Znajdź zawartość

Profesor David Edwards z Uniwersytetu Harvardzkiego spełnił marzenia czekoladoholików. Opracował inhalator, który pozwala uraczyć się ulubionym smakołykiem bez ryzyka przytycia. Można wybierać z czterech smaków Le Whif: malinowego, miętowego, mango i czystej czekolady. Naukowiec wpadł na pomysł razem swoimi studentami, kiedy zastanawiali się nad sposobami (poza oczywistymi i znanymi także dzisiaj) spożywania pokarmów w przyszłości. W ciągu stuleci jedliśmy coraz mniejsze ilości w coraz krótszych odstępach czasu. Wydawało nam się, że w naturalny sposób konsumpcja zmierza w kierunku wdychania, dlatego łącząc sztukę kulinarną z naukowym podejściem do aerozoli, wcieliliśmy w życie konkluzję logicznych dociekań. Proszek o smaku czekolady znajduje się w niewielkim plastikowym cylindrze. Jego drobiny są zbyt duże, by dostać się do dróg oddechowych. Le Whif wyposażono w specjalny ustnik, który ułatwia wdychanie. Wystarczy się więc zaciągnąć, żeby usta wypełnił przyjemny smak czekolady. Ze względu na zerową zawartość kalorii, produkt nadaje się również dla osób na diecie. Mogą one ulec pokusie, nie ryzykując, że ich ambitny plan legnie w gruzach. Pojedynczy zbiorniczek ma kosztować ok. 1,5 funta i co ważne - można z niego korzystać kilkakrotnie. Pierwsze "naboje" trafią do sklepów już 29 kwietnia. Czekolada to dopiero początek – w przyszłości chcemy ujawnić inne rodzaje pokarmów – zaznacza jeden z członków ekipy Tom Hadfield. Z tego powodu z badaczami z Harvardu współpracuje znany szef kuchni Thierry Marx. Inhalator o smaku mięty miałyby uzupełnić jego dania z jagnięciny. Marx i Jérôme Bibette, specjalista ds. koloidów, obmyślali m.in. metody enkapsulacji smaków. Le Whif oraz pozostałe innowacje powstają w paryskim laboratorium Edwardsa. Czekoladowy inhalator po raz pierwszy ujrzał światło dzienne wiosną zeszłego roku. Spotkał się z tak gorącym przyjęciem, że jesienią 2008 r. powstał drugi prototyp.

W mięśniówce gładkiej płuc odkryto receptory goryczy. Co prawda nie wysyłają one sygnałów do mózgu, ale nadal reagują na ten smak. Naukowcy z University of Maryland zauważyli, że bombardowanie ich gorzkimi związkami prowadzi do rozszerzenia oskrzeli, co można by wykorzystać m.in. w leczeniu astmy (Nature Medicine). Początkowo akademicy zakładali, że receptory goryczki z płuc wykrywają szkodliwe gazy i doprowadzają do skurczu dróg oddechowych oraz kaszlu. Podczas badań na myszach okazało się, że jest dokładnie na odwrót. Kiedy tkankę z dróg oddechowych potraktowano gorzkimi substancjami, a następnie wystawiono na oddziaływanie alergenów, stało się coś niespodziewanego. Wszystkie [zastosowane związki] otwierały drogi oddechowe silniej niż jakikolwiek znany lek, stosowany w terapii astmy czy przewlekłej obturacyjnej choroby płuc – podkreśla dr Stephen Liggett. Amerykanie tłumaczą, że inhalator z chininą czy sacharyną, dla której typowy jest metaliczno-gorzki posmak, przyda się jako zastępnik bądź uzupełnienie tradycyjnego schematu leczenia różnych chorób układu oddechowego. Zespół podkreśla, że zwykłe jedzenie gorzkich pokarmów nie wywoła podobnego efektu. Inni naukowcy uważają, że trzeba powtórzyć wyniki na ludziach i sprawdzić, czy gorzkie substancje nie wywołują np. stanów zapalnych.

Z opublikowanych niedawno danych wynika, że zdobywające coraz wiekszą popularność e-papierosy nie powodują przedostania się do krwi mierzalnych ilości nikotyny. Wiele wskazuje na to, że przyczyną takiego stanu rzeczy jest osadzanie się większości wydzielanego przez nie alkaloidu w ustach i gardle, przez co tylko niewielka jego ilość trafia do płuc, skąd nikotyna wchłania się najlepiej. Naukowcy z Duke University opracowali jednak technologię, która może pokonać te niedogodności. Kluczowym parametrem decydującym o tym, jak daleko dotrą wdychane drobiny aerozolu, jest ich wielkość. Skoro w przypadku nikotyny większość mgiełki nie dociera do dolnych dróg oddechowych, świadczy to o tym, że jej cząstki są zbyt drobne. Aby nieco "dociążyć" ładunek alkaloidu, zespół dr. Jeda Rose'a z Duke University opracował nowy rodzaj inhalatora, w którym nikotyna jest uwalniana wspólnie z kwasem pirogronowym. Równoczesne uwalnianie par roztworu nikotyny oraz kwasu pirogronowego powoduje powstanie soli - pirogronianu nikotyny. Związek ten wykazuje naturalną tendencję do tworzenia kryształów, co oznacza, że przy odpowiednim stężeniu i tempie uwalniania obu składników mieszanki możliwe jest wytworzenie aerozolu o parametrach ściśle dostosowanych do potrzeb inhalacji. Jednocześnie zachowuje on psychoaktywne właściwości nikotyny, co pozwala mu na tłumienie głodu nikotynowego. Zespół dr. Rose'a przeprowadził już wstępne testy nowego rodzaju inhalatora. Wzięło w nich udział 9 zdrowych palaczy, z których każdy przyjął 10 dawek (pojedynczych wdechów) pirogronianu nikotyny, czystego powietrza lub preparatu nikotyny jednego z wiodących producentów. Poszczególne inhalacje zostały oczywiście podane w odpowiednich odstępach czasu, by oczyścić organizm z ewentualnych pozostałości alkaloidu. Dzięki przeprowadzonym pomiarom ustalono, że nowa metoda pozwala na osiągnięcie znacznie wyższego poziomu nikotyny we krwi oraz wyjątkowo skuteczne ograniczenie chęci sięgnięcia po papierosa. Co więcej, nowy typ inhalatora pozwala na ograniczenie podrażnień wywołanych przez przyjęcie dawki alkaloidu. Na najbliższą przyszłość dr Rose planuje ocenę efektywności wdychania pirogronianu nikotyny jako formy terapii uzależnienia od nikotyny. Jeżeli wszystko pójdzie po myśli badacza, opracowany przez niego wynalazek może trafić na rynek w ciągu 3-5 lat.

W przyszłym roku rozpoczną się testy kliniczne pierwszej wziewnej szczepionki na odrę. Będą one prowadzone w Indiach, ponieważ tutaj wiele dzieci nadal zapada na tę zaraźliwą chorobę wirusową. Co roku umiera na nią prawie 200 tys. maluchów. Szefem zespołu, który opracował szczepionkę na bazie proszku, jest dr Robert Sievers z University of Colorado w Boulder. Uważa on, że łatwy w użyciu inhalator jest idealnym rozwiązaniem dla odległych rejonów krajów rozwijających się, gdzie nie ma lodówek ani dostępu do czystej wody czy sterylnych igieł, za pomocą których można by wykonać tradycyjny zastrzyk. Jak wyjaśnia Amerykanin, testy na zwierzętach zakończyły się w tym roku. Wg niego, wziewne szczepionki zapewniłyby odporność niemowlętom, starszym dzieciom i dorosłym. Dziecięce szczepionki, które mogą być inhalowane i dostarczane bezpośrednio do śluzówek, mają przewagę nad iniekcjami. Nie tylko zmniejszają ryzyko zakażenia HIV, żółtaczką i innymi chorobami związanymi z użyciem skażonych igieł, lecz mogą się także okazać skuteczniejsze od swych tradycyjnych odpowiedników. Choć została opracowana dla krajów Trzeciego Świata, nowa technologia stanie się zapewne bazą kolejnej generacji szczepionek dla reszty świata. Dotąd opracowano bowiem tylko jedną wziewną szczepionkę – wilgotną mgiełkę na grypę. Sieversa zainspirowały badania dotyczące sposobu wdychania przez ludzi kropli zanieczyszczeń atmosferycznych. Wraz ze studentami i resztą ekipy stworzył, a następnie opatentował metodę CAN-BD (dosł. nebulizacji wspomaganej dwutlenkiem węgla z suszarką kropli). Osłabiony wirus odry jest mieszany z dwutlenkiem węgla w stanie nadkrytycznym, w wyniku czego powstają drobne krople. Całość jest potem suszona i powstaje przeznaczony do wdychania proszek. Wprowadza się go do cylindrycznego woreczka, zamykanego podobnie jak szyjka plastikowej butelki. Po wzięciu jednego głębokiego oddechu dziecko może być skutecznie zaszczepione. Podczas testów na zwierzętach wykazano, że szczepionka wziewna jest tak samo skuteczna, jak iniekcja. Obecnie trwają prace nad tanią wersją inhalatora. Twórcy technologii CAN-BD twierdzą, że dawkę szczepionki można by wyprodukować za 26 centów. Jeśli przyszłoroczne badania zakończą się sukcesem, wg Serum Institute of India Ltd., roczne zapotrzebowanie na szczepionkę sięgnie 400 mln dawek. Sievers opowiada, że gdy w latach 80. ubiegłego wieku w Meksyku wybuchła epidemia odry, 3 mln dzieci podano właśnie szczepionkę wziewną w postaci aerozolu. Te maluchy, które wzięły udział w testach, rzadziej się zarażały niż brzdące zaszczepione tradycyjnie. Problem polegał jednak na tym, że do uzyskania mgiełki potrzeba było zasilania bądź baterii. Poza tym płynne szczepionki powinny być świeżo sporządzone i trzymane w chłodzie, a sam nebulizer wymaga czyszczenia. Nowy i tani dozownik, w którym cząsteczkami koloidalnymi są substancje stałe, nie musi być czyszczony ani w jakikolwiek sposób zasilany.

Pacjenci z astmą stosują przeważnie inhalatory ciśnieniowe z dozownikiem, ale często wytwarzają one duże krople leku, które pozostają w górnych drogach oddechowych, nie docierając do miejsca przeznaczenia. Dlatego też Australijczycy z Monash University w Clayton skonstruowali urządzenie wyglądające jak zegarek, wykorzystujące mechanizm przypominający małe trzęsienie ziemi (Lab on a Chip). Leslie Yeo wyjaśnia, że starsi lub poważniej chorzy pacjenci mogą korzystać z tzw. nebulizerów. Dzięki nim do płuc dociera więcej leku. Bazują one na wprowadzaniu strumienia skompresowanego powietrza do próbki roztworu. Wytwarza się wtedy aerozol. Nowsze modele tego typu urządzeń wyposażono nawet w drgającą płytkę, która przepuszcza preparat przez rodzaj siatki, generując krople tej samej wielkości. Stosowane dotąd nebulizery są jednak duże i nieporęczne, a oczka siatki szybko się zapychają. Z tego powodu Yeo i zespół skonstruowali nowe urządzenie. Wytwarza ono tak drobne krople, że aż 70% dawki leku przechodzi przez układ oddechowy, sięgając płuc. To bardzo dużo, zważywszy, że nebulizery zapewniały zaledwie 30-proc. skuteczność. W wynalazku Australijczyków na płytce z niobanu litu (LiNbO3) umieszczono aluminiowo-chromowe paski (palce) o szerokości kilkudziesięciu mikrometrów. Wafel jest piezoelektrykiem, co oznacza, że przetwarza mechaniczny ruch na napięcie elektryczne i na odwrót. Gdy przez palce przepuszcza się oscylacyjny sygnał elektryczny, płytka drga i wytwarza się fala powierzchniowa. Przypomina to sposób, w jaki podczas trzęsienia ziemi drgania przemieszczają się przez skorupę naszej planety. Ekipa Yeo umieściła na powierzchni drgającej płytki niewielką ilość leku. Dostrojono natężenie sygnału elektrycznego (a więc trzęsienia), by powstawały krople określonych rozmiarów. Udało się uzyskać krople o przekroju mniejszym od 5 mikrometrów i stanowiły one aż 90% mgiełki. Testy urządzenia przeprowadzano na szklanym modelu ludzkich dróg oddechowych. Wkrótce rozpoczną się badania z udziałem owiec. W przyszłości tego typu aplikator mógłby być stosowany także do dostarczania szczepionek czy antybiotyków.

Epidemiolog David Van Sickle z University of Wisconsin-Madison obmyślił ciekawy sposób na śledzenie czynników środowiskowych wyzwalających ataki astmy – zamontowanie w inhalatorze odbiornika GPS, który wysyła informacje o swoim położeniu po zaaplikowaniu dawki leku. Naukowiec wstępnie przetestował użyteczność rozwiązania, angażując do współpracy 4 chorych studentów. Dzięki uzyskanym wynikom zdobył fundusze (musiały być zatem zachęcające) i właśnie rozpoczyna program pilotażowy w Madison. Tym razem obejmie on 40 osób. Na razie zgłosiło się 19 ochotników. Na szczęście odbiorniki GPS są już teraz zminiaturyzowane i lekkie jak piórko. Uspokoiło to Van Sickle'a, który obawiał się, że same gabaryty urządzenia będą wywoływać u astmatyków napady duszności. Epidemiologowi marzy się, by w przyszłości GPS znalazł się w tysiącach inhalatorów, co pozwoliłoby na zgromadzenie wielu ważnych danych. W dodatku sami chorzy mogliby lepiej zrozumieć, co i gdzie wywołuje ich objawy. Dla przykładu Van Sickle opowiada o pacjencie, który miał ataki duszności wyłącznie w biurze, nigdy w domu, lecz przed eksperymentem nie przeszło mu nawet przez myśl, że jego przypadłość ma związek z czynnikami charakterystycznymi dla miejsca pracy.

Światowa Organizacja Zdrowia nie od dzisiaj boryka się z problemem efektywności prowadzonych przez siebie programów pomocowych. Przykładem może tu być światowy program szczepień ochronnych. W ciągu najbliższych lat na takie szczepienia WHO przeznaczy 35 miliardów dolarów. Niestety, dwie trzecie z tej sumy nie zostanie wydane na leki, ale na systemy ich aplikowania oraz na logistykę. Strzykawki i igły są tanie, ale do ich obsługi trzeba zatrudnić przeszkolony personel. Rozwiązaniem mogłyby wydawać się inhalatory – łatwe i bezpieczne w użyciu – jednak są wielokrotnie droższe niż strzykawki. Rozwiązaniem tego problemu może być inhalator opracowany przez firmę Cambridge Consultants. Nie ma on żadnych ruchomych części, ani nie wykorzystuje aerozoli, które podrażają koszty produkcji tradycyjnych inhalatorów. Tradycyjne urządzenie może składać się nawet z 20 ruchomych części i kosztować do 40 centów. Inhalator Cambridge Consultants kosztuje 3 centy. Brytyjscy inżynierowie skupili się na wewnętrznym kształcie urządzenia. Jest ono tak wyprofilowane, że gdy użytkownik bierze wdech, wewnątrz powstanie minitornado, które porywa lekarstwo w proszku do góry i umożliwia jego zaaplikowanie. Testy laboratoryjne wykazały, że nowy inhalator, mimo iż nie zawiera żadnych części ruchomych, działa bardziej efektywnie, niż tradycyjne inhalatory. Obecnie nowe urządzenie jest testowane przez pięciu producentów leków. Wstępne wyniki badań będą znane w lutym.