بحث في مجال الليزر قد يطور صناعة أدوية الربو

ترجمة: سومر الحموي، الكيمياء العربي

قام علماء بريطانيون باستخدام شبكة أشعة ليزرية لتفحص سلوك دقائق الرذاذ بعد خروجها من بخاخات الربو (المنشاق أو المرذاذ) لتعوم في الهواء.

يمكن أن تحسن نتائج هذه الدراسة من فعالية البخاخات التي يستخدمها أكثر من 5 ملايين شخص في بريطانيا يعانون من الربو.

أكثر من 73 مليون بخاخة تستهلك خلال سنة في المملكة المتحدة. يمكن من خلال دراسة طبيعة سلوك جسيمات الدواء ومسارها في الجهاز التنفسي وصولاً للرئتين، أن نتوصل لصيغة جديدة للأدوية، تزيد من فعاليتها ونظام انتشارها، وتخفض التأثيرات الجانبية.

قام العلماء باحتجاز جسيمات صلبة منفردة لدواء سلفات السالبوتامول، باستخدام شبكة (مصيدة) الليزر الأخطبوطي التصويري في المنشأة المركزية لليزر من مجمع العلوم و التكنولوجيا Science and Technology Facilities Council – STFC)، و علقوها بالهواء لاختبار سلوكها في ظروف مصطنعة تحاكي الجو في الجهاز التنفسي عند الإنسان.

إنها أول مرة يتم فيها اختبار هذه الدقائق المجهرية في بيئة تحاكي مسارها من بخاخة الدواء إلى الرئتين.

تم نشر هذا البحث في 12 تشرين الثاني 2014 في مجلة الجمعية الملكية للكيمياء، المراسلات الكيميائية.

يقول الدكتور أندي وارد Andy Ward من منشأة الليزر المركزية STFC في محاولة لشرح لهذه التقنية: “لقد قمنا بأسر كل جسيمة عن طريق حجزها بين شعاعي ليزر موجهين، ثم اختبرنا سلوكها في درجات مختلفة من الحرارة والرطوبة. بينت نتائجنا كيف تتأثر عملية امتزاز المياه تبعاً للتغيرات في اهتزازات الروابط الكيميائية. تجرى عادةً هذه الاختبارات على شرائح زجاجية، لذا فإن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها إجراء التجارب على هذه الدقائق وهي معلقة بالهواء، كما هو الحال عندما تعوم خلال الجهاز التنفسي”.

يقول أحد الباحثين في هذا المشروع وهو الدكتور بيتر سيفيل Peter Seville من جامعة بيرمنغهام كلية الطب السريري والتجريبي: “إنّ الجهاز التنفسي عند الإنسان تطور تلقائياً لمنع استنشاق الدقائق الغريبة، وللتغلب على آلية الدفاع الطبيعية هذه للجسم، فإنّ ذلك يتطلب أدوات معقدة لتوصيل الدواء، وجسيمات بالغة الصغر، يتراوح قطرها عادة بين 2-5 ميكرون، أي ما يعادل عِشر قطر شعرة الإنسان. إنّ أي مقدار من الرطوبة التي تلتصق بالدقائق سيزيد من حجمها من لحظة خروجها من المرذاذ وحتى الرئتين، مما يؤدي إلى تغير في مكان توضعها داخل الرئة. وهذا يعني أنّ الدواء لن يصل إلى وجهته المثالية، مما يؤدي إلى زيادة أو نقصان فعالية العلاج واحتمال مضاعفة الآثار الجانبية “.

إنّ استخدام تقنية مطيافية رامان Raman spectroscopy لقياس اهتزازات وطول موجة الضوء الصادر من الجزيئات، قد مكن فريق الباحثين من تقديم طريقة جديدة لدراسة دقائق سلفات السالبوتامول Salbutamol Sulphate لحظة خروجها من البخاخ (المنشاق) العادي المتوافر في الصيدليات.

حيث قاموا برش الدواء من البخاخة داخل مصيدة ليزر بصرية، دون تغيير بخصائص الدواء الفيزيائية والكيميائية، واحتجزوا هذه الدقائق الصغيرة جداً في الهواء وسجلوا حجمها وشكلها وطبيعتها الكيميائية لإثبات وجود أي كمية من الماء الممتز عليها. يحدث ذلك في غضون ثوان معدودة، ثم بمرور الوقت يسجلون بدقة وحذر تغير الرطوبة النسبية ومسار الدقائق داخل الرئة.

يقول قائد الفريق الدكتور فرانسيس بوب Francis Pope من جامعة بيرمنغهام: “هذا البحث يمكن أن يؤدي لتصنيع بخاخات تعطي أدوية أكثر فاعلية لمشاكل الجهاز التنفسي. ستساعد نتائجنا أيضاً الشركات المصنعة للأدوية التي تتطلع إلى لتحسين التركيب الكيميائي للأدوية، وتزيد فعاليتها وتقلل من أضرارها الجانبية. ما كنا نستطيع إنجاز هذا العمل لولا الكفاءة الفريدة لأجهزة الليزر في أسر و تعويم الدقائق في الهواء، والتي مكنتنا من إيجاد طريقة جديدة لاختبار أداء البخاخات”.

إنّ هذه البخاخات المضغوطة، التي تعطي كميات محسوبة من الدواء في كل استعمال، تشكل حوالي 70% من مبيعات البخاخات في المملكة المتحدة، وهي الأجهزة الأكثر استخداماً لحالات أمراض الربو وانسداد الحويصلات الرئوية المزمن.

المصدر:

Laser scientists’ new research could improve the treatment of asthma sufferers. Retrieved March 2, 2015, from https://webarchive.nationalarchives.gov.uk/20200923135802/https://stfc.ukri.org/news/laser-scientists-new-research-should-improve-the-treatment-of-the-5-million-asthma-sufferers-in-the-uk/