Materiał lżejszy niż puch Stworzenie materiału, który jest lżejszy od powietrza, stało się faktem. Jest nim aerożel - substancja, która ma w sobie 90-99,8 proc. powietrza i jest obiecującym nośnikiem leków. (Drug Delivery System), ponieważ większość ze współcześnie stosowanych materiałów ma charakter hydrofilowy, jak chociażby hydrożele. Nie wszystkie substancje lecznicze są rozpuszczalne w wodzie. Wtedy konieczne jest zastosowanie matrycy, czyli nośnika, o właściwościach hydrofobowych, takiej jak aerożele.
Pierwsze aerożele otrzymał Samuel Stephens Kistler w 1931 r., jednak nie potrafił znaleźć dla nich zastosowania. W latach 60. XX w. firma Monsanto zaczęła wprowadzać aerożele do niektórych kosmetyków i past do zębów, jednak nie była to powszechne praktyka. Następnie na wiele lat zamarło zainteresowanie tymi wyjątkowymi materiałami. Dziś naukowcy prześcigają się w konstruowaniu coraz lżejszych materiałów, poprawianiu ich właściwości i w poszukiwaniu nowych obszarów, w których mogłyby być stosowane.
Opracowano i opatentowano różne rozwiązania technologiczne, które mają na celu wprowadzenie leku w strukturę aerożelu. Niektórzy naukowcy próbowali nasączać żel substancjami czynnymi, a następnie przeprowadzać suszenie pod bardzo niskim ciśnieniem z jednoczesnym wprowadzaniem gazu obojętnego. Inni wprowadzali leki w strukturę już gotowego aerożelu. Istnieją pewne ograniczenia odnośnie leków, które mogą być rozpraszane w aerożelach. Muszą one przede wszystkim być stabilne termicznie, aby wytrzymać warunki nadkrytyczne dla dwutlenku węgla. Przeprowadzono już badania nad wprowadzaniem w strukturę aerożelu metadonu i naltreksonu, silnych leków przeciwbólowych, które mogą być wykorzystywane także w leczeniu uzależnień.
Aerożele, oprócz naprawdę niewielkiej gęstości, najmniejszej wśród ciał stałych, posiadają też kilka innych wyjątkowych właściwości. Mają niewielki współczynnik przewodnictwa ciepła, co sprawia, że idealnie nadają się do stosowania w kombinezonach roboczych strażaków oraz ludzi, którzy pracują przy wysokich temperaturach. Są odporne na ściskanie i rozciąganie. Wytrzymują położenie na nich przedmiotu 4000 razy cięższego od nich! Są za to kruchym materiałem, nieodpornym na uderzenia i ścinanie. Mają także wiele porów. Ta cecha sprawiła, że NASA zainteresowała się aerożelami, opracowując własną metodę ich otrzymywania i wykorzystania. Aerożele służyły poza Ziemią do gromadzenia kosmicznego pyłu, który następnie mógł zostać zanalizowany na Ziemi. Aerożele stosuje się też jako podłoże dla katalizatorów w niektórych reakcjach chemicznych, jak również jako nośnik herbicydów czy pestycydów. Duża liczba porów, czyli miejsc, w które może wniknąć substancja lecznicza i być potem stopniowo uwalniana, jest obiecującą właściwością dla rozwoju medycyny.
Naukowcy wiążą nadzieje z możliwością stosowania aerożeli z lekarstwami drogą wziewną. Przyspieszałoby to wchłanianie substancji czynnej przy jednoczesnym wydłużeniu jej uwalniania. Trwają badania nad podawaniem tą drogą ketoprofenu, silnego leku przeciwbólowego, a także gryzeofulwiny - antybiotyku przeciwgrzybicznego. Ograniczenia stawiane przed substancjami czynnymi leków sprawiają, że zastosowanie na dużą skalę produktów leczniczych z aerożelami jest kwestią przyszłości, a nie teraźniejszości. Jednocześnie wiele zespołów naukowych trudzi się nad stworzeniem najbardziej opłacalnego sposobu wydłużonego podawania leków. Może się okazać, że już za kilka-kilkanaście lat aerożele staną się powszechnym składnikiem lekarstw.
Możliwe jest stworzenie aerożelów o właściwościach hydrofilowych, jak hydrofobowych. Jest to niewątpliwą przewagą aerożeli nad innymi materiałami budującymi systemy dozowania leków
I
138
I
