Teknologi membuat air melayang menggunakan gelombang suara (Acoustic Levitation)

Ini bukan trik sulap dan juga bukan sebuah ilusi, ilmuwan benar-benar menggunakan levitasi untuk meningkatkan proses pengembangan obat, yang pada akhirnya menghasilkan obat-obatan yang lebih efektif dengan efek samping yang lebih sedikit.

Para ilmuwan di U.S. Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory telah menemukan cara untuk membuat tetesan larutan yang mengandung obat yang berbeda melayang dengan menggunakan gelombang suara. Hubungan antara levitasi dan pengembangan obat mungkin tidak jelas, sementara hubungan istimewa muncul pada tingkat molekuler.

Pada tingkat molekuler, struktur farmasi jatuh ke salah satu dari dua kategori: amorf atau kristal. Obat amorf biasanya lebih efisien diambil oleh tubuh dibanding obat kristal, ini karena obat amorf lebih mudah larut dan memiliki bioavailabilitas yang lebih tinggi, yang menunjukkan bahwa dengan dosis rendah dapat menghasilkan efek yang diinginkan.

"Apa pun itu, salah satu tantangan terbesar pada pengembangan obat dalam mengurangi jumlah obat yang diperlukan untuk mencapai manfaat terapeutik" kata Chris Benmore, Argonne X-ray physicist yang memimpin penelitian.

"Kebanyakan obat di pasar yang berupa kristal, tidak bisa sepenuhnya diserap oleh tubuh dan dengan demikian kita tidak mendapatkan penggunaan yang paling efisien dari obat tersebut," tambah Yash Vaishnav,  Senior Manager for Intellectual Property Development and Commercialization.

Mendapatkan obat-obatan dari larutan menjadi amorf, bagaimanapun, bukanlah tugas yang mudah. Jika larutan menguap ketika sedang dalam kontak dengan bagian wadah, itu jauh lebih mungkin untuk memperkuat dalam bentuk kristal nya. "Ini hampir seolah-olah zat ini ingin menemukan cara untuk menjadi kristal," kata Benmore.

Untuk menghindari masalah ini, diperlukan cara untuk menguapkan larutan tanpa menyentuh apa pun. Karena cairan sesuai dengan bentuk wadahnya, ini adalah persyaratan hampir mustahil - begitu sulit, pada kenyataannya, bahwa Benmore harus berpaling ke levitator akustik, sebuah peralatan yang pada awalnya dikembangkan NASA untuk mensimulasikan kondisi mikro.

Levitasi atau "containerless processing" dapat membentuk sampel murni yang dapat diperiksa di Argonne’s Advanced Photon Source dengan energi tinggi sinar X. "Hal ini memungkinkan amorphization obat yang akan dipelajari saat sedang diproses," kata Rick Weber, yang bekerja pada tim proyek di synchrotron.

Levitator akustik menggunakan dua speaker kecil untuk menghasilkan gelombang suara pada frekuensi sedikit di atas kisaran frekuensi yang dapat terdengar - sekitar 22 kilohertz. Ketika gelombang suara atas dan bawah diselaraskan, menciptakan dua set gelombang suara yang sempurna mengganggu satu sama lain, menghasilkan sebuah fenomena yang dikenal sebagai gelombang berdiri (standing wave).

Pada titik tertentu di sepanjang gelombang berdiri, yang dikenal sebagai node, tidak ada transfer bersih energi sama sekali. Karena tekanan akustik dari gelombang suara yang cukup untuk membatalkan efek gravitasi, benda ringan bisa melayang bila ditempatkan pada node.

Vaishnav menjelaskan, meskipun hanya sejumlah kecil obat saat ini yang dapat "amorphized" menggunakan teknik ini, tetap menjadi alat analisis yang kuat untuk memahami kondisi yang membuat untuk persiapan amorf terbaik.

Peneliti Argonne telah meneliti lebih dari selusin obat yang berbeda, Laboratorium Pengembangan Teknologi & Divisi Komersialisasi saat ini sedang mengejar paten untuk metode tersebut. Pengembangan Teknologi & Komersialisasi juga tertarik bermitra dengan industri farmasi untuk mengembangkan teknologi lebih lanjut serta untuk lisensi untuk pembangunan komersial.

Setelah mengadaptasi teknologi untuk penelitian obat, para ilmuwan Argonne bekerja sama dengan Profesor Stephen Byrn dan Lynne Taylor di Departemen Farmasi Industri dan Fisika di Purdue University dan Jeffery Yarger dari Departemen Kimia dan Biokimia di Arizona State University. Kelompok ini sekarang bekerja mengidentifikasi dampak paling kuat obat instrumentasi levitasi.

Sumber: science.energy.gov

Author : Farell Faiz Firmansyah

Share this

Related Posts