Nem csalás, nem ámítás és nem is bűvészi szenzáció a mellékelt képen és videón látható mutatvány ‒ nagyon is tudományos háttere és oka van az aprócska gömbök és folyadékcseppek lebegtetésének: nagyobb hatásfokú és kevesebb mellékhatással járó gyógyszerek készíthetők ugyanis ilyen módon.

Az Argonne Nemzeti Laboratórium munkatársai hanghullámok segítségével lebegtetik a különböző hatóanyagokat tartalmazó oldatok cseppjeit, és ha elsőre nem is tűnik világosnak, hogy mi köze lehet a levitációnak a gyógyszeriparhoz, hadd nyugtassunk meg mindenkit, van kapcsolat, ezt pedig molekuláris szinten kell keresni.

A gyógyászati hatóanyagok molekuláris szerkezetük alapján két nagy csoportba sorolhatók: vannak köztük amorf és kristályos anyagok. Az amorf szerkezetű gyógyszerek sokkal kisebb dózisban is nagyobb hatást fejtenek ki, mint kristályos társaik. Ennek az az oka, hogy könnyebben oldódnak és gyorsabban felszívódnak a szervezetben.

„A gyógyszerek kifejlesztése során az egyik legfontosabb feladat, hogy kis mennyiségben is terápiásan hasznos hatóanyagokat hozzunk létre” ‒ mondja Chris Benmore, a kutatás vezetője.

A piacon lévő gyógyszerek többsége kristályos szerkezetű, ezeket a szervezet nem képes teljesen felszívni és lebontani, így jelentős mennyiségek mennek pocsékba, teszi hozzá Yash Vaishnav, Benmore kollégája.

Nem könnyű feladat azonban az amorf állapot elérése. Az oldatban levő hatóanyag oldószerének elpárologtatása az egyik megoldási lehetőség, azonban a tárolóedény falával kontaktusba kerülve az anyagok többsége kristályos formában szilárdul meg. „Olyan, mintha ezek a hatóanyagok egyenesen törekednének arra, hogy valahogy kristályos állapotba kerüljenek” ‒ mondja Benmore.

Ennek elkerülése érdekében a szakértők egy olyan módszer után kezdtek kutatni, amely lehetővé teszi az oldószer elpárologtatását anélkül, hogy az anyag hozzáérne tárolóedény falához. Mivel a folyadékok felveszik az őket körülvevő edény alakját, ez csaknem lehetetlen feladatnak tűnt. Benmore végül az akusztikus levitátor nevű eszközhöz fordult, amelyet a NASA eredetileg mikrogravitációs körülmények szimulálására fejlesztett ki.

A hanghullámok két egymás fölé elhelyezett hangszóróból érkeznek, és frekvenciájuk némileg meghaladja a hallható tartományt, nagyjából 22 kilohertz körüli érték. Ha a felső és az alsó hangszóró pontosan van elhelyezve, akkor az általuk keltett hanghullámok úgy interferálnak egymással, hogy állóhullám alakul ki. Az állóhullám egyes pontjaiban, az úgynevezett csomópontokban a hangnyomás semlegesíti a gravitáció hatását, így az ide helyezett könnyű objektumok súlytalanul lebegnek. A levitáló folyadékcseppekből pedig az oldószer elpárolgása után amorf szerkezetű hatóanyag válik ki.

Ahogy Vaishnav elmondta, a módszerrel egyelőre csak nagyon kis mennyiségekben „amorfizálhatók” az anyagok, alkalmazása révén viszont talán érthetőbbé válhat, hogy milyen körülmények segítik elő leginkább a kívánt molekuláris szerkezet kialakulását.