mogu uticati. U okviru biofarmaceutske karakterizacije interakcija lekova, potrebno je uzeti u obzir rezultate in vivo, in vitro i in silico ispitivanja i sprovesti njihovu sveobuhvatnu analizu radi utvrđivanja mehanizma interakcije.

In the present study, the NMR spectroscopic features of trovafloxacin (TVA) mesylate, pefloxacin (PFX) mesylate dihydrate and ciprofloxacin (CIP) hydrochloride monohydrate were studied in DMSO-d6 solution with the aim of investigating the effects of substituents and the type of salt on the NMR parameters of basic bicyclic fluoroquinolone and fluoronaphthyridone ring systems. For this purpose, the 1H- and 13C- one- and two-dimensional homo- and heteronuclear NMR methods were used. The analysis of 1H- and 13C-NMR spectra confirmed the structures of investigated fluoroquinolone salts. Relationship between 1H- and 13C-NMR chemical shifts of fluoronaphthyridone and fluoroquinolone ring systems and calculated molecular descriptors (MDs) and drug-likeness scores (DLSs), computed for monoprotonic cations of investigated fluoroquinolone salts (TVAH+, PFXH+ and CIPH+) were also explored. The topological polar surface area (TPSA), the parameter of lipophylicity (miLogP), the relative molecular mass (Mr) and the volume (V) of computed molecular descriptors (MDs), as well as the G protein-coupled receptor ligand-likeness (GPCR ligand-ls), the ion channel ligand-likeness (ICL-ls), the kinase inhibitor-likeness (KI-ls) and the nuclear receptor ligand-likeness (NRL-ls) were used in this study. The 1H-NMR chemical shifts of protons in COOH, H5 and NHn+, as well as 13C NMR chemical shifts of C4, C5 and C11 shown to be good parameters in exploration of property-property and property-drug-likeness relationships for investigated fluoroquinolone salts. Thus, collinear relationships between 1H-NMR chemical shifts of protons in COOH, H5 and NHn+ with TPSA and miLogP, as well as with GPCR ligand-ls), KI-ls and NRL-ls were revealed (, ppm H in COOH vs. TPSA, R = 0.9421; , ppm H in COOH vs. NRL-ls, R = 0.9216; , ppm H5 vs. miLogP, R = 0.9962; , ppm H5 vs. KI-ls, R = 0.9969; , ppm NHn+ vs. TPSA, R = 0.9875 and , ppm NHn+ vs. NRL-ls, R = 0.9948). The collinearities between 13C-NMR chemical shifts of C4, C5 and C11 with KI-ls and NRL-ls, as well as with TPSA, miLogP, Mr and V were also revealed (, ppm C4 vs. TPSA, R = 0.9964; , ppm C4 vs. miLogP, R = 0.9487; , ppm C4 vs. Mr, R = 0.9629; , ppm C4 vs. KI-ls, R = 0.9461; , ppm C4 vs. NRL-ls, R = 0.9996; , ppm C5 vs. miLogP, R = 0.9994; , ppm C5 vs. KI-ls, R = 0.9990; , ppm C5 vs. NRL-ls, R = 0.9510; , ppm C11 vs. TPSA., R = 0.9958; , ppm C11 vs. NRL-ls, R = 0.9994 and , ppm C11 vs. KI-ls, R = 0.9481)., U radu je opisano ispitivanje NMR spektroskopskih značajki trovafloksacin (TVA) mesilata, pefloksacin (PFX) mesilata i ciprofloksacin (CIP) hidroklorida u DMSO-d6 otopini s ciljem da se istraži utjecaj supstituenata i tip soli na NMR parametre bicikličkog fluorokinolonskog i fluoronaftiridonskog prstenastog sustava. Analizom jedno- i dvo-dimenzijskih, homo- i hetero-nuklearnih 1H- i 13C-NMR spektara potvrđena je struktura ispitivanih fluorokinolonskih soli. 1H- i 13C-NMR kemijski pomaci (, ppm) temeljnih prstenastih sustava korelirani su s izračunatim molekulskim opisivačima (relativnom molekulskom masom, Mr, topologijskom polarnom površinom, TPSA, lipofilnošću, miLogP i s volumenom, V) te s parametrima sličnosti s lijekovima poznate biološke aktivnosti, tj. s ligandom G protein-spregnutog receptora (GPCR ligand), ligandom ionskih kanala (ICL), inhibitorom kinaze (KI) i ligandom nuklearnog receptora (NRL) koji su izračunati za monoprotonske katione ispitivanih fluorokinolonskih soli (TVAH+, PFXH+ and CIPH+). 13C-NMR kemijski pomaci (/ppm) C4, C5 i C11 atoma i 1H-NMR kemijski pomaci (/ppm) protona u COOH, H5 i NHn+ ispitivanih fluorokinolonskih soli pokazali su se kao dobri parametri za istraživanje odnosa svojstvo-svojstvo i svojstvo-sličnost s lijekovima poznate biološke aktivnosti. Tako je otkriven kolinearan odnos između 13C-NMR kemijskih pomaka (/ppm) C4, C5 i C11 atoma i izračunatih parametara za sličnost s kinaza inhibitorom (KI-ls) i ligandom nuklearnog receptora (NRL-ls) pored kolinearnosti s TPSA, miLogP, Mr i V (C4 /ppm s TPSA, R = 0,9964; C4 /ppm s miLogP, R = 0,9487; C4 /ppm s Mr, R = 0,9629; C4 /ppm s V, R = 0,8547; C4 /ppm s KI-ls, R = 0,9461 i C4 /ppm s NRL-ls, R = 0,9996; C5 s miLogP, R = 0,9994; C5 s KI-ls, R = 0,9990 i C5 s NRL-ls, R = 0,9510; C11 s TPSA, R = 0,9958; C11 /ppm s KI-ls, R = 0,9481 i C11 /ppm s NRL-ls, R = 0,9994). 1H-NMR kemijski pomaci (/ppm) protona COOH, H5 i NHn+ pokazali su kolinearanost odnosa s TPSA i miLogP, te s izračunatim parametrima za sličnost s kinaza inhibitorom (KI-ls), ligandom nuklearnog receptora (NRL-ls) i GPCR ligandom (GPCRl-ls) (/ppm H u COOH s TPSA, R = 0,9421; /ppm H u COOH s NRL-ls, R = 0,9216; H5 /ppm s miLogP, R = 0,9962; /ppm H5 s KI-ls, R = 0,9969; /ppm NHn+ s TPSA, R = 0,9875; /ppm NHn+ s NRL-ls, R = 0,9948; /ppm NHn+ s GPCR ligandom, R = 0,9873). Rezultati istraživanja su pokazali razliku u eksperimentalnim i izračunatim parametrima za trovafloksacin mesilat u usporedbi s pefloksacin mesilatom i ciprofloksacin hidrokloridom, te je nađena značajna kolinearnost među ispitivanim parametrima ovih fluorokinolonskih antibiotika.

Upotreba većine antibiotika procijenjena je sigurnom za središnji živčani sustav i njegove funkcije. Kemijske i farmakokinentske posebnosti tih preparata, međutim, mogu izazvati nuspojave u bolesnika s predisponiranim čimbenicima. Službenik, star 54 godine, boravio je zbog lijevostrane hemipareze, posljedica reverzibilnog ishemijskog neurološkog ispada u jednom neurološkom odjelu tijekom svibnja 2003. Bolesnik, hipertoničar, pokazivao je u magnetskoj rezonanciji mozga sitno infarktno područje u desnome parijetalnom režnju. Laboratorijske analize upućivale su na netoleranciju glukoze. Tijek bolesti bio je potpuno regresivan. Pri otpustu bolesniku je preporučen aspirin (100mg) i atenolol (25mg), jedanput na dan. U siječnju 2007. godine bolesniku, inače sklonom upalama mokraćnih putova, bio je propisan ciprofloksacin (CPFX)(500mg) tablete, 2 puta na dan. Kultura urina pokazivala je prisutnost mikrobne flore osjetljive na taj antibiotik. Ujutro trećega dana uzimanja antibiotika bolesnik je dobio parcijalni epileptički somatomotorni napadaj sa sekundarnom generalizacijom. Terapija CPFX-om u istim dozama bila je nastavljena još pet dana, tijekom kojih je bolesnik imao svakodnevne (3-4 puta) čisto parcijalne, ili rjeđe, sekundarno generalizirane epileptičke napadaje. Žalio se na glavobolju, mučninu i povraćanje. Obiteljski liječnik, tumačeći epilepsiju kao posljedicu cerebrovaskularne bolesti, propisao je Primidon (100mg) 2 puta na dan, uz Apaurin (5mg), jedanput na dan prije spavanja. Šestoga dana nakon izbijanja epilepsije traženo je mišljenje neurologa, koji je preporučio prekid terapije CPFX-om. Prestanak napadaja epilepsije uslijedio je 36 sati nakon prekida antimikrobnog lijeka. Do današnjeg dana bolesnik je bez epileptičkih napadaja, uzima Apaurin (5mg), jedanput na dan prije spavanja. U prikazanog bolesnika odgovornost CPFX za epilepsiju je potpuno prihvatljiva. Kronološki, bolesnik nije imao epilepsiju do uvođenja CPFX-a u terapiju ; epilepsija nestaje nakon prekida uzimanja lijeka. Semiološki, bolesnik, hipertoničar, slučaj je cerebrovaskularne bolesti, predisponirajući čimbenik za epilepsiju u terapiji tim antibiotikom.

NMR spektroskopijom određena je struktura i konformacija ciprofloksacin-hidroklorida, ciprofloksacin baze i kompleksa ciprofloksacina s Mg2+ u DMSO-d6 otopini. Spektri su snimani s NMR spektrometrom na 600 MHz radne frekvencije za 1H jezgre. Mjerenja su provedena s jedno- i dvodimenzijskim homonuklearnim i heteronuklearnim NMR tehnikama: standardna 1H, proton raspregnuta 13C, APT, COSY, NOESY, ROESY, HMQC i HMBC. Analiza spektara provedena je na temelju 1H i 13C kemijskih pomaka, supstituentnih efekata, konstanata H-H, F-H, C-H i C-F spin-spin sprega, intenziteta i multipliciteta signala, kontura u 2D spektrima kao i usporedbom sa strukturno sličnim spojevima. NOESY spektri ciprofloksacin-hidroklorida pokazali su da H1’ ’ tj. metinski proton ciklopropanskog supstituenta ima jaki kontakt s H8 s fluorbenzenskog dijela molekule, ali da nema kontakta s H2 na piridonskom dijelu molekule. Isto tako oba metilenska protona ciklopropanskog prstena imaju NOE kontakt s H8. Sve to ukazuje na prostornu orijentaciju cikloporpanskog prstena okrenutu više prema fluorbenzenskom dijelu molekule. Isti kontakti su potvrđeni u ROESY spektrima koji su još pokazali kontakte H8 s metilenskim protonima piperazinskog prstena te što je posebno značajno kontakte između H2', 6' s piperazinskog prstena i H2'' ciklopropanskog prstena. Provedene analize potvrđuje prostornu bliskost piperazinskog i ciklopropanskog prstena tj. fold-in konformaciju ovog dijela molekule ciprofloksacin-hidroklorida. Analize NMR spektara ciprofloksacin baze i kompleksa ciprofloksacina s Mg2+ pokazale su da su se najveće promjene kompleksiranjem odigrale na karbonilnoj i karboksilatnoj skupini te u njihovom susjedstvu. Kompleksiranje na karbonilinim atomima kisika potvrđeno je i pomoću IR spektara. Mjesto kompleksiranja odgovara fold-in konformaciji ciprofloksacina u kojoj su N-atomi više sterički ometani nego O-atomi i u slaganju je s ostalim NMR podacima.

Potenciometrijska i spektrofotometrijska karakterizacija kiselinskobazne ravnoteže ciprofloksacina u vodenim otopinama. Makrospecijacija i mikrospecijacija u ovisnosti o pH.

A total of 89 patients, (> 18 years), with symptoms of chronic prostatitis and inflammatory findings as well as the presence of Chlamydia trachomatis confirmed by DNA/RNA DIGENE hybridization method and/or by isolation, McCoy culture and Lugol stain in expressed prostatic secretion or in voided bladder urine collected immediately after prostatic massage, were examined. The patients were randomized to receive a total of 4.5 g of azithromycin for 3 weeks, given as a 3-day therapy of 1 x 500 mg weekly or ciprofloxacin 500 mg b.i.d. for 20 days. Patients' sexual partners were treated at the same time. Clinical and bacteriological efficacy were evaluated 4-6 weeks after the end of therapy. Significantly higher eradication (36/45: 17/44 ; P = 0.0002) and a significantly higher clinical cure (31/45: 15/44 ; P=0.0021) were achieved in the group of patients treated with azithromycin than in the ciprofloxacin group.

Djelotvornost i podnošljivost 2×500 mg ciprofloksacina primijenjenog kroz 15, 20 ili 30 dana ispitana je u ovoj prospektivnoj, nerandomiziranoj studiji na 225 bolesnika sa simtpomatskim prostatitisom. U svih je u svp sedimenta eksprimata prostate ili uzorka mokraće uzetog nakon masaže dokazano ł10 leukocita. Etiologija je dokazana u 146 bolesnika. Djelotvornost ciprofloksacina je ocijenjena 4-6 tjedana nakon završetka liječenja. Od ukupno 80 liječenih bolesnika s kroničnim prostatitisom uzrokovanim E. coli ili drugim gram negativnim bakterijama postigla se eradikacija uzročnika u 68, 75 do 97, 5 % i bila je značajno viša u bolesnika koji su primali lijek 20, odnosno 30 dana. Kliničko izlječenje postiglo se u 62, 5 % do 75 % bolesnika i nije se razlikovalo s obzirom na duljinu liječenja. Od 79 bolesnika s kroničnim etiološki nedokazanim prostatitisom kliničko izliječenje postiglo se u 52, 63 % do 66, 67 % i nije se statistički razlikovalo s obzirom na duljinu primjene ciprofloksacina. U 39 bolesnika s klamidijskom infekcijom prostate liječenih ciprofloksacinom kliničko izlječenje postiglo se u 42, 86 % do 56, 25 %, a eradikacija u 28, 57 % do 46, 88 %. Klinička i bakteriološka djelotvornost nisu se razlikovale s obzirom na duljinu liječenja. Od ukupno 25 liječenih bolesnika s kroničnim prostatitisom uzrokovanim enterokokom ili streptokokom agalakcije postiglo se kliničko izlječenje u 68 %, a eradikacija uzročnika u 88 % bolesnika. Oba bolesnika s kroničnim prostatitisom uzrokovanim urogenitalnim mikoplazmama bila su izliječena.

Fluorokinolonski antibiotici se zbog širokog spektra antibakterijskog djelovanja, dobre oralne apsorpcije i raspodjele po tkivima, primjenjuju u liječenju različitih infekcija. Poznato je da ovi antibiotici stupaju u interakciju s antacidima i drugim lijekovima koji sadrže polivalentne ione metala, pri čemu dolazi do kompleksacije antibiotika s metalom. Posljedica toga je smanjena apsorpcija i antibakterijsko djelovanje. U dijelu istraživanja kompleksacije ovih antibiotika s različitim ionima metala provedena su i ispitivanja spektroskopskih svojstva ciprofloksacina u obliku soli hidroklorida i laktata u odnosu na sam ciprofloksacin, te čvrste oralne oblike registriranih lijekova u Hrvatskoj, pomoću IR i NMR spektroskopije. Ispitivanje je prošireno na trovafloksacin i moksifloksacin, novije predstavnike ove skupine lijekova. Usporednom analizom IR spektara antibiotika i njihovih standarda potvrđena je kemijske struktura ispitivanih antibiotika. Na temelju analiza 1H i 13C NMR spektara, zapaženih H-F i C-F spin-spin sprega omogućeno je precizno određivanje molekulske strukture ovih spojeva te praćenje dozvoljenih onečišćenja i mogućih razgradnih produkata. Dipolne H-H interakcije, utvrđene u NOESY spektrima između protona u piperazinskom prstenu i protona u aromatskom dijelu molekule, omogućile su određivanje konformacije ovih molekula.

Ispitivana je kompleksacija ciprofloksacina (CF), norfloksacina i pefloksacina (PF) sa slijedećim ionima metala: Ca(II), Mg(II), Fe(II), Fe(III), Cu(II), Zn(II) i Al(III). Istraživanje je prošireno na po zdravlje opasne teške metale, Pb(II), Hg(II) i Cd(II), koji ponekad mogu biti prisutni u organizmu u povećanim koncentracijama . Ispitivanje je provedeno uz pomoć FT IR, 1D i 2D homo- i heteronuklearne 1H i 13C NMR (COSY, NOESY i HETCOR) spektroskopije. Rezultati ispitivanja su pokazali da kompleksacija zavisi o primjenjenom fluorokinolonu i o ionu metala. Rekaktivnost među fluorokinolonskim antibioticima bila je u nizu CF > NF > PF. CF i NF su se kompleksirali sa svim ispitivanim ionima, iako NF slabije, dok PF nije stvarao komplekse s Al(III), Cd(II) i Pb(II). Spektroskopski podaci ukazuju da su u kompleksaciju izravno uključene karboksilna i keto skupine u položajima 3 i 4, te da u strukturi fluorokinolona postoje i druga mjesta koordinacije s ionom metala, a podaci upućuju da su N-1 i/ili piperazinski dušikovi atomi također uključeni, no to treba još dodatno istražiti.