Znajdź zawartość

Fuzja jądrowa może stać się niewyczerpanym źródłem taniej bezpiecznej i ekologicznej energii. Od jej zastosowania dzielą nas dziesięciolecia, ale naukowcy powoli dokonują małych kroków w stronę jej realizacji. W ubiegłym roku w National Ignition Facility uzyskano więcej energii niż wprowadzono do kapsułki z paliwem. Teraz naukowcy poinformowali o udanym teście dynamicznego formowania kapsułek paliwowych wykorzystywanych przy inercyjnym uwięzieniu plazmy. Nowe kapsułki są tańsze i łatwiejsze w produkcji. Stosowane w National Ignition Facility (NIF) inercyjne uwięzienie plazmy polega na oświetleniu potężnymi laserami niewielkiej kapsułki zawierającej izotopy wodoru – deuter i tryt. W wyniku oddziaływania laserów kapsułka jest ściskana olbrzymim ciśnieniem i podgrzewana do wysokich temperatur. W końcu jej osłonka zapada się, dochodzi do zapłonu paliwa i zapoczątkowania fuzji jądrowej. Hipotetyczna elektrownia fuzyjna, działająca w ten sposób, zużywałaby około miliona kapsułek z paliwem dziennie. A obecne metody ich formowania, podczas których stosuje się zamrażanie oraz warstwę kriogeniczną, są bardzo kosztowne i skomplikowane. Przed dwoma laty Valeri Goncharov z Laboratory for Laser Energetics na University of Rochester opisał nową metodą formowania kapsułek z paliwem. Teraz, wraz z Igorem Igumenshchevem i innymi naukowcami, przeprowadził eksperyment, podczas którego dowiódł, że opisana metoda rzeczywiście działa. W procesie dynamicznego formowania kapsułki krople deuteru i trytu są wstrzykiwane w piankową osłonkę. Gdy taka kapsułka zostanie poddana działaniu laserów, najpierw tworzy się sferyczna osłonka, która następnie ulega implozji, zapada się i dochodzi do zapłonu. Taka metoda produkcji jest łatwiejsza i tańsza niż dotychczas stosowana. Szczegóły eksperymentu zostały opisane na łamach Physical Review Letters. Wykorzystanie nowych kapsułek do zainicjowania fuzji będzie wymagało prac nad laserami o dłuższym i silniejszym impulsie, jednak przeprowadzony eksperyment wskazuje, że może być to właściwe rozwiązanie na drodze ku praktycznym elektrowniom fuzyjnym. « powrót do artykułu

Kwasy nukleinowe, szczególnie RNA, mogą być niezwykle podatne na degradację, szczególnie w przewodzie pokarmowym. Rozwiązanie tego problemu otwiera nowe możliwości terapeutyczne, w tym możliwość opracowania doustnych szczepionek, mówi Giovanni Traverso, profesor inżynierii mechanicznej na MIT i gastroenterolog w Brigham and Women's Hospital. Amerykańscy naukowcy wykazali właśnie, że opracowana przez nich kapsułka pozwala na dostarczenie do żołądka świni do 150 mikrogramów RNA. To więcej niż mRNA używane w szczepionkach przeciwko COVID-19. Zespół Traverso od lat współpracuje z zespołem Roberta Langera, profesora w David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research. Celem ich badań jest stworzenie nowych technik doustnego dostarczania leków. W 2019 roku zaprezentowali kapsułkę z igłą, która wbija się w wyściółkę żołądka i dostarcza tam insulinę. Kapsułce nadano kształt karapaksu żółwia lamparciego. Karapaks zwierzęcia ma taki kształt, że jeśli żółw upadnie na grzbiet, bez problemu odwraca się na nogi. Naukowcy nadali kapsułce taki kształt, dzięki czemu zawsze ustawi się ona tak, by igła mogła wbić się w żołądek. W ubiegłym roku Traverso i Langer wykazali, że za pomocą kapsułki możliwe jest dostarczanie dużych molekuł, jak przeciwciała monoklonalne. Po udanych testach postanowili sprawdzić, czy ich kapsułka przyda się również do pracy z innymi dużymi molekułami, kwasami nukleinowymi. Kwasy nukleinowe łatwo ulegają degradacji po dostaniu się do organizmu. Dlatego też muszą być dostarczane w osłonkach. Uczeni z MIT opracowali więc specjalne polimerowe nanocząsteczki wykonane z poli(β-aminoestrów). Już wcześniej wykazali bowiem, że dzięki nadaniu im odpowiedniego kształtu można dobrze chronić kwasy nukleinowe. Nowe cząstki przetestowano najpierw na myszach. Zwierzętom wstrzyknięto je do żołądka, nie używając przy tym kapsułki. Cząstki miały chronić RNA z kodem pewnego białka reporterowego. Gdyby dostarczenie do żołądka i pobranie RNA przez organizm było skuteczne, białko to powinno pojawić się w tkankach. I rzeczywiście. Wykryto je zarówno w żołądkach, jak i wątrobie, co wskazuje, że RNA zostało dostarczone do innych organów, a następnie trafiło do filtrującej krew wątroby. Następnie naukowcy poddali kompleks RNA-nanocząsteczki liofilizacji i umieścili go w swoich kapsułkach. W jednej byli w stanie upakować około 50 mikrogramów mRNA. Trzy takie kapsułki podano świniom. Badania wykazały, że po podaniu kapsułek białko reporterowe było wytwarzane przez komórki żołądka, ale nie znaleziono go w innych częściach ciała. W następnym etapie badań naukowcy spróbują zwiększyć ilość RNA dostarczonego do organizmu zmieniając budowę nanocząsteczek lub podając więcej RNA. Zauważają jednak, że w niektórych zastosowaniach wystarczy dostarczyć RNA do samego żołądka. W układzie pokarmowym znajduje się wiele komórek układu odpornościowego, a stymulowanie tych komórek to znany od dawna sposób na wywołanie reakcji immunologicznej, stwierdzają naukowcy. Traverso i Langer chcą sprawdzić, czy podanie szczepionki mRNA drogą doustną wywoła ogólnoustrojową reakcję immunologiczną, w tym aktywację limfocytów B i T. Nowa metoda podawania mogłaby też być wykorzystywana przy leczeniu chorób układu pokarmowego, które trudno jest zwalczać za pomocą tradycyjnych zastrzyków podskórnych. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach pisma Matter. « powrót do artykułu

Włoscy naukowcy ze Scuola Superiore Sant’Anna poinformowali o stworzeniu stacji dokującej, która byłaby wszczepiana np. osobom chorującym na cukrzycę typu I. Zadaniem stacji byłoby utrzymywanie odpowiedniego poziomu insuliny. Urządzenie miałoby być zasilane i kontrolowane bezprzewodowo, a jego napełnianie odbywałoby się dzięki... dokującym magnetycznym kapsułkom, połykanym przez pacjenta. Osoby z cukrzycą typu I często muszą dostarczać sobie insulinę wielokrotnie w ciągu dnia. Obecnie dostępne są pompy insulinowe, które jednak trzeba mieć ciągle przy sobie i dostarczają one insulinę przez rurkę lub za pomocą igły. Istnieją też wszczepialne pompy, trzeba je jednak napełniać przez rurkę wystającą z ciała, co zwiększa ryzyko infekcji. Żadne z tych rozwiązań, ze względu na uciążliwości związane ze stosowaniem, nie zdobyło popularności. Problemy te ma rozwiązać insulinowa stacja dokująca. System składała się urządzenia wszczepianego do brzucha (stacji dokującej) oraz magnetycznych kapsułek z insuliną. Stacja byłaby wszczepiana zaraz przy jelicie cienkim i dostarczałaby tam insulinę. Gdy zapasy insuliny by się w niej kończyły, chory połykałby niewielką magnetyczną kapsułkę. Kapsułka, wędrując przez przewód pokarmowy, dociera w okolice stacji. Stacja, za pomocą pola magnetycznego, przyciąga kapsułkę i ustawia ją w odpowiedniej pozycji. Następnie ze stacji wysuwa się igła, która przebija kapsułkę i pobiera insulinę, napełniając zbiorniki stacji. Igła musiałaby się przebić też przez jelito cienkie. Następnie kapsułka jest uwalniana, wędruje dalej i w końcu jest wydalana. Pola magnetyczne, za pomocą których jest dokowana i uwalniana kapsułka, miałyby być kontrolowane przez zewnętrzne urządzenie bezprzewodowe. Również ładowanie baterii stacji dokującej odbywa się bezprzewodowo. Dzięki temu unikamy zarówno wielokrotnych injekcji, konieczności noszenia ze sobą pompy insulinowej jak i ryzyka związane ze wszczepialną pompą insulinową i jej wystającymi przez skórę elementami. Pomysłodawczyni systemu, profesor Arianna Menciassi mówi, że wszczepialna stacja dokująca mogłaby zostać wykorzystana też np. podczas chemioterapii. Na razie cały system przetestowano na świniach, u których przez kilka godzin kontrolował on poziom insuliny. W następnym etapie prac uczeni chcą lepiej zabezpieczyć stację. Zaobserwowaliśmy, że u niektórych świń płyny z organizmu dostały się do stacji, mówi profesor Menciassi. Niewykluczone, że część płynu trafia do stacji w chwili, gdy wysuwa się z niej igła przebijająca kapsułkę. Problemów takich nie zaobserwowano, gdy stacje były testowane w wodzie, ale płyny znajdujące się wewnątrz organizmu są bardziej złożone. « powrót do artykułu

Przyjmowanie witaminy D w postaci spreju doustnego jest równie skuteczne, co zażywanie kapsułek - donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Sheffield. W ramach testu klinicznego typu head-to-head porównywano tempo zmiany statusu witaminy D podczas dostarczania witaminy D3 (3000 jednostek międzynarodowych dziennie) w postaci kapsułki i podjęzykowego spreju doustnego. Zdrowi ochotnicy przyjmowali witaminę D przez 6 tygodni w 2017 r., w szczycie zimy (między styczniem a kwietniem), gdy zapasy wielu ludzi z lata są już wyczerpane. W testach, w których uwzględniono również grupę kontrolną, wzięło udział 75 osób. Poziom kalcyfediolu 25(OH)D we krwi oceniano 6-krotnie: w punkcie wyjścia, a także w 3., 7., 14., 21. i 42 dniu suplementacji; wybrano kalcyfediol, gdyż uważa się, że status witaminy D w organizmie najlepiej odzwierciedla stężenie jej izoform 25-monohydroksylowanych. W porównaniu do grupy kontrolnej, w obu grupach terapeutycznych nastąpiły znaczące wzrosty stężenia 259OH)D. Dodatkowo okazało się, że sprej był tak samo skuteczny jak tabletki i zapewniał zbliżone tempo poprawy poziomu witaminy D u ochotników. Dla kapsułek tempo zmiany wynosiło od 0,69 do 3,93, a dla spreju 0,64-3,34 nmol/l dziennie; średnia wynosiła 2 nmol/l dziennie. Dane sugerują, że zmiany zachodzą najszybciej u ludzi z niższymi poziomami 25(OH)D. Wszyscy badani osiągnęli adekwatny poziom witaminy D po zaledwie 21 dniach korzystania ze spreju; u osób, u których na początku testów stwierdzono największe niedobory [...], wychwyt był najefektywniejszy - podkreśla dr Bernard Corfe. Witamina D jest niezbędna do zachowania zdrowych kości, zębów i mięśni. Szczególne znaczenie ma dla rozwoju dzieci. Ludziom trudno pozyskać odpowiednią ilość witaminy D z diety, a zimą słońce nie jest wystarczająco mocne, by pomóc organizmowi podwyższyć jej poziom - dodaje Corfe. Autorzy publikacji z European Journal of Clinical Nutrition opowiadają, że wśród osób, które miały jakieś preferencje w zakresie formy zażywanej witaminy D, aż 70% twierdziło, że woli sprej, bo łatwiej go stosować i ma przyjemniejszy smak. Ludzie często zapominają albo nie chcą zażywać suplementów; dotyczy to zwłaszcza osób przyjmujących liczne leki. Dzieci i osoby z zaburzeniami połykania także mają problemy z zażywaniem tabletek, dlatego ustalenie, że sprej jest tak samo skuteczny w podwyższaniu poziomu witaminy D [jak kapsułka], zapewnia realną alternatywę dla wszystkich z niedoborami. Testy przeprowadzono we współpracy z firmą BetterYou, która jako pierwsza w Wielkiej Brytanii opracowała witaminę D w doustnym spreju. « powrót do artykułu

Podczas tegorocznego maratonu w Londynie przetestowane zostaną jadalne "płynne" kapsułki wytwarzane z wodorostów, które pomogą biegaczom ugasić pragnienie i nie przyczynią się do wzrostu zanieczyszczenia plastikiem. Kapsułki Ooho to wynalazek założycieli start-upu Skkiping Rocks Lab, absolwentów Imperial College London Pierre'a Pasliera i Rodriga Garcii. Na uczestników Virgin Money London Marathon na 23. mili czekać będzie ponad 30 tys. kapsułek z napojem izotonicznym Lucozade Sport. To największy test, jakiemu dotąd poddawano Ooho. Test to odpowiedź na narastające obawy dot. ilości odpadów plastikowych generowanych podczas masowych biegów. Ooho to pozbawiona smaku biodegradowalna membrana. Wytwarza się ją z wodorostów. Można ją wykorzystywać do zamykania w małym "bąblu" wody i innych cieczy. Paslier i Garcia podkreślają, że nawet jeśli Ooho nie zostaną zjedzone, rozkładają się w środowisku średnio po 6 tygodniach. Dla porównania, okres degradacji plastikowej butelki przekracza 400 lat. Ekipa z Skkiping Rocks Lab wypróbowuje Ooho jako zastępnik małych butelek na wodę, a także opakowań na soki czy różne sosy podawane w restauracjach typu fast food. Ukoronowaniem wysiłków Brytyjczyków jest londyński maraton z 28 kwietnia. Lise Honsinger dodaje, że prowadzone są też rozmowy z organizatorami październikowego półmaratonu Royal Parks, gdzie ustawiono by punkt z wodą, a także z organizatorami maratonu nowojorskiego. Skkiping Rocks Lab dysponuje przemysłową maszyną do produkcji Ooho. Dzięki niej w 5-10 min można uzyskać do 100 kapsułek. Kiedyś firma rezydowała na terenie inkubatora przedsiębiorczości Imperial White City. Obecnie w laboratorium w Bethnal Green pracuje 14-osobowy zespół. « powrót do artykułu

Kapsułka, która wstrzykuje insulinę bezpośrednio do ściany żołądka, może uwolnić osoby cierpiące na cukrzycę typu 2. od konieczności robienia sobie zastrzyków. Opracowana przez naukowców z MIT kapsułka jest wielkości jagody. Wyposażono ją w niewielką igłę wykonaną ze skompresowanej insuliny, która jest wstrzykiwana, gdy kapsułka dotrze do żołądka. Testy na zwierzętach wykazały, że w ten sposób można dostarczyć do organizmu taką ilość insuliny, która obniża poziom cukru do wartości porównywalnych z podskórną injekcją insuliny. Twórcy kapsułki dowiedli też, że może być ona wykorzystywana również do dostarczania innych leków opartych na proteinach. Mamy wielką nadzieję, że pewnego dnia ta nowa kapsułka naprawdę pomoże cukrzykom, a może nawet wszystkim, którym leki mogą być obecnie podawana wyłącznie za pomocą injekcji lub infuzji, mówi jeden z autorów nowatorskiej kapsułki, profesor Robert Langer. W kapsułce umieszczono igłę połączoną ze ściśniętą sprężyną, a całość utrzymywana jest w miejscu przez dysk wykonany z cukru. Gdy kapsułka zostaje połknięta, cukrowy dysk ulega rozpuszczeniu, zwalniana jest sprężyna, a igła wbija się w ścianę żołądka. Czubek igły wykonano w niemal 100% ze skompresowanej liofilizowanej insuliny. Pozostała część igły, która nie wnika do ściany żołądka, została wykonana z biodegradowalnego materiału. Jako, że ściana żołądka nie posiada receptorów bólu, pacjenci nie czują wbijającej się igły. Aby upewnić się, że lek zostanie wstrzyknięty, całość zaprojektowano tak, że niezależnie od położenia kapsułki w żołądku igła orientuje się tak, by wejść w kontakt z wyściółką żołądka. Do stworzenia systemu odpowiedniego ustawiania się igły naukowców zainspirował afrykański żółw lamparci, jego karapaks ma taki kształt, że jeśli zwierzę upadnie do góry nogami, bez problemu obraca się na nogi. Bazując na kształcie jego karapaksu, uczeni wykorzystali modelowanie komputerowe i stworzyli taki kształt kapsułki, że igła zawsze wbija się w żołądek. Gdy już igła się wbije, insulina rozpuszcza się w tempie zadanym podczas projektowania kapsułki. Podczas testów cała dawka insuliny trafiała do krwioobiegu w ciągu około godziny. W czasie wstępnych testów na świniach dowiedziono, że można dostarczyć do 300 mikrogramów insuliny. Niedawno ilość tę zwiększono do 5 miligramów, a to już wartość porównywalna z ilością insuliny, jaką wstrzykują sobie cierpiący na cukrzycę typu 2. Sama kapsułka wykonana jest z biodegradowalnego polimeru i stali nierdzewnej. Podczas jej przechodzenia przez układ trawienny nie występują żadne skutki uboczne. Profesor Maria Jose Alonso z Uniwersytetu w Santiago de Compostela, która nie była zaangażowana w prace nad kapsułką, mówi o przełomowej technologii. Nie mamy tutaj do czynienia ze stopniowym ulepszaniem sposobu podawania insuliny, na czym większość naukowców się skupiała. Widzimy tutaj przełom technologiczny na polu doustnego podawania peptydów. Zespół z MIT współpracuje już z firmą Novo Nordisk. Celem współpracy jest udoskonalenie kapsułki i zoptymalizowanie jej procesu produkcyjnego. Naukowcy mają nadzieję, że w przyszłości ich wynalazek posłuży do doustnego podawania leków, które obecnie muszą być wstrzykiwane. Nie wykluczają, że będzie można za jej pomocą podawać też DNA i RNA.   « powrót do artykułu