To, co na pierwszy rzut oka wydaje się naukową zabawą pozwala na produkcję doskonalszych farmaceutyków.

Związek lewitacji z pracami nad rozwojem leków widoczny jest na poziomie molekularnym. Bowiem molekularna struktura lekarstw może być albo amorficzna, albo krystaliczna. Lekarstwa o strukturze amorficznej są zwykle bardziej skuteczne, gdyż łatwiej się rozpuszczają, przez co są łatwiej przyswajalne przez organizm. A to oznacza, że można zastosować mniejszą ich dawkę.

Jednym z największych wyzwań dotyczących rozwoju lekarstw jest spowodowanie, by jak najmniejsza dawka wywoływała pożądany efekt terapeutyczny – mówi Chris Benmore, który kieruje pracami zespołu badawczego.

Większość dostępnych na rynku lekarstw ma postać krystaliczną – nie są w pełni absorbowane przez organizm, zatem efektywność ich wykorzystania nie jest optymalna – dodaje Yash Vaishnav.

Problem w tym, że uzyskanie z roztworu amorficznej formy leku nie jest łatwe. Jeśli podczas odparowywania roztwór ma kontakt z naczyniem, prawdopodobnie utworzą się kryształy. Dlatego też uczeni z ANL chcieli znaleźć sposób na odparowanie roztworu tak, by niczego on nie dotykał. Zadanie niezwykle trudne, gdyż płyny przyjmują kształt naczynia, w którym się znajdują.

Benmore postanowił wykorzystać akustyczne urządzenie do lewitacji opracowane przez NASA w celu symulowania mikrograwitacji. Akustyczny lewitator wykorzystuje dwa głośniki emitujące fale dźwiękowe o częstotliwości niemal 22 kHz. Gdy głośnik górny i dolny zostaną precyzyjnie umieszczone, dochodzi do idealnej interferencji fal dźwiękowych i pojawienia się zjawiska zwanego falą stojącą. W pewnych jej punktach, zwanych węzłami, nie zachodzi transfer netto energii. Ciśnienie akustyczne fali dźwiękowej wystarcza do przezwyciężenia siły grawitacji. Dlatego niewielkie obiekty umieszczone w węzłach lewitują.

Na obecnym etapie badań można w ten sposób uzyskiwać bardzo małe ilości lekarstw. Jednak uczonym nie chodzi o ich produkcję, a o zbadanie zjawiska powstawania amorficznych molekuł i zrozumienie warunków, jakie trzeba spełnić, by móc w przyszłości masowo produkować lekarstwa o pożądanych właściwościach.

Uczeni z Argonne przetestowali już kilkanaście różnych lekarstw i złożyli wniosek patentowy dotyczący nowej technologii badawczej. Poprosili też o pomoc profesorów Stephena Byrna oraz Lynne Taylor z Wydziału Farmacji Przemysłowej i Fizycznej Purdue University i Jeffreya Yargera z Wydziału Chemii i Biochemii Arizona State University. Wspólnie z nimi badają, na produkcję których lekarstw lewitacja ma najlepszy wpływ.

Źródło: : Argonne National Laboratory, KopalniaWiedzy.pl

Polecane: