Это не фокус, и это не ловкость рук — ученые действительно используют левитацию для усовершенствования процесса разработки лекарственных средств, что, в конечном итоге, дает более эффективные фармацевтические препараты с меньшим количеством побочных эффектов.
Ученые из национальной лаборатории Аргонна при департаменте энергетики США нашли способ применения звуковых волн для левитации отдельных капелек растворов, содержащих различные лекарственные препараты, которые имеет в своем реестре практически любая аптека. Хотя связь между левитацией и разработкой лекарственных средств, возможно, не столь очевидна, особые связи образуются на молекулярном уровне.
На молекулярном уровне структура фармацевтических препаратов попадает в одну из двух категорий: аморфная или кристаллическая. Аморфные средства, как правило, более эффективно всасываются организмом, чем их кристаллические собратья; это происходит потому, что аморфные препараты и лучше растворимы, и имеют более высокую биодоступность, исходя из чего считается, что меньшая доза может дать желаемый результат.
«Одна из самых больших проблем, когда речь идет о разработке лекарственных средств, заключается в уменьшении количества препарата, необходимого для достижения терапевтического эффекта, о каком бы средстве речь ни шла», — сказал физик, специалист по рентгеновскому излучению из лаборатории Аргонна, Крис Бенмор, руководитель исследования.
„Большинство лекарств на рынке являются кристаллическими, поэтому они не абсорбируются полностью организмом, а, следовательно, мы не используем их с максимальной эффективностью“, — добавил Яш Вайшнав, старший руководитель по разработке интеллектуальной собственности и коммерциализации в лаборатории Аргонна.
В то же время, перевод фармацевтических препаратов из раствора в аморфное состояние — задача не из простых. Если раствор испаряется, контактируя с частью сосуда, гораздо более вероятно, что вещество затвердеет в кристаллической форме. „Выглядит так, как будто эти вещества хотят любыми путями стать кристаллами“, — сказал Бенмор.
Для того, чтобы избежать этой проблемы, Бенмору потребовалось найти метод выпаривания раствора так, чтобы он при этом не контактировал ни с чем. Поскольку жидкости принимают форму того сосуда, в котором они находятся, это оказалось почти невыполнимым требованием, настолько сложным, на самом деле, что Бенмору пришлось обратиться к акустическому левитатору, части оборудования, изначально разработанной для НАСА с целью имитации условий микрогравитации.
В акустическом левитаторе используется два маленьких динамика для генерации звуковых волн на частотах чуть выше слышимого диапазона — примерно 22 килогерца. Когда верхний и нижний динамики точно совмещены, они создают два потока звуковых волн, которые создают совершенную интерференционную картину, в результате чего появляется то, что известно под названием „стоячие волны“.
Хотя на данном этапе лишь небольшое количество препарата удается, таким образом, „аморфизовать“, используя данную методику, она остается мощным аналитическим инструментом для понимания условий, которые необходимо создать для получения аморфного порошка с наилучшими свойствами», — объяснил Вайшнав.
После адаптации технологии для исследования лекарственных препаратов ученые из лаборатории Аргонна объединили свои усилия с профессорами Стивеном Бирном и Линн Тейлор с кафедры промышленной и физической фармацевтики университета Пардью и Джеффри Ярджером с кафедры химии и биохимии в университете штата Аризона. Сейчас группа работает над определением того, на какие препараты прибор для левитации окажет наиболее сильное влияние.
...
